Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Przepustowość rond w modelach wykorzystujących automaty komórkowe

Smoczyński M.

Autobusy : technika, eksploatacja, systemy transportowe

|

2016

|

R. 17, nr 6

679--683

PL

W artykule przedstawiono metodę obliczania przepustowości rond w modelu ruchu wykorzystującym automat komórkowy. Sposoby obliczania przepustowości i warunków ruchu dla rond określa instrukcja wydana przez Generalną Dyrekcję Dróg Krajowych i Autostrad. Nie może zostać ona użyta w pewnych przypadkach, związanych szczególnie z blokowaniem strumienia pojazdów na wylotach. Nie może być ona także wykorzystana dla zmiennych obciążeń ruchem. Zaproponowano więc wykorzystanie automatu komórkowego. Podstawowy model Nagela-Schreckenberga uzupełniono o zasady ruchu na rondach, procedury zachowania bezpiecznej prędkości oraz możliwość uwzględnienia pojazdów ciężkich. Przewidziano możliwość stosowania w modelu obiektów blokujących strumień pojazdów – na przykład przejść dla pieszych. Zaproponowano i szczegółowo omówiono sposób obliczenia przepustowości rzeczywistej wlotów i całego ronda oraz przepustowości możliwej poszczególnych wlotów. Przygotowano i przetestowano uproszczony model jednopasowego, czterowlotowego ronda. Przeprowadzono szereg symulacji, które pokazały podobieństwa i różnice pomiędzy wynikami uzyskiwanymi z wykorzystaniem obowiązującej procedury obliczeniowej oraz automatu komórkowego. Uzyskano dobrą zgodność z obowiązującą procedurą obliczeniową, szczególnie w zakresie dużych obciążeń i nierównomiernego obciążenia wlotów ronda. Ze względu na dyskretny charakter modelu niezbędne jest przygotowanie zakresów wartości parametrów wejściowych zależnych od parametrów ronda. Przetestowane elementy składowe po walidacji pozwolą na budowanie modeli rond dowolnego rodzaju oraz symulację sytuacji nieuwzględnionych w obowiązującej instrukcji obliczeniowej dla rond.

EN

This paper shows a method of calculation of the capacity of the roundabouts in a cellular automata model. The method of calculating capacity and lost time for some types of roundabouts was shown in Generalna Dyrekcja Dróg Krajowych i Autostrad instruction. However this instruction should not be used for some cases, especially those including phenomenon that cause blocking the traffic stream on roundabout exits. This instruction should not be used in case of changing load too. Usage of a cellular automata was proposed. Basic Nagel-Schreckenberg model was extended by inter alia traffic rules on the roundabouts, procedures of keeping safe velocity and possibility of using heavy vehicles. Possibility of using objects which block the stream of vehicles, such as pedestrian crossings was included. The method of calculating real capacities for entries and whole roundabout and possible capacities for entries was proposed and examined. Simplified model of one-lane, four-entry roundabout was prepared and tested. A number of simulations were made. Similarities and differences between the results from two calculating methods: obligatory instruction and the model of roundabout using a cellular automata were shown and analyzed. Such model was consistent with obligatory method of calculation, especially for large loads and uneven loads of roundabout entries. Due to discreet character of proposed model, it is crucial to prepare the range of entry parameters that depend on roundabout parameters. After the validation of the model, its elements will be used to build models of any kind of roundabouts. It will be possible to simulate of the situations not taken into account in obligatory method of roundabouts calculations.

2

Traffic network design by cellular automaton-based traffic simulator

Kita E., Nanya W., Wakita Y., Tamaki T.

Computer Assisted Methods in Engineering and Science

|

2015

|

Vol. 22, no. 1

51--61

EN

Braess pointed out that adding a new road to overcome a traffic congestion could cause a new traffic congestion leading to the reduction of the traffic flow in the whole traffic network, which is called Braess’ paradox. The aim of this study is to formulate a traffic network design algorithm to increase the traffic flow in a traffic network. The objective function is the traffic flow of the whole traffic network and the route selection at the corners is considered as design variable. The traffic flow is estimated by a traffic flow simulator based on the cellular automaton model. A simple traffic network is considered as a numerical example. At different traffic densities, the traffic network is optimized to maximize the traffic flow. The results show that the optimized traffic network depends on traffic density. The situation presented by Braess’ paradox could disappear at high traffic density.

