Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Global Stability of Different Fractional Orders Multi Input Multi Output Nonlinear Feedback Systems with Interval Matrices of Positive Linear Parts

Kaczorek Tadeusz, Sajewski Łukasz

TransNav : International Journal on Marine Navigation and Safety of Sea Transportation

|

2025

|

Vol. 19 No. 1

339--344

EN

The global stability of continuous-time fractional orders multi–input multi-output nonlinear feedback systems with interval matrices of positive linear parts is investigated. New sufficient conditions for the global stability of these class of positive nonlinear systems are established. A procedure for computation of gain matrix characterizing the class of nonlinear elements is given and illustrated on simple example.

2

Mathematical analysis of mechanical and thermal properties of hemp shivebased composites - regression model fitting

Hryniewicz Marek

Polish Technical Review

|

2025

|

No. 1

18--21

EN

This study investigates the dependencies between mechanical and thermal characteristics of hemp shive-based composite. The composites of this type are becoming popular because they are environmentally friendly, provide good thermal insulation, and have strong mechanical properties, serving as a viable alternative to traditional building materials. The research analyzes how these materials conduct heat and withstand pressure, using different ratios of hemp shive to binder. To predict the behavior of the mentioned materials, three mathematical models were applied: linear, quadratic, and exponential. The study has determined that linear models are the most effective for practical applications, as they have high R2 values, indicating a good fit with the data. A strong correlation was found between thermal conductivity and compressive strength, which helps in improving composite designs. The results endorse the use of hemp-based composites in construction, highlighting their ability to balance thermal efficiency, mechanical strength, and environmental sustainability. The study suggests more research to explore alternative binders, assess long-term durability, and evaluate the feasibility of large-scale production.

PL

W pracy zbadano zależności pomiędzy właściwościami mechanicznymi i termicznymi kompozytu na bazie paździerzy konopnych. Kompozyty tego typu cieszą się coraz większą popularnością, ponieważ są przyjazne dla środowiska, zapewniają dobrą izolację termiczną i posiadają dobre właściwości mechaniczne, stanowiąc realną alternatywę dla tradycyjnych materiałów budowlanych. W badaniu analizowano, w jaki sposób te materiały przewodzą ciepło i wytrzymują ciśnienie, stosując różne proporcje paździerzy konopnych do spoiwa. Do przewidywania zachowania tych materiałów zastosowano trzy modele matematyczne: liniowy, kwadratowy i wykładniczy. W badaniu ustalono, że modele liniowe są najskuteczniejsze w zastosowaniach praktycznych, ponieważ mają wysokie wartości R2, co wskazuje na dobre dopasowanie do danych. Stwierdzono silną korelację między przewodnością cieplną a wytrzymałością na ściskanie, co pomaga w ulepszaniu projektów kompozytów. Wyniki potwierdzają zastosowanie kompozytów na bazie konopi w budownictwie, podkreślając ich zdolność do równoważenia wydajności cieplnej, wytrzymałości mechanicznej i zrównoważenia środowiskowego. Badanie sugeruje dalsze badania w celu zbadania alternatywnych spoiw, oceny długoterminowej trwałości i oceny wykonalności produkcji na dużą skalę.

3

Modelowanie przekształtnikowych napędów wielomaszynowych

Beniak Ryszard

Śląskie Wiadomości Elektryczne

|

2024

|

Nr 1 (151)

4-10

PL

Artykuł omawia możliwość modelowania matematycznego systemu wielonapędowego z wykorzystaniem algorytmów zmiennostrukturalnych. Przedstawione są podstawowe: właściwości, trudności i ograniczenia tego typu algorytmów. Dokładniej omówiony jest najtrudniejszy etap stosowania tego typu algorytmów, czyli obliczania napięć na gałęziach nie opisanych w danej chwili przez rozwiązywane numerycznie równania różniczkowe. W drugiej części artykułu przedstawiona jest implementacja algorytmu w programie modelującym platformę Stewarta będącą systemem zawierającym działające zgodnie trzy napędy przekształtnikowe. Uzyskane rezultaty potwierdzają efektywność modelowania tego typu systemów.

