Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Research on MDO of ship propulsion shafting dynamics considering the coupling effect of a propeller-shafting-hull system

Liu Jinlin, Gu Zheng, Liu Shuyong

Polish Maritime Research

|

2023

|

nr 1

86--97

EN

Dynamic designs for ship propulsion shafting can be categorised as complex multi-disciplinary coupling systems. The traditional single disciplinary optimisation design method has become a bottleneck, restricting the further improvement of shafting design. In this paper, taking a complex propulsion shafting as the object, a dynamic analysis model of the propeller-shafting-hull system was established. In order to analyse the coupling effect of propeller hydrodynamics on shafting dynamics, the propeller’s hydrodynamic force in the wake flow field was calculated as the input for shafting alignment and vibration analysis. On this basis, the discipline decomposition and analysis of the subdisciplines in design of shafting dynamics were carried out. The coupling relationships between design variables in the subdisciplines were studied and the Multi-disciplinary Design Optimisation (MDO) framework of shafting dynamics was established. Finally, taking the hollowness of the shaft segments and the vertical displacement of bearings as design variables, combined with the optimal algorithm, the MDO of shafting dynamics, considering the coupling effect of the propellershafting-hull system, was realised. The results presented in this paper can provide a beneficial reference for improving the design quality of ship shafting.

2

Dynamic modelling of bacteriophage production process

Konopacki Maciej, Grygorcewicz Bartłomiej, Gliźniewicz Marta, Miłek Dominika, Kordas Marian, Rakoczy Rafał

Chemical and Process Engineering

|

2022

|

Vol. 43, nr 4

471–-482

EN

Bacteriophages, viruses that can infect bacteria, are promising alternatives for antibiotic treatment caused by antibiotic-resistant bacteria strains. For that reason, the production of bacteriophages is extensively studied. Mathematical modelling can lead to the improvement of bioprocess by identification of critical process parameters and their impact on the demanded product. Dynamic modelling considers a system (i.e. bioreactor or bioprocess) as a dynamic object focusing on changes in the initial and final parameters (such as biomass concentration and product formation) in time, so-called signals and treats the studied system as a “black box” that processes signals. This work aimed to develop a mathematical model that describes bacteriophage production process. As result, we created a dynamic model that can estimate the number of bacteriophages released from cells as plaque-forming units at specific time points based on the changes in the bacteria host-cell concentration. Moreover, the proposed model allowed us to analyze the impact of the initial virus concentration given by multiplicity of infection (MOI) on the amount of produced bacteriophages.

3

Transient Energy Models of Housing Facilities Operation

Deshko Valerii, Bilous Inna, Biriukov Dmytro, Yatsenko Olena

Rocznik Ochrona Środowiska

|

2021

|

Tom 23

539--551

EN

Buildings are the main consumer of energy resources in the total energy balance of the countries in Central and Eastern Europe, the main energy consumption is allocated for heating. Efficient use of energy resources for heating needs to a large extent depends on the efficiency of regulation of heating systems. In the article, dynamic mathematical models of a two-room typical apartment in Ukraine, built in 2016, were developed in Matlab and EnergyPlus software environment. The simulations were carried out using IWEC hourly climate data for the city of Kyiv. The results of simulations of thermal energy consumption in Matlab are characterized by a larger range of fluctuations of the heating system load, which is typical for the real operating conditions of the system with the controller of ON/OFF type. In EnergyPlus it is assumed that the gas boiler operates continuously in the ON mode. In the research, the change of load on the apartment heating system was studied at different numbers and locations of air temperature control sensors installation, according to which the controller of the autonomous gas boiler operates.

4

The importance of structural and practical unidentifiability in modeling and testing of agricultural machinery. Identifiability testing of aggregate model parameters tractor-baler wrapper

Kromulski Jacek, Szczepaniak Jan, Mac Jarosław, Wojciechowski Jacek, Zawada Michał, Szulc Tomasz, Rogacki Roman, Jakubowski Łukasz, Aleksandrowicz Roman

Journal of Research and Applications in Agricultural Engineering

|

2021

|

Vol. 66, nr 1

4--9

EN

New methods of parametric identification are presented in particular tests of identifiability and non-identifiability of model parameters. A definition of the concept of identifiability of model parameters is presented. Methods for testing identifiability using Laplace transform using similarity transformation and using symbolic calculations are described. Available software for testing model identifiability is presented. These are programs for symbolic calculations (MAPLE MATHEMATICA) operating in the form of web applications and in the form of tools for the Matlab environment. The method of introducing the model to the computational environment in the form ordinary differential equations (ODE) is presented. Examples of calculations identifiability of parameters of the complex model of the tractor-single-axle agricultural machine e.g. a balerwrapper are included.