3

Cellular automaton traffic flow model with vehicle type and number of persons

Miklóšik I., Spalek J., Hruboš M., Přibyl P.

Archives of Transport System Telematics

|

2015

|

Vol. 8, iss. 1

14--18

EN

The paper deals with microscopic modeling of the traffic flow using cellular automaton in the Tunnel Simulator based on PLC. Model with lane changing logic is implemented in the SCADA visualization screen of the tunnel with unidirectional two-lane traffic. Tunnel Simulator is able to simulate unexpected events in the road tunnel such as fire, so vehicle type is also included in the traffic model to specify the heat release rate of the fire for car, van, bus and truck fi re scenario. Number of persons in the vehicles and location of the persons in the tunnel are planned to be used as the input for the model for evacuation time estimation.

4

Podejście agentowe w modelowaniu zachowań konsumentów na rynku oligopolistycznym

Kowalska-Styczeń A.

Zeszyty Naukowe. Organizacja i Zarządzanie / Politechnika Śląska

|

2014

|

z. 68

199--207

PL

W artykule przedstawiono możliwości zastosowania modeli agentowych do modelowania zachowań konsumentów. Zaprezentowano model oparty na dwuwymiarowym automacie komórkowym. Jako kluczowy mechanizm zmian preferencji konsumentów przyjęto przekazywanie informacji z ust do ust (word of mouth), ponieważ jest on decydującym narzędziem w tej sferze. W pracy pokazano przykłady zastosowania wyżej wymienionego modelu w sytuacji konkurencji na duopolistyczym rynku.

EN

The possibility of using agent models to model the consumers behavior is presented in this paper. Two dimensional cellular automaton has been used. As a key mechanism of consumer preferences changes, the communication of information 'word of mouth' (w-o-m) was adopted because it is a crucial tool in this area. The article shows examples of the above-mentioned model in the competitive situation in the duopoly market.

5

Podejście agentowe w modelowaniu dyfuzji innowacji

Kowalska-Styczeń A.

Zeszyty Naukowe. Organizacja i Zarządzanie / Politechnika Śląska

|

2014

|

z. 74

547--555

EN

This paper presents the applicability of using agent models to model a new product diffusion on the market. Two dimensional cellular automaton has been used for modelling. As a key mechanism of new product diffusion, advertisement and word of mouth communication was adopted. The study analyzed the dynamics of the views and attitudes of consumers based on local interactions in informal groups. These informal groups of consumers are represented by von Neumann neighborhood of radius r = 1 (4-element neighborhood) and r = 2 (12-element neighborhood).

PL

W artykule przedstawiono możliwości zastosowania modeli agentowych do modelowania dyfuzji nowego produktu na rynku. Zaprezentowano model oparty na dwuwymiarowym automacie komórkowym. Jako kluczowy mechanizm dyfuzji nowego produktu przyjęto reklamę oraz przekazywanie informacji „z ust do ust” ('word of mouth'). W artykule analizowano dynamikę zmian poglądów i postaw konsumentów bazując na lokalnych interakcjach między nimi w grupach nieformalnych. Te nieformalne grupy konsumentów reprezentowane są przez otoczenie von Neumanna o promieniu r = 1 (otoczenia 4-elementowe) i r = 2 (otoczenia 12-elementowe).

6

Cellular automaton modeling of ductile iron density changes at the solidification time

Burbelko A. A., Gurgul D., Królikowski M., Wróbel M.