EN

The article discusses the possibility of mathematical modeling of a multi-drive system using variable-structure algorithms. The basic properties, difficulties and limitations of this type of algorithms are presented. The most difficult stage of using this type of algorithms is discussed in more detail, i.e. calculating voltages on branches not currently described by numerically solved differential equations. The second part of the article presents the implementation of the algorithm in a program modeling the Stewart platform, which is a system containing three converter drives operating accordingly. The obtained results confirm the effectiveness of modeling this type of systems.

4

Stabilization of poloxamine and poloxamer block copolymer complexes in chlorinated organic solvents – mathematical modelling

AlHanbali Othman A., Al-Shukri Salah Mahdi, Dardas Abdel Khaleq Y., Jaradat Nidal A., Shraim Naser Y., Arafat Mosab

Polimery

|

2024

|

Vol. 69, nr 9

475--483

EN

To develop a mathematical model describing the behavior of chromophore complexes, the main factors influencing the stability of poloxamine and poloxamer complexes were determined. Gel permeation chromatography, ultraviolet absorbance measurements and FT-IR were used for the analysis. It was found that the studied complexes in chlorinated organic solvents are unstable in the presence of oxygen, air, or water. The developed mathematical model allows for more effective planning and execution of experiments due to the possibility of predicting UV absorption based on the distribution of complexes in chlorinated solvents.

PL

W celu opracowania modelu matematycznego opisującego zachowanie kompleksów chromoforowych określono główne czynniki wpływające na stabilność kompleksów poloksamin i poloksamerowych. Do analizy zastosowano chromatografię żelową, pomiary absorbancji w ultrafiolecie i metodę FT-IR. Stwierdzono, że badane kompleksy w chlorowanych rozpuszczalnikach organicznych są niestabilne w obecności tlenu, powietrza lub wody. Opracowany model matematyczny pozwala na efektywniejsze planowanie i wykonywanie eksperymentów ze względu na możliwość przewidywania absorpcji UV na podstawie rozkładu kompleksów w chlorowanych rozpuszczalnikach.

5

A quantitative study between HPGR and cone crusher aided ball mill grinding : mathematical modeling by evaluating the possible microfracture effect produced by HPGR technology and cone crusher

Rodríguez-Torres I., Tuzcu E.T., Reyes Iván A., Rosales-Marín G.

Physicochemical Problems of Mineral Processing

|

2024

|

Vol. 60, iss. 1

art. no. 177620

EN

High Pressure Grinding Rolls (HPGR) have been used in the mining industry for decades. However, there are limited quantifications of the particle properties after comminution. Furthermore, the influence of microcracks in grinding provided by this technology has not been extensively quantified. In the recent work, there were two comminution paths tested: 1 (Jaw crusher + cone crusher + ball mill) and 2 (Jaw crusher + HPGR + ball mill). The possible weakening effect aiding ball mill grinding due to microcracks of HPGR path was shown via specific energy, fines generation and breakage rate measurements. To achieve a quantification about the impact of microcracks and the high rate of reduction rate of HPGR technology, first the product was reconstructed using Rosin Rammler's Weibull double formula and the similar particle size distribution was obtained by a conventional cone crusher. By this way the feed size distribution to the grinding stage remained constant regardless of the type of crushing process (HPGR or cone crusher). The results showed that the microfractures generated by the HPGR technology influence the specific energy consumption, fines generation and breakage rates. Ball mill after HPGR consumed 12.46 kWh/t of specific energy, however ball mill after cone crusher consumed 14.36 kWh/t of specific energy. The experimental methodology proposed in this paper maintains a consistent feed size range (-1500 to +41.31 μm) to show that the size reduction observed in the sample undergoing HPGR grinding is not the primary factor contributing to reduced energy consumption and increased fines generation. Instead, it is predominantly associated with the microfractures generated through the compression in HPGR technology; the energy reduction (optimization) of a grinding path is shown in the study.