PL

Przedstawiono nowe metody prowadzenia identyfikacji parametrycznej w szczególności badania identyfikowalności oraz nieidentyfikowalności parametrów modelu. Przedstawiono definicję pojęcia identyfikowalności parametrów modelu. Opisano metody badania identyfikowalności za pomocą transformacji Laplace'a z zastosowaniem transformacji podobieństwa oraz za pomocą obliczeń symbolicznych. Przedstawiono dostępne oprogramowanie do badania identyfikowalności modelu. Są to programy do obliczeń symbolicznych (MAPLE MATHEMATICA) działające w formie aplikacji sieciowych oraz w postaci przyborników do środowiska Matlab. Przedstawiono sposób wprowadzenia modelu do środowiska obliczeniowego w postaci równań różniczkowych zwyczajnych. Zamieszczono przykładowe wyniki obliczeń identyfikowalności parametrów złożonego modelu układu ciągnik-jednoosiowa maszyna rolnicza, np. prasoowijarka.

5

Weryfikacja zamówionej mocy cieplnej za pomocą symulacji dynamicznych

Kwiatkowski Jerzy, Dybiński Olaf, Hada Łukasz

Materiały Budowlane

|

2019

|

nr 1

30--33

PL

Moc cieplna zamówiona wyznaczona zgodnie z normą PN-EN 12831 okazuje się zbyt duża w późniejszej eksploatacji budynku. W artykule przedstawiono analizę obliczenia mocy do ogrzewania budynku domu studenckiego trzema metodami: zgodną z normą oraz wykorzystując symulacje dynamiczne z użyciem standardowych i zmienionych danych klimatycznych. Pokazano, że w porównaniu z metodą statyczną, zapotrzebowanie na moc jest o przeszło 20% mniejsze w przypadku analizy dynamicznej, gdy przyjęto stałą temperaturę powietrza zewnętrznego -20°C, oraz prawie 40% mniejsze w przypadku wykorzystania standardowych danych meteorologicznych.

EN

The designed heat load is determined in accordance with the PN-EN 12831 standard, but in later operation it turns out that the power determined in this way is too high. The article presents an analysis of the calculation of heat load for heating in a dormitory building with three methods: compliant with the standard and using dynamic simulations using standard and changed climate data. It has been shown that compared to the static method, the heat load is more than 20% lower in the case of dynamic analysis with the use of a constant outside air temperature of -20°C, and nearly 40% lower when using standard meteorological data.

6

Initial numerical analysis of a small electric vehicle

Kącki J., Augustynowicz A., Prażnowski K.

Journal of KONES

|

2017

|

Vol. 24, No. 2

107--116

EN

This article presents a concept of a two-seat urban electric vehicle, whose model was developed in the FEM Nastran-in-Cad software. The performed simulations formed an optimization tool applied for the purpose of a study involving the distribution of the vehicle mass and its impact on the strength parameters of the body. The study focuses on the impact of the vertical road characteristics on the stress transferred through the vehicle’s body throughout drive conditions. In addition, a quasi-static analysis was performed with regard to the deformation of the load-bearing elements resulting from external impact forces with various magnitude and contact angle. In the article, the authors focused on the study of the impact of vertical road characteristics on the stress that is transferred through the vehicle body, as it occurs in driving conditions. The simulations presented in the article focus on the procedures applied during the analytical and numerical analysis with the purpose of developing an environment to test the structural components of the vehicle in terms of its response to vertical road roughness. The analysed system examined the impact of the road surface on the occurrence of stress and displacement in the structure of the body of the designed vehicle.

7

Dynamic modeling of operation of controlled solar heating system in EcosimPro

Kantor R., Seweryn P.

Czasopismo Techniczne. Mechanika

|

2016

|

Y. 113, iss. 2-M

129--138

EN

The article describes the structure and operation of virtual one-dimensional dynamic model of the solar heating system using components from the libraries of the EcosimPro program. The model is based on a fragment of a real hybrid sorption-compressor refrigeration system, designed and built in the Laboratory of Thermodynamics and Thermal Machines Measurements at the Faculty of Mechanical Engineering of the Cracow University of Technology. In the second part of the paper, the results of the dynamic simulation are shown along with their comparison to the actual measurement data recorded during one day (and night).