Archives of Foundry Engineering

|

2013

|

Vol. 13, iss. 4

9--14

EN

Formation of the shrinkage defects in ductile iron castings is far more complicated phenomenon than in other casting alloys. In the paper one of the aspects of formation of porosity in this alloy was considered – changes in cast iron's density during crystallization caused by varying temperature, phase fractions and phase's composition. Computer model, using cellular automata method, for determination of changes in density of ductile iron during crystallization was applied. Simulation of solidification was conducted for 5 Fe-C binarie alloys with ES from 0.9 to 1.1 for the estimation of the eutectic saturation influence on the ductile iron shrinkage and expansion. As a result of calculations it was stated that after undercooling ductile iron below liquidus temperature volumetric changes proceed in three stages: preeutectic shrinkage (minimal in eutectic cast iron), eutectic expansion (maximum value equals to about 1.5% for ES = 1.05) and last shrinkage (about 0.4% in all alloys regardless of ES).

7

Symulacja wpływu nachylenia pokładu i szczeliny uskokowej na rozkład obniżeń za pomocą metody automatów komórkowych

Białek J., Sikora P.

Przegląd Górniczy

|

2012

|

T. 68, nr 8

160--164

PL

Charakterystyka rozkładu symulowanego zjawiska w automacie komórkowym zależy w głównej mierze od funkcji rozkładu. Dotychczas przyjmowano charakterystykę rozkładu wzorując się na granicznych wartościach prawdopodobieństw przejść wyznaczonych dla modelu ośrodka sypkiego. Desymetryzacja funkcji przejścia względem przejścia głównego, czyli wypływu objętości z danej komórki do komórki zalegającej bezpośrednio nad nią, pozwala symulować poziome przesunięcie wpływów na powierzchni modelu obserwowane w rzeczywistości dla pokładów nachylonych. W celu symulacji oddziaływania szczeliny uskokowej na rozkład obniżeń wprowadzono do modelu parametr ograniczający wypływ objętości w kierunku występowania szczeliny, traktowanej jako płaszczyzna ślizgu.

EN

The characteristics of distribution of a simulated phenomenon in a cellular automaton depends mainly on the distribution function. Till the present time the distribution characteristics was adopted, imitating boundary values of probabilities of transformations determined for the model of a loose medium. The desymmetrization of the transition function in relation to the main transition, i.e. outflow of volume from the given cell to the cell occurring directly above it, allow to simulate the horizontal displacement of outflows on the surface of the model observed in reality for inclined seams. In order to simulate the influence of the fault fracture on the subsidence distribution, into the model has been introduced the parameter reducing the volume outflow in the direction of occurrence of the fracture, treated as a plane slide.

8

Modelling of the primary structure formation in the thin wall hypo- and hypereutectic ductile iron casting using CA method

Burbelko A., Gurgul D., Kapturkiewicz W., Górny M.

Inżynieria Materiałowa

|

2012

|

Vol. 33, nr 6

631--634

EN

plications in critical engineering parts due to its mechanical properties and castablility. The mechanical and physical properties of this material depend on the shape and number of the graphite grains and microstructure of the metallic matrix. The purpose of the present work is a two-dimension model development for simulation of the DI structure formation during the solidification in the condition of non steady-state temperature and diffusion fields in the thin-wall casting. Proposed model is based on the Cellular Automaton Finite Differences (CA-FD) calculation method. The Finite Element Method is used for the temperature field prediction in the casting wall. Model has been used for studies of the primary austenite and of globular eutectic grains growth during the ductile iron solidification in the thin wall casting. Model takes into account, among other things, non-uniform temperature distribution in the casting wall cross-section, heterogeneous nature of kinetics of the austenite and the graphite grains nucleation, and non-equilibrium nature of the interphase boundary migration. The final simulated microstructure is compared with the real microstructure and are presented in Figure 1. Sequence of the simulation microstructure formation, for selected times, in hypoeutectic and hypereutectic DI is shown in Figure 2.