6

Influence of the building’s thermal insulation on intermittent heating mode efficiency

Balasanian Hennadii, Klymchuk Oleksandr, Luzhanska Ganna, Aksyonova Inna, Voronenko Serhii

Management Systems in Production Engineering

|

2024

|

nr 4 (32)

484--488

EN

The results of mathematical modeling of a building’s thermal insulation influence on the efficiency of intermittent heating mode are presented. This work aim is to assess the influence of thermal insulation on the efficiency of using the intermittent heating mode for the educational building of the Odessa National Polytechnic University’s Heat Engineering Laboratory. The paper analyzes the factors related to improving the efficiency of the programmed heat supply mode. Modeling of the operating modes for heat supply system operated in intermittent heating mode is carried out. There was performed the mathematical modeling of the heating system operation modes for the most unfavorable climatic conditions at low outdoor temperatures, with respective system efficiency indicators obtaining. The potential of energy saving level for administrative, educational, and office buildings depending on the thickness of thermal insulation of external and internal walls is studied. Recommendations have been elaborated for the use of buildings thermal insulation to improve the efficiency of intermittent heating.

7

Approximate and analytic flow models for leak detection and identification

Tatara Marek S., Kowalczuk Zdzisław

International Journal of Applied Mathematics and Computer Science

|

2024

|

Vol. 34, no. 3

391--407

EN

The article presents a comprehensive quantitative comparison of four analytical models that, in different ways, describe the flow process in transmission pipelines necessary in the task of detecting and isolating leaks. First, the analyzed models are briefly presented. Then, a novel model comparison framework is introduced along with a methodology for generating data and assessing diagnostic effectiveness. The study presents basic assumptions, experimental conditions and scenarios considered. Finally, the quality of the model-based diagnostic estimators is assessed, focusing on their bias, standard deviation, and computational complexity. Here, several optimality criteria are used as detailed indicators of the quality and performance of the estimators in a multi-criteria Pareto optimality assessment.

8

Hard coal supplies and selected environmental regulations: A Case Study of the Polish Power Sector

Malec Marcin

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2024

|

T. 40, z. 1

125--150

EN

The volatility of raw material prices and the rising prices of CO2 emission allowances when using fossil fuels to produce electricity and heat are still relevant problems for owners of generating units. The decision-making tools are used in the fuel purchase process. However, these tools should also consider environmental issues. The article’s main objective is a quantitative analysis of the potential for reducing costs associated with supplying and using hard coal in public power plants as a result of considering the costs of environmental protection and CO2 emission allowances in the process of planning this fuel supply. A mathematical model was developed to optimize the supply of hard coal for the power industry. The tool and elaborated research scenarios made it possible to calculate and analyze the impact of considering the costs of emissions of harmful substances into the environment and CO2 emission allowances on the planning of coal supplies and the reduction of costs related to acquiring and using coal by public power plants. The calculation results were presented on the example of the Polish power sector. The model’s results confirm that the appropriate selection of coals, taking into account the quality parameters determining the amount of emissions of harmful substances, reduces the amount of these emissions and the total costs of acquiring and using coal in electricity production. However, depending on the considered scenario, the scale of this impact varies. The results of the optimization of coal supplies to power plants and their proper interpretation may constitute an important contribution to making management decisions in energy companies.