PL

Prezentowany artykuł zawiera opis struktury i działania wirtualnego jednowymiarowego dynamicznego modelu solarnego systemu grzewczego przy użyciu komponentów z bibliotek programu EcosimPro. Model oparty jest na fragmencie rzeczywistego hybrydowego sorpcyjnosprężarkowego systemu ziębniczego, zaprojektowanego i zbudowanego w Laboratorium Termodynamiki i Pomiarów Maszyn Cieplnych na Wydziale Mechanicznym Politechniki Krakowskiej. W drugiej części artykułu pokazano wyniki dynamicznej symulacji i ich porównanie do rzeczywistych danych pomiarowych, zarejestrowanych w ciągu jednej doby.

8

Performance Evaluation of Machining Strategy for Engine-Block Manufacturing

Tigist A. F., Bianchi M. F., Archenti A., Nicolescu M.

Journal of Machine Engineering

|

2015

|

Vol. 15, No. 4

81--102

EN

This paper will introduce a novel methodology for the performance evaluation of machining strategies of engine-block manufacturing. The manufacturing of engine components is vital to the automotive and vehicle manufacturing industries. Machining are a critical processes in the production of these parts. To survive and excel in the competitive manufacturing environment, companies need to improve as well as update their machining processes and evaluate the performance of their machining lines. Moreover, the lines and processes have to be robust in handling different sources of variation over time that include such examples as demand fluctuations, work-piece materials or even any changes in design specifications. A system dynamics modelling and simulation approach has been deployed to develop a methodology that captures how machining system parameters from the machining process are interacted with each other, how these connections drive performance and how new targets affect process and machine tool parameters through time. The developed model could provide an insight of how to select the crucial machining system parameters and to identify the effect of those parameters on the output of the system. In response to such an analysis, this paper provides (offers) a framework to examine machining strategies and has presented model that is useful as a decision support system for the evaluation and selection of machining strategies. Here a system dynamics methodology for modelling is applied to the milling operation and the model is based on an actual case study from the engine-block manufacturing industry.

9

Ocena możliwości pracy dubletu geotermalnego na strukturze Wiśniowej koło Strzyżowa, jako wynik modelowań dynamicznych

Machowski W., Machowski G., Białecka K.

Technika Poszukiwań Geologicznych

|

2013

|

R. 52, nr 2

95--104

PL

Wynikiem naftowych prac poszukiwawczych w obszarze depresji strzyżowskiej (płaszczowina skolska) było odwiercenie w 1991 roku otworu Wiśniowa-1. Na głębokości 3793 m uzyskano przypływ wody o mineralizacji 15,15 g/dm3, wydajności 180 m3/h i temperaturze 85°C. Poziom zbiornikowy stanowią zeszczelinowane piaskowce warstw spaskich (kreda dolna) z anormalnie wysokim ciśnieniem złożowym. Skonstruowany trójwymiarowy model porowatości efektywnej, przepuszczalności szczelinowej i temperatury, poddano symulacjom z użyciem symulatora Eclipse (Schlumberger). W modelowaniach wykorzystano istniejące otwory wiertnicze:Wiśniowa-1, Szufnarowa-1 i Nawsie-1, oraz zaprojektowany otwór zrzutowy (INJ1), oddalony o 1km na NW od otworu produkcyjnego. Przeprowadzone modelowania dynamiczne pozwoliły na wyliczenie optymalnej pracy dubletu geotermalnego, gdzie wielkość produkcji otworem Wioeniowa-1 przy jednoczesnym zrzucie tej samej objętości otworem zatłaczającym (INJ1) wyliczono na poziomie 640 m3/dobę. Dla modelu wyjściowego zapewnia ona ciągłość eksploatacji jedynie przy kilku stopniach spadku temperatury produkowanej wody przez okres niemal 50 lat. Wykonano analizę czułości systemu ze względu na różne scenariusze modelu parametrycznego (model pesymistyczny, model wyjściowy i model optymistyczny).