PL

Żeliwo z grafitem kulkowym ze względu na jego właściwości mechaniczne i odlewnicze ma wiele zastosowań w odpowiedzialnych częściach maszyn. Właściwości mechaniczne i fizyczne tego materiału zależą od jego mikrostruktury, w szczególności od kształtu i liczby wydzieleń grafitu oraz od osnowy metalicznej. Proponowany w artykule model służy do symulacji tworzenia się mikrostruktury żeliwa sferoidalnego w przestrzeni dwuwymiarowej w warunkach niejednorodnego pola temperatury i stężenia domieszki, jakie panują na przykład w odlewach cienkościennych. Bazuje on na metodzie automatu komórkowego (AK) i metodzie różnic skończonych służącej do numerycznego rozwiązywania równań różniczkowych opisujących proces. Model został użyty do symulacji wzrostu pierwotnego austenitu i grafitu oraz ziaren eutektyki globularnej, jakie tworzą się podczas krystalizacji cienkościennych odlewów z żeliwa sferoidalnego. Model bierze pod uwagę niejednorodny rozkład temperatury w przekroju ścianki odlewu, zarodkowanie heterogeniczne zarówno ziaren austenitu, jak i grafitu oraz nierównowagowe warunki jakie panują na granicach międzyfazowych. Porównanie końcowej mikrostruktury uzyskanej w modelowaniu z rzeczywistą strukturą odlewu cienkościennego przedstawiono na rysunku 1. Sekwencja tworzenia się wir tualnej mikrostruktury w żeliwie pod- i nadeutektycznym dla wybranych momentów czasowych przedstawiono na rysunku 2.

9

Grafowy automat komórkowy o zmiennych sąsiedztwach relacyjnych komórek - założenia dla implementacji w FPGA

Hołowiński G., Małecki K.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2011

|

R. 57, nr 8

861-863

PL

Artykuł prezentuje nowy automat komórkowy r-sdgCA, który pozwala na modelowanie procesów zachodzących w układach o zmiennej w czasie liczbie obiektów i relacjach pomiędzy nimi. To nowe podejście pozwala na modelowanie zjawisk zachodzących w sieciach komputerowych, modelach ruchu pojazdów i interakcjach między nimi, serwisach społecznościowych, itp. Artykuł przedstawia definicję r-sdgCA i nową, charakterystyczną dla niego własność - dynamiczne sąsiedztwo relacyjne oraz omawia założenia do implementacji r-sdgCA w FPGA.

EN

Applications of cellular automata (CA) to modelling allow recognizing of complex systems with simple mechanisms [1, 2]. Use of regular, constant in time, grid of cells is the limitations of CA. It causes the set of neighbours is constant. There were provided results of researches that somehow allow omitting this limitation - for example structurally dynamic CA [3,4], CA with irregular neighbourhood or graph related neighbourhood [5, 6, 7]. In this paper there is proposed a new cellular automaton called r-sdgCA. Its unique feature is a reconfigurable structure of active cells in the grid and dynamic relation-based neighbourhoods of cells. The reconfigurable G graph - that can reconfigure its sets of vertices and directed weighted edges - is used to define the dynamic relation based neighbourhoods of cells in r-sdgCA and corresponding dynamic structure of active and inactive cells in the grid. Figure 2 shows example of objects and corresponding relations mapping to cells of r-sdgCA. The second part of paper focuses on possible areas of implementation of this new automaton and some basic assumptions about implementation or r-sdgCA in FPGA. Functional steps of process modelling using r-sdgCA and general scheme of r-sdgCA is shown at Fig. 3. The proposed r-sdgCA can be used to modelling processes in systems of dynamic number of objects (and relations among them). This new approach help understanding of wide range of processes that work both in real life and artificial systems.

10

Reduction of the calculation time in the modeling of the microstructure formation by CAFD method

Burbelko A., Początek J.

Metallurgy and Foundry Engineering

|

2011

|

Vol. 37, no. 1

97-106

EN

In the CAFD solidification modeling (Cellular Automaton + Finite Difference) as the growing grains shape, as the final microstructure of the alloy were not superimposed beforehand but were obtained in the simulation. CAFD models take into account heat transfer, components diffusion in the solid and liquid phases, nucleation kineties, solid border migration and liquid phase vanishing etc. Computer methods that include the solutions for all above mentioned phenomena are very time-consuming. The "bottleneck" of the models is the temperature field calculation. Acceleration of the well-known Gauss-Seidel (GS) iterative method of the numerical solution of the difference equations set was proposed by mean the selective reduction of the iteration number for the different equations used in the temperature field modeling. Computer modeling results obtained by the known GS method and results of the proposed reduced scheme using were compared with the known analytical solution of the Schwarz task. It was shown that the reducing of the solution tolerance results in the substantial increase of the solution time but has a smali influence on the mean quadrate deviation between the numerical results and the analytical one. Proposed solution scheme results in the significant reduction of the calculation quantity and the simulation time.