PL

Problem zmienności cen surowców, wzrastających cen uprawnień do emisji CO2 oraz zaostrzanych limitów emisji przy wykorzystywaniu paliw kopalnych do produkcji energii elektrycznej i ciepła jest wciąż aktualny dla właścicieli jednostek wytwórczych. Budowane narzędzia wspomagające proces podejmowania decyzji przy doborze surowców do procesu spalania powinny jednak uwzględniać również kwestie środowiskowe. Głównym celem artykułu jest ilościowa analiza potencjału redukcji kosztów związanych z pozyskaniem i wykorzystaniem węgla kamiennego w elektrowniach zawodowych, w rezultacie uwzględnienia w procesie planowania dostaw tego paliwa, kosztów ochrony środowiska oraz uprawnień do emisji CO2. Opracowano model matematyczny do optymalizacji pozyskiwania węgla kamiennego przez energetykę zawodową. Zbudowane narzędzie oraz opracowane scenariusze badawcze umożliwiły przeprowadzenie obliczeń i wykonanie analizy wpływu uwzględnienia kosztów ochrony środowiska oraz uprawnień do emisji CO2 w procesie planowania dostaw węgla, na redukcję kosztów związanych z pozyskaniem i zużyciem węgla w elektrowniach zawodowych. Wyniki modelu potwierdzają, że odpowiedni dobór węgli wpływa na redukcję całkowitych kosztów pozyskania i wykorzystania węgla w procesie produkcji energii elektrycznej. Wyniki optymalizacji dostaw węgla do jednostek wytwórczych i ich właściwa interpretacja mogą stanowić istotny wkład w podejmowaniu decyzji zarządczych w przedsiębiorstwach energetycznych.

9

Artificial Neural Network-aided Mathematical Model for Predicting Soil Stress-strain Hysteresis Loop Evolution

Bocheńska Marta, Srokosz Piotr

Civil and Environmental Engineering Reports

|

2024

|

Vol. 34, no. 3

120--135

EN

This study presents a novel approach to forecasting the evolution of hysteresis stress-strain response of different types of soils under repeated loading-unloading cycles. The forecasting is made solely from the knowledge of soil properties and loading parameters. Our approach combines mathematical modeling, regression analysis, and Deep Neural Networks (DNNs) to overcome the limitations of traditional DNN training. As a novelty, we propose a hysteresis loop evolution equation and design a family of DNNs to determine the parameters of this equation. Knowing the nature of the phenomenon, we can impose certain solution types and narrow the range of values, enabling the use of a very simple and efficient DNN model. The experimental data used to develop and test the model was obtained through Torsional Shear (TS) tests on soil samples. The model demonstrated high accuracy, with an average R² value of 0.9788 for testing and 0.9944 for training.

10

Profiled delivery of bicarbonate during weekly cycle of hemodialysis

Pietribiasi Mauro, Leypoldt John K., Wieliczko Monika, Twardowska-Kawalec Malgorzata, Debowska Malgorzata, Malyszko Jolanta, Waniewski Jacek

Biocybernetics and Biomedical Engineering

|

2024

|

Vol. 44, no. 4

836--843

EN

Background: Delivery of bicarbonate during hemodialysis (HD) is aimed at correcting metabolic acidosis in end-stage renal disease patients. We tested modified prescriptions of bicarbonate concentration in dialysis fluid (CD, bic), aimed to achieve an optimal pre-dialytic bicarbonate plasma concentration (CP,bic). Methods: We used a mathematical model to prescribe individualized HD treatments consisting of 1) adjustment of CD,bic to get the pre-dialytic CP,bic in a prescribed range, 2) increase of bicarbonate load before the long interdialytic break, and 3) a single step of increase in CD,bic after two hours. The outcomes were tested in 24 stable HD patients, monitored during a week of standard HD (Test Week) and a week of modified treatment (Intervention Week). Results: The response to the model-based prescription was different whether the average CD,bic during the Intervention Week was higher or lower than the constant value used for the Test Week. For patients with lower average CD,bic during the Intervention Week, a significant fraction achieved the target (22 ≤ CP,bic ≤ 24 mEq/L). In the group with higher average CD,bic, the interventions were effective only in increasing post-dialytic CP,bic. The simple step-increase profile was effective in linearizing the intradialytic increase in bicarbonate and decreasing the amount of time spent by patients at high plasma CP,bic. Conclusions: The interventions were effective mostly in patients who needed to lower their pre-dialytic CP,bic. The resistance of the system to increasing pre-dialytic CP,bic in other patients might be caused by modifications of breathing or in hydrogen generation that were not accounted for by our model.