EN

Well Wiśniowa-1 was drilled in 1991 in the Strzyżów Depression (Skole Nappe) for petroleum exploration. At a depth of 3793 m, low-mineralized water was encountered. The water exhibits temperature of 85°C and inflow rate of 180 m3/h. Water reservoir consists of fractured sandstones belonging to the Spas Beds (Lower Cretaceous) and displays anomalously high pressures. A three-dimensional model of effective porosity, fracture permeability and temperature was constructed and subjected to dynamic simulations using Eclipse simulator (Schlumberger). In modelling process, three existing wells (Wiśniowa-1, Szufnarowa-1, Nawsie-1) and the new designed well (INJ1), located about 1 km to the NWof the production well, were used. The modelling results have shown that at the level of 640 m3/day of water production and injection the geothermal doublet will work most efficiently. For the base case model, this would ensure a continuous operation with only a few degree drop in the temperature of the produced water over a period of almost 50 years. We have also made sensitivity analysis of the system for various scenarios of the parametric model (low case, base case and high case).

10

Dynamic thermal performance of the frame wall with PCM-enhanced thermal insulation

Kossecka E., Kośny J.

Zeszyty Naukowe Politechniki Rzeszowskiej. Budownictwo i Inżynieria Środowiska

|

2010

|

z.57[271], nr 4

309-316

EN

Simulations have been carried out to demonstrate the performance of a lightweight wall assembly with PCM-enhanced insulation in different external climate thermal conditions. Weather data of Typical Meteorological Year (TMY) for the hot period of 30 June trough 3 July, for three locations: Warsaw, Marseille and Cairo, were used to generate boundary conditions at the external surface of the south-oriented vertical wall. For internal temperature of 24°C, heat gains maxima are reduced by 23% to 37% for Marseille and 21% to 25% for Cairo; similar effects are to be observed for Warsaw.

PL

Przeprowadzono symulacje, których celem było zbadanie dynamicznych własności cieplnych lekkich ścian szkieletowych z izolacją wzbogaconą materiałem fazowozmiennym, w różnych warunkach klimatycznych. Wykorzystane zostały dane pogodowe Typowego Roku Meteorologicznego dla gorącego okresu od 30 czerwca do 3 lipca, dla trzech lokalizacji: Warszawa, Marsylia i Kair. Przy temperaturze wewnętrznej 24°C, maksima zysków cieplnych dla pionowej ściany o orientacji południowej są zredukowane od 23% do 37% dla Marsylii i od 21% do 25% dla Kairu; podobne efekty można zaobserwować dla Warszawy.

11

Construction of a dynamic model for a transverse flux motor

Kowol M., Kołodziej J.

Prace Instytutu Elektrotechniki

|

2009

|

Z. 240

129-139

EN

The paper presents the simulation results of the modular reluctance motor (Transverse Flux Motor) with an outer rotor in different transient states. The main goal of the analysis was the developing process of a mathematical TFM model with a high level of accordance with real object. The mathematical model was implemented in Matlab/Simulink environment and compared with the filed-circuit model (FLUX3D). Several computer simulations were carried out for different TFM motor operating conditions.

PL

Praca zawiera wyniki badań symulacyjnych stanów dynamicznych silnika reluktancyjnego o budowie modułowej z wirnikiem zewnętrznym ze strumieniem poprzecznym (TFM). Silnik zbudowany jest z trzech modułów oddzielonych od siebie przekładkami dystansowymi, każdy z modułów zawiera 12 zębów oraz jedno uzwojenie (rys. 1). Poszczególne moduły wirnika przesunięte są względem siebie o dziesięć stopni mechanicznych, natomiast moduły stojana są ułożone symetrycznie względem siebie. Do zasilania w/w silnika zastosowano układ półmostkowy typu "H", składający się z sześciu tranzystorów i diod zwrotnych. Zasadniczym celem badań było opracowanie modelu matematycznego silnika TFM zapewniającego dobre odzwierciedlenie zjawisk występujących w tego rodzaju napędach elektrycznych. Model matematyczny zaimplementowano w środowisku Matlab/Simulink, oraz Tolboox PLECS do zamodelowania układu zasilania. Nieliniowość strumienia magnetycznego zależnego od prądu i położenia kątowego uwzględniono stosując w modelu matematycznym funkcję ψ= f ( i,Θ ) (rys. 4a). Podobne podejście zastosowano w przypadku momentu elektromagnetycznego wyznaczając funkcję T = f ( i,Θ ). Funkcje te wyznaczono w na drodze obliczeń polowych zweryfikowanych pomiarowo. Struktura modelu symulacyjnego ma charakter hierarchiczny. Składa się z podsystemów każdego z pasm (rys. 5), układu zasilania i sterowania (rys. 6) oraz z bloku implementacji wielkości mechanicznych (rys. 7). W punkcie 4 zamieszczono wykresy będące porównaniem badań symulacyjnych przy użyciu modelu matematycznego (Matlab/Simulink) oraz obarczonego dużymi nakładami obliczeniowymi modelu polowoobwodowego (FLUX3D). Na rysunku 8 (a-e) przedstawiono jałowy rozruch silnika TFM przy obniżonym napięciu zasilania. Rysunek 9 (a-c) obrazuje rozruch pod obciążeniem dla znamionowej wartości napięcia zasilania. Porównanie modelu matematycznego z modelem polowo-obwodowym pozwala na wyciągnięcie wniosku o zadowalającej dokładności modelu matematycznego. Otrzymano szereg charakterystyk dla różnych warunków pracy silnika TFM w znacznie krótszym czasie niż dla obliczeń polowo-obwodowych. Opracowane narzędzie umożliwi dalsze, bardziej zaawansowane badania optymalizacyjne z wykorzystaniem metod stochastycznych poszukiwania rozwiązań danego problemu.