PL

W modelach krystalizacji typu CAFD (Cellular Automaton + Finite Difference), zarówno kształt rosnących ziaren, jak i ich końcowa struktura nie są zakładane z góry, lecz są wynikiem modelowania. W trakcie modelowania należy uwzględnić szereg zjawisk fizycznych takich jak: przenoszenie ciepła, dyfuzja składników w ciekłej i stałej fazie, kinetyka zarodkowania, rozrost ziaren i zanikanie fazy ciekłej i innych. Metody numeryczne, uwzględniające wszystkie wyżej wymienione zjawiska są bardzo czasochłonne. Wąskim gardłem modelu jest wyznaczenie pola temperatury. Z tego powodu została podjęta próba przyśpieszenia rozwiązania numerycznego Gaussa-Seidela (GS) dla schematu niejawnego obliczenia pola temperatury za pomocą zróżnicowanej ilości kolejnych przybliżeń stosowanych w iteracyjnym rozwiązaniu układu równań różnicowych modelu. Wyniki modelowania numerycznego otrzymane z wykorzystaniem zarówno znanego sposobu GS, jak i zróżnicowanej ilości iteracji porównano z rozwiązaniem analitycznym zadania Schwarza. Pokazano, że zmniejszenie tolerancji obliczeń znacznie wydłuża czas potrzebny dla uzyskania rozwiązania i ma niewielki wpływ na średniokwadratowe odchylenie wyników obu rozwiązań od rozwiązania wzorcowego. Zaproponowany schemat pozwala znacznie zredukować ilość wykonywanych operacji i powoduje skrócenie czasu modelowania.

11

Time-saving methods for CAFD modeling of the microstructure evolution during solidification

Burbelko A., Początek J., Gurgul D.

Computer Methods in Materials Science

|

2011

|

Vol. 11, No. 1

135-140

EN

The Cellular Automaton - Finite Difference model (CAFD) is one of the known methods of the simulation of micro-structure evolution during the solidification. In the mesoscale CAFD modeling the outer shape of the growing grains is the result of the simulation and do not superimposed beforehand. The solidification of metals and alloys is a typical example of multiphysics and multiscale engineering systems. The phenomenon of different time and spatial scales should be taken into consideration in the modeling of a microstructure formation: heat diffusion, the components diffusion in the liquid and solid phases, the thermodynamics of phase transformation under a condition of inhomogeneous chemical composition of growing and vanishing phases, phase interface kinetics and grains nucleation. Complete numerical solution, that takes into account all above phenomena, are very time-consuming. The ability of acceleration of the implicit scheme of numerical solution was analyzed in this paper by means of the diversified number of iteration in the well-known Gauss-Seidel iterative method. For the accuracy of the proposed numerical solution the results were compared with the known exact solution of the classical one-dimension Schwarz problem.

PL

Metoda CAFD (od ang. Cellular Automaton + Finit Difference, połączenie metod automatu komórkowego i różnic skończonych) jest jedną z dobrze znanych metod modelowania zmian mikrostruktury stopów podczas krystalizacji. W modelowaniu mikrostruktury za pomocą CAFD kształt rosnących ziaren i końcowa struktura są wynikami modelowania, a nie zakładane z góry. Proces krystalizacji metali i stopów jest typowym przykładem systemów, w modelowaniu których należy uwzględniać różne zjawiska fizyczne, dla opisu których potrzebna jest zróżnicowana skala wymiarowa i czasowa. Cecha ta musi być uwzględniona w modelowaniu procesów tworzenia się mikrostruktury, a mianowicie podczas rozwiązywania zagadnień przenoszenia ciepła, dyfuzji składników w ciekłej i stałej fazach, termodynamiki nierównowagowych przemian fazowych w warunkach niejednorodności składu chemicznego rosnących ziaren i zanikającej fazy macierzystej, kinetyki zarodkowania i wzrostu ziaren. Kompletne rozwiązania numeryczne, uwzględniające opisane wyżej zjawiska są bardzo czasochłonne. W niniejszej pracy przeanalizowano możliwość przyspieszenia poszukiwania roz-wiązania numerycznego dla schematu niejawnego obliczenia pola temperatury za pomocą zróżnicowanej ilości iteracji równań modelowych. Wyniki modelowania numerycznego w celu sprawdzenia poprawności metody skonfrontowano z rozwiązaniem analitycznym zadania Schwarza.