11

Thermal Operating Window in Selective Laser Melting Processes

Kozak Jerzy, Zakrzewski Tomasz, Witt Marta, Dębowska-Wąsak Martyna

Transactions on Aerospace Research

|

2023

|

Nr 4 (273)

18--32

EN

Selective laser melting (SLM) is one of the most effective methods of additive manufacturing (AM). It is used to manufacture products with very complex geometries using a wide range of materials. Practical process conditions are limited by the occurrence of undesirable melting instabilities that degrade the surface quality and lead to product defects. These disadvantages are related to the thermal limitations of the SLM process. The lower thermal limit is due to the need to completely melt the powder layer and partially remelt the underlying layer again to ensure proper bonding between the layers. Exceeding the upper thermal limit in the molten metal pool may cause extensive evaporation, boiling and ejection of molten metal droplets outside the melting area. The article presents an approach and methodology that enable the determination of thermal limits and the operating window of SLM/selective laser sintering (SLS) processes in a relatively simple way. The studies have been performed using various settings of SLM process parameters. The usefulness of the preliminary determination of thermal limitations and approximate prediction of operating window of SLM has been confirmed experimentally and by more accurate computer simulation.

12

Analiza numeryczna CFD przy użyciu programu Simcenter FloEFD procesu separacji w wybranych osadnikach wirowych

Matuszak Magdalena, Ochowiak Marek, Włodarczyk Sylwia, Krupińska Andżelika, Bielecki Zdzisław

Technologia Wody

|

2023

|

Nr 1 (79)

16-20

PL

W pracy przedstawiono wyniki analizy numerycznej CFD procesu separacji prowadzonego przy użyciu osadnika wirowego o standardowej konstrukcji oraz osadnika wirowego o zmodyfikowanej konstrukcji. Modyfikacja konstrukcji polegała na zastosowaniu zanurzonego króćca wlotowego oraz przegrody umieszczonej w osi aparatu. W celu przeprowadzenia symulacji wykorzystano oprogramowanie Simcenter™ FloEFD™ SC firmy Siemens. Przedstawione trajektorie ruchu cząstek data stałego potwierdzają powstawanie ruchu wirowego i umożliwiają wyznaczenie czasu przebywania cząstek wewnątrz aparatu oraz sprawność urządzenia przy zadanym obciążeniu hydraulicznym. Wyznaczono ponadto wartości spiętrzeń cieczy w aparacie. Zaproponowana modyfikacja konstrukcji wykazała wyższy stopień separacji w porównaniu do standardowego osadnika, gdzie materiałem badawczym były cząstki stałe ciężkie.

EN

The paper presents the results of a numerical CFD analysis of the separation process carried out using a standard-design swirl settling tank and a modified swirl setting tank. The modification involved using a submerged inlet and a baffle located in the center of the device. The Simcenter™ FloEFD™ SC software from Siemens was used to perform the simulations. The presented trajectories of solid particle movement confirm the formation of vortex flow and allow the determination of the residence time of particles inside the device and the efficiency of the equipment at a given hydraulic load. In addition, the liquid head values in the swirl settling tanks were determined. The proposed design modification showed a higher degree of separation compared to the standard swirl setting tank, where heavy solid particles were used as the research material.

13

Modelowanie matematyczne procesów nieustalonych w układzie przeniesienia napędu z wałem Cardana w elektrycznym samochodzie ciężarowym

Chaban Andriy

Przegląd Elektrotechniczny

|

2023

|

R. 99, nr 12

74--77

PL

W pracy opracowano model matematyczny układu przeniesienia napędu samochodu ciężarowego z napędem na tylną oś z uwzględnieniem ruchu wału napędowego, który zawiera przegub Cardana. Główny akcent w modelu postawiony jest na uwzględnienie rotacyjnych ruchów w wale podczas ruchu samochodu w złożonych warunkach pracy. Na podstawie modelu analizowane są dynamiczne stany pracy wału samochodu jadącego po różnych drogach zarówno w stanach statycznych, jak i dynamicznych. Równania stanu transmisji ruchu całkowali się przez metodę Runge-Kutta czwartego rzędu. Przedstawiono wyniki symulacji komputerowej w postaci rysunków, które są analizowane.