12

Program SEDPAK jako narzędzie do dynamicznego modelowania wypełnienia basenów sedymentacyjnych

Poszytek A.

Prace Instytutu Nafty i Gazu

|

2008

|

nr 150 wydanie konferencyjne

527--529

PL

Program SEDPAK umożliwia wygenerowanie dynamicznego modelu sedymentacyjnego w oparciu o stratygrafię sekwencji dla utworów węglanowych i klastycznych. Modelowanie przeprowadza się na podstawie danych z rdzeni wiertniczych, geofizyki otworowej i sekcji sejsmicznych. Na podstawie dostępnego materiału faktograficznego interpretuje się warunki sedymentacji poszczególnych wydzieleń stratygraficznych. Wygenerowany obraz jest porównywany z informacjami z otworów wiertniczych oraz sekcji sejsmicznych, aż do osiągnięcia wystarczającej zgodności.

EN

Program SEDPAK makes possible to create dynamic model of sedimentation. Model is based on sequence stratigraphy of carbonate and clastic sedimentation. Data is taken from cores, well logs and seismic. Program interprets sedimentary conditions for each stratigraphy unit. Model is rearranged as far as results will be comparable with wells' data and seismic.

13

On the stability behaviour of elastic beams under internal pressure

Zentner L., Bohm V., Witte H.

Journal of Theoretical and Applied Mechanics

|

2007

|

Vol. 45 nr 1

161-169

EN

Scientific reception of the term "stability" stresses steady adaptation to its changing fields of application. Nevertheless, the determination of critieal forces remains one of the main tasks of stability theories. We exemplify some classes of the stability loss in beams under internal pressure for the static case. Additionally, we analyse in more detail the dynamic stability of beams under internal pressure and demonstrate means to keep an equilibrium.

PL

Naukowe podejście do kwestii stateczności cechuje niezmienna adaptacja tego terminu do różnych dziedzin zastosowań. Niemniej, wyznaczanie obciążeń krytycznych wciąż pozostaje jednym z głównych zadań teorii stateczności. W pracy zaprezentowano kilka przykładów różnych typów utraty stateczności w belkach poddanych obciążeniu ciśnieniem wewnętrznym w przypadku statycznym. Dodatkowo, szczegółowo przeanalizowano zagadnienie stateczności dynamicznej takich układów i pokazano sposoby utrzymywania ich w równowadze.

14

Use of neural networks for dynamic modelling and predictive control of power plant systems

Lazar C., Carari S., Vrabie D., Ivana D.

Systems Science

|

2005

|

Vol. 31, no 1

37-44

EN

Boiler drum is a critical power plant component having nonlinearities and a non-minimum phase response but, despite this fact, control structures with PID controllers are usually used in industrial applications. In the last decades, important efforts have been made to improve the closed loop performance of the drum level controller by using on-line self-tuning approaches. In this paper, such a method of on-line adaptation is presented based on a neuro-predictive technique of the authors of [4], [5]. In order to implement the neuro-predictive procedure a neural model was developed for drum level process. By means of simulation, a comparison between the obtained drum level controller's operation and that of a classic controller of the type PI under similar conditions is carried out.