12

Cellular automaton modeling of ductile iron microstructure in the thin wall

Burbelko A. A., Gurgul D., Kapturkiewicz W., Początek J., Wróbel M.

Archives of Foundry Engineering

|

2011

|

Vol. 11, iss. 4

13-18

EN

The mathematical model of the globular eutectic solidification in 2D was designed. Proposed model is based on the Cellular Automaton Finite Differences (CA-FD) calculation method. Model has been used for studies of the primary austenite and of globular eutectic grains growth during the solidification of the ductile iron with different carbon equivalent in the thin wall casting. Model takes into account, among other things, non-uniform temperature distribution in the casting wall cross-section, kinetics of the austenite and graphite grains nucleation, and non-equilibrium nature of the interphase boundary migration. Solidification of the DI with different carbon equivalents was analyzed. Obtained results were compared with the solidification path calculated by CALPHAD method.

13

Automorphism Classification of Cellular Automata

Nishio H.

Fundamenta Informaticae

|

2010

|

Vol. 104, nr 1/2

125-140

EN

A new classification of arbitrary cellular automata (CA for short) in Z^d is studied considering the set (group) of all permutations of the neighborhood v and state set Q. Two CA (Z^d, Q, f_A, .A) and (Z^d, Q, f_B, v_B) are called automorphic, if there is a pair of permutationsπ&pfi" of v and Q, respectively, such that (f_B, vB) = ([formula] where v^π denotes a permutation of v and f*π denotes a permutation of arguments of local function f corresponding to v*π This automorphism naturally induces a classification of CA, such that it generally preserves the global properties of CA up to permutation. As a typical example of the theory, the local functions of 256 ECA (1- dimensional 3-nearest neighbors 2-states CA) are classified into 46 classes. We also give a computer test of surjectivity, injecitivity and reversibility of the classes.

14

A Small Five-State Non-Optimum-Time Solution to the Firing Squad Synchronization Problem - A Geometrical Approach -

Umeo H., Yanagihara T.

Fundamenta Informaticae

|

2009

|

Vol. 91, nr 1

161-178

EN

An existence or non-existence of five-state firing squad synchronization protocol has been a long-standing, famous open problem for a long time. In this paper, we answer partially to this problem by proposing a small five-state firing squad synchronization algorithm that can synchronize any one-dimensional cellular array of length n = 2^k in 3n - 3 steps for any positive integer k.

15

Prediction of useful casting structure applying Cellular Automaton method

Ignaszak Z., Hajkowski J., Hajkowski M.

Archives of Foundry Engineering

|

2009

|

Vol. 9, iss. 3

61-66

EN

The results of simulation investigations of primary casting's structure made of hypoeutectic Al-Si alloy using the Calcosoft system with CAFE 3D (Cellular Automaton Finite Element) module are presented. CAFE 3-D module let to predict the structure formation of complete castings indicating the spatial distribution of columnar and equiaxed grains. That simplified model concerns only hypoeutectic phase. Simulation investigations of structure concern the useful casting of camshaft which solidified in high-insulation mould with properly chills distribution. These conditions let to apply the expedient locally different simplified the grains blocs geometry which are called by the authors as pseudo-crystals. The mechanical properties in selected cross-sections of casing are estimated.

16

Modeling of the dendrite arms behavior during solidification

Burbelko A. A., Kapturkiewicz W., Gurgul D., Stręk P.