EN

There is developed mathematical model of transmission for rear-wheel electric cargo truck taking into account motion of driving shaft including Cardan joints. Model focuses on consideration of the rotary, motion in the shaft in difficult working conditions. There are analyzed dynamic conditions of shaft operating on the flat and rough roads in the both states: dynamic and static as well. Mathematical model is realized by the fourth order Runge-Kutta method. Computer simulation results are demonstrated and analyzed in the figures.

14

Mathematical modeling of starting modes and static characteristics of a wound-rotor induction motor in phase coordinates

Malyar Vasyl, Hamola Orest, Maday Volodymyr, Vasylchyshyn Ivanna

Przegląd Elektrotechniczny

|

2023

|

R. 99, nr 10

114--119

EN

The algorithms for calculating steady-state modes, static characteristics, and transients in an asynchronous drive based on a wound-rotor induction motor and a starter in a rotor circuit are presented. The calculation is based on a mathematical model of an induction motor that takes into account the saturation of the magnetic circuit. The electromagnetic processes are described by a nonlinear system of equations of electrical equilibrium composed in a fixed three-phase coordinate system, the coefficients of which are the differential inductances of the circuits. The steadystate modes and static characteristics are calculated by solving the boundary value problem using the continuation method in the parameter.

PL

Przedstawiono algorytmy obliczania trybów pracy w stanie ustalonym, charakterystyk statycznych i stanów nieustalonych w napędzie opartym na silniku indukcyjnym z wirnikiem fazowym i rozrusznikiem obwodu wirnikowego. Obliczenia oparte są na modelu matematycznym silnika indukcyjnego uwzględniającym nasycenie obwodu magnetycznego. Procesy elektromagnetyczne opisane są nieliniowym układem równań równowagi elektrycznej w ustalonym trójfazowym układzie współrzędnych, z indukcyjnościami różnicowymi obwodów jako współczynnikami. Tryby pracy w stanie ustalonym i charakterystyki statyczne oblicza się rozwiązując problem wartości granicznych metodą kontynuacji w parametrze.

15

A mathematical model of an electric drive system including GTO thyristors

Chaban Andriy, Lis Marek, Szafraniec Andrzej, Fediv Yevhen

Przegląd Elektrotechniczny

|

2023

|

R. 99, nr 12

276--279

EN

A mathematical model of an electrical unit is developed that consists of an absolutely permanent source which supplies electric power to the primary winding of a power transformer, while some asynchronous drives, a resistant load, and a passive power capacitor including GTO thyristors are connected to the secondary winding of the transformer. Electric processes in the load unit are analysed on the basis of the model. A concept of stabilising the unit’s voltage with various angles of thyristor opening and closure is demonstrated. Equations describing the drive system are integrated using the fourth-order Runge-Kutta method. The results of computer simulations are shown in a graphic format and analysed.

PL

W pracy opracowano model matematyczny zespołu elektrycznego, który składa się z absolutnie sztywnego źródła energii elektrycznej, z którego zostało zasilane pierwotne uzwojenie transformator mocy, a do wtórnego uzwojenia tego transformatora zostały podłączone napędy asynchroniczne, obciążenie rezystancyjne oraz kompensator mocy biernej z tyrystorami GTO. Na podstawie tego modelu analizowane są procesy elektryczne w układzie napędowym. Pokazano koncepcję stabilizacji napięcia zespołu drogą różnych kątów otwierania i zamykania tyrystorów. Równania stanu eklektycznego całkowane są metodą Runge-Kutta czwartego rzędu. Przedstawiono wyniki symulacji komputerowej w postaci rysunków, które są opisane i analizowane.

