Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Numerical model for simulating the hydraulic parameters of the aeration system ensuring equal oxygenation of the compost hea

Sidełko Robert, Boruszko Dariusz

Archives of Environmental Protection

|

2024

|

Vol. 50, no 1

87--94

EN

The aim of the work was to develop a mathematical model using equations of fluid mechanics that describe the dynamics of air flow in a part of the compost aerating system integrated with a stationary reactor. The results of the simulation show that adjusting the flow resistance along the entire length of the compost aerating duct, depending on the distance from the connection of the duct with the fan's pressure conduit pipe through gradually increasing the air outflow area by increasing the number of repeatable gaps, yields a uniform pressure distribution above the grate. The process parameters used for computation were relevant to composting a subscreen fraction separated from mixed municipal waste using 80 mm mesh screen (Fr<80 mm) under real conditions. Microsoft EXCEL 2010 software and STATISTICA version 13.3 by StatSoft were used for numerical and statistical analysis of the test results. The research results are presented in four tables and five figures and discussed in the text of the article. During tests performed in real conditions, various variants were tested for reactor filling level and air outflow active surfaces in subsequent grate parts (Fc (i)). It was found that the target waste layer thickness i.e. 3.0 m and Fc (i) changes, in accordance with the values of the developed model, result in a stable pressure distribution pd, amounting to 1506 Pa and 1495 Pa at the grate front and end part.

PL

. Celem pracy było opracowanie modelu matematycznego wykorzystującego równania mechaniki płynów, które opisują dynamikę przepływu powietrza w części instalacji napowietrzającej kompost zintegrowanej z reaktorem stacjonarnym. Wyniki przeprowadzonej symulacji pozwalają stwierdzić, że regulacja oporów przepływu na całej długości kanału napowietrzającego kompost w zależności od odległości od połączenia kanału z przewodem ciśnieniowym wentylatora poprzez stopniowe zwiększanie powierzchni wypływu powietrza poprzez zwiększanie liczby powtarzalnych szczelin, zapewnia równomierny rozkład ciśnienia nad rusztem. Parametry procesu przyjęte do celów obliczeniowych były odpowiednie dla kompostowania frakcji podsitowej w warunkach rzeczywistych wydzielonej ze zmieszanych odpadów komunalnych za pomocą sita o oczkach 80 mm (Fr<80 mm). Do analizy numerycznej i statystycznej wyników badań wykorzystano oprogramowanie Microsoft EXCEL 2010 firmy oraz STATISTICA firmy StatSoft w wersji 13.3. Wyniki badań przedstawiono w czterech tabelach i pięciu rysunkach oraz omówiono w tekście artykułu. Wyniki uzyskane w warunkach rzeczywistych wskazują, że opracowany model pozwala na prawidłowe zaprojektowanie perforacji kraty odpowiadającej za równomierne napowietrzenie kompostu. W trakcie badań przeprowadzonych w warunkach rzeczywistych, gdy badano różne warianty stopnia napełnienia reaktora i powierzchni czynnych wypływu powietrza w kolejnych częściach rusztu (Fc (i)) stwierdzono, że docelowa grubość warstwy odpadów tj. 3,0 m oraz zmiany Fc (i), zgodnie z wartościami opracowanego modelu, skutkują stabilnym rozkładem ciśnień pd wynoszącym 1506 Pa i 1495 Pa w części czołowej i końcowej kraty.

2

Selected static characteristics of a parallel active power filter with feedback from the supply voltage

Grugel Piotr, Mućko Jan

Archives of Electrical Engineering

|

2024

|

Vol. 73, nr 1

37--50

EN

The article presents selected static characteristics of a parallel active filter with voltage control in the supply line (VPAPF – Voltage-controlled Active Power Filter) as a function of parameters of the supply network. The tests were done on the basis of a simulation model of the supply network and an appropriate compensator. The test results showed that VPAPFs are most suitable for operation in weak networks, maintaining an almost constant level of voltage distortion, regardless of the value of the network impedance. In addition, the influence of the parameter G corresponding to the conductance value suppressing higher harmonics of the network voltage on the operation of the active power filter was determined.

3

Dynamic stability of a three-layer beam – generalisation of the sandwich structure theory

Magnucki Krzysztof, Magnucka-Blandzi