Archives of Foundry Engineering

|

2009

|

Vol. 9, iss. 4

13-16

EN

Modelling was carried out to investigate the internal dendrite grains structure formation from a liquid two-component solution. For the simulation, our own model and computer program based on CAFD (Cellular Automata - Finite Differences) were used. In modelling, the effect of process conditions and material-related parameters on the nature of the dendritic grain growth was examined. It was demonstrated that increase of the secondary dendrite arm space may by a result of interruption of the arms growth as well as of overgrowing of concave regions. A local melting down of the grains of a solid phase due to the segregation of admixtures reducing the alloy point of liquidus is also possible.

17

Identification of mould influence on columnar-to-equiaxial-transition zone position in Al-Si alloys castings

Ignaszak Z., Hajkowski J.

Archives of Foundry Engineering

|

2008

|

Vol. 8, iss. 3s

127--133

EN

The course of process validation of CAFE-Calcosoft (ESI-Group) models was presented. It was shown the short description of Cellular Automaton Finite Element (CAFE-3D) method which was applied to system to solidification process identification and to predict the structure of chosen Al-Si alloy. It was determined the sensitivity of thermal model and model to forecast the microstructure on the variability of particular parameters applied to the models taking into consideration the columnar-to-equiaxed transition (CET) zone. The cylindrical casts which solidified in homogenous silica (quartz-Q) sand mould (A) and also in high insulation (HI) mould with chill (B) which coerces high axial temperature gradient, was investigated. The experiment gave the basis to the validation test of CAFE model considering the CET zone which was preceded by two corresponding cases of solidification in respect to thermal conditions of cast-mould system. The virtual structures of studied casts were compared with real structures. It was shown the satisfactory agreement of both structures.

18

A Three-Dimensional Cellular Automaton Model to Describe the Interface Dynamics Brake Systems

Müller M., Ostermeyer G. P.

Machine Dynamics Problems

|

2007

|

Vol. 31, No. 2

104-116

EN

The development and advancement of new brake pad composition is still based on expensive and time-consuming trial-and-error experiments. The macroscopic friction and wear behavior is coupled with the growth and destruction of characteristic hard structures, so-called, "patches" which have a size of some 100 micrometers. Based on macroscopic assumptions and resulting sophisticated dynamic friction laws a cellular automaton model for an explicit insight into the interface dynamics has been developed. That model is enhanced in this paper in terms of a height coordinate to describe the three-dimensional topography dynamics. This especially regards the interaction between normal load distribution, friction load distribution, wear generation and the resulting change of topography. The respective algorithms are introduced and discussed. First results already show a consistency of the implemented laws so that this model in principle has the potential to formulate a correlation between pad compositions, friction phenomena and global wear rates.

19

Cellular Automata and Parallel Array Systems

Freund R., Tafill F.

Fundamenta Informaticae

|

2007

|

Vol. 78, nr 3

311-327

EN

The concept of n-dimensional parallel array systems is a useful means for the formal syntactic description of n-dimensional cellular automata. As n-dimensional parallel array systems are a more general model than n-dimensional cellular automata, they not only allow for the correct formal description of algorithms for n-dimensional cellular automata, but even allow for representing concise solutions for more general complex problems.

20

Computation of interface curvature in modelling of solidification by the method of cellular automaton

Burbelko A. A., Kapturkiewicz W., Gurgul D.

Archives of Foundry Engineering

|

2007

|

Vol. 7, iss. 1

41-46

EN

Modelling of solidification process by the method of cellular automaton (CA) requires determination of geometrical characteristics of the interface, i.e. of its direction and curvature. In previous studies the authors proposed a method to reduce the well-known effect of an artificial symmetry of the simulation results caused by the anisotropy of the CA computation grid (e.g. a preferred growth of the main dendrite arms along the grid lines or at an angle of 45° in the case of grids with square cells). The aim was achieved by application of the developed methods of computation of the transformation rate and front direction. In this study the authors examined the problem of an accuracy of the computations of an interface curvature. The obtained results show us that the error of the curvature computation introduced by some well-known methods exceeds by 100% a nominal value of this parameter. A method to estimate the accuracy of the applied solution has been proposed. Practical application of the proposed tests enables selection of a best solution, including the authors' own solutions, thus considerably improving an accuracy of the solidification modelling by the method of CA.