16

Modelowanie matematyczne i badania symulacyjne bioreaktora z wymuszonym napowietrzaniem

Przysiężnik Michał, Bartecki Krzysztof

Pomiary Automatyka Robotyka

|

2023

|

R. 27, nr 2

77--88

PL

Proces kompostowania jest powszechnie stosowany w gospodarce odpadami jako metoda przekształcania lub stabilizacji odpadów organicznych. Ze względu na złożony, nieliniowy charakter zachodzących w nim zjawisk biologicznych oraz fizykochemicznych, jest on stosunkowo trudny z punktu widzenia predykcji oraz sterowania. Sterowanie procesem ma tu na celu uzyskiwanie w określonym horyzoncie czasowym produktu finalnego, czyli zwykle kompostu spełniającego określone wymagania jakościowe. W artykule zaprezentowano prosty model matematyczny procesu kompostowania z wymuszonym napowietrzaniem, potencjalnie umożliwiającym realizację wspomnianego celu sterowania. Opracowano model drugiego rzędu, z dwiema wielkościami wejściowymi reprezentującymi zewnętrzne oddziaływania na proces. Na podstawie modelu matematycznego przekształconego do postaci równań stanu, zbudowano w środowisku MATLAB/Simulink model komputerowy bioreaktora, który następnie wykorzystano do przeprowadzenia badań symulacyjnych. Pokazano, że możliwe jest oddziaływanie na proces za pomocą wymuszonego napowietrzania, bezpośrednio wpływającego na zmianę temperatury w bioreaktorze, a w konsekwencji również na czas otrzymania końcowego produktu reakcji. Wyniki analizy właściwości dynamicznych procesu, przeprowadzonej z wykorzystaniem modelu zlinearyzowanego wzdłuż wybranej, nominalnej trajektorii stanu, wskazują na zmienny charakter jego stabilności - począwszy od niestabilności w początkowych fazach reakcji, przez stabilizację w fazie pośredniej, aż do stabilności asymptotycznej, zakończonej osiągnięciem stanu równowagi.

EN

The composting process is commonly used in waste management as a method of converting or stabilizing organic waste. Due to the complex, non-linear nature of biological and physicochemical phenomena involved, this process is relatively difficult to predict and control. The control is usually aimed at obtaining the final product, that is, the compost that meets legal standards. The article presents a simple mathematical model of the composting process with forced aeration, which will potentially facilitate the control task. A second order model was developed, with two inputs signals. Based on the mathematical model in the form of the state equations, the computer model of the bioreactor was built in the MATLAB/Simulink environment, which was then used to conduct different simulation tests. It was shown that it is possible to control the process using forced aeration, directly influencing the temperature changes in the bioreactor, and consequently also the time of obtaining the final product of the reaction. The analysis of the dynamic properties of the process performed using its model linearized about some nominal state trajectory shows the changes in its internal stability - starting from the unstable character in the initial phases of the reaction, through stabilization in its intermediate phase, up to the asymptotic stability, ending in the stable equilibrium state.

17

Simultaneous pickup and delivery model suggestion for personnel transportation in COVID-19 pandemic conditions

Köse Erkan, Kokmazer Ahsen, Vural Danışment, Gökceoğlu Gökçe Gül, Şavlı Pınar

Operations Research and Decisions

|

2023

|

Vol. 33, No. 4

119--131

EN

The impact of COVID-19 on the transportation costs of a large-scale company has been examined. Before the pandemic, shift personnel were transported to the factory by shuttles, and after a quick shift change, other shift personnel were transported back to their homes. However, with the implementation of laws mandating the reduction of shuttle seat capacities, transportation costs have risen significantly. To address this issue, a new simultaneous pickup and delivery model is proposed as an alternative to the separate transportation of shift workers. The results of this study indicate that the proposed model provides a substantial advantage in terms of both the number of vehicles used and the total distance traveled, leading to a significant reduction in costs. This research underscores the importance of effective operations research practices for the profitability of companies, particularly in extraordinary circumstances such as the COVID-19 pandemic.

18

Parameter identification of space manipulator’s flexible joint

Wojtunik Mateusz, Basmadji Fatina Liliana, Granosik Grzegorz, Seweryn Karol

Journal of Automation Mobile Robotics and Intelligent Systems

|

2023

|

Vol. 17, No. 3

78--87

EN

A manipulator mounted on a satellite is often used to perform active debris removal missions. The space manipulator control system needs to take the dynamic model of the satellite‐manipulator system into account because of the influence of the manipulator motion on the position and attitude of the satellite. Therefore, precise modeling of the space manipulator dynamics as well as parameter identification are needed to improve the credibility of the simulation tools. In this paper, we presented the identification of the flexible‐joint space manipulator model based on dynamic equations of motion. Experiments were performed in an emulated microgravity environment using planar air bearings. The arbitrarily selected joint‐space trajectory was performed by the manipulator’s control system. The experiments were repeated multiple times in order to analyze the identification method sensitivity. The identification is based on the Simulink SimMechanics model. Thus, the procedure can be used for any space manipulator without the need to obtain analytical relations for dynamic equations each time. Including joint flexibility and spring viscous damping in the dynamic model allowed it to reflect the experimental measurements better than the reference model could. Identified parameters of the flexible joint have values of the same magnitude as corresponding real system parameters.

19

Partial mathematical modeling and analysis of the AES system

Stachowiak Sylwia, Kurkowski Mirosław

Journal of Applied Mathematics and Computational Mechanics

|

2023

|

Vol. 22, nr 4

64-78

EN

Many types of decision problems can be solved using mathematical modeling and analysis. Such techniques are also developed on the border of mathematical logic and computer science. A good example is the translation of the issues examined into the Satisfiability Problem (SAT) of a logical propositional formula. Unfortunately, this method is not always practical, considering the high computational complexity of solving the SAT problem. It often happens that in the studied cases, the encoding formulas contain even hundreds of thousands of clauses and propositional variables. However, even in these cases, modern SAT solvers can sometimes successfully solve these problems. This approach can be used to cryptanalyze some symmetric ciphers or parts/modifications. In this case, the encryption algorithm is first translated into a boolean formula. Then additional formulas are created to encode randomly selected plaintext and the key bits. Using the SAT solver; we can count the values of the ciphertext bits. Then, using the SAT solver again, we proceed to the cryptanalysis of the cipher with the selected plaintext and proper ciphertext, looking for the bits of the encryption key. In this paper, we will present the new results of how SAT techniques behave against representative fragments of the AES cipher, the current standard for symmetric encryption. We also compare the results obtained in this case by several SAT solvers. In addition, we present the results of the SAT-solver CryptoMiniSat obtained during the attack on the 1st round of the AES-128 cipher.

20

Efektywne napowietrzanie w instalacji przetwarzania odpadów biodegradowalnych

Sidełko Robert, Grabek Piotr

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2023

|

Nr 11

39--42

PL

W artykule opisano metodę równoważenia hydraulicznego instalacji doprowadzającej powietrze do reaktora, wypełnionego kompostowanym materiałem. Algorytm obliczeniowy wykorzystuje zasady mechaniki płynów stosowane w układach otwartych, gdzie zmiany oporów przepływu, w zależności od wydatku powietrza, opisują doświadczalnie opracowane charakterystyki hydrauliczne. Wymiar praktyczny opisanego algorytmu polega na stworzeniu narzędzia umożliwiającego projektowanie systemu doprowadzającego powietrze do różnego rodzaju procesów, w których wymagane jest równomierne natlenienie złoża. Dotyczy to przede wszystkim kompostowania, jak również szeroko stosowanej biofiltracji w procesie oczyszczania np. powietrza poprocesowego.

EN

The article describes a method of hydraulic balancing of the installation supplying air to the reactor filled with composted material. The computational algorithm is based on the principles of fluid mechanics used in open systems in which changes in flow resistance depending on air efficiency are described by experimentally developed hydraulic characteristics. The practical dimension of the described algorithm consists in creating a tool enabling the design of a system supplying air to various types of processes where uniform oxygenation of the bed is required. This applies primarily to composting, as well as the widely used biofiltration in the purification process, e.g. of post-process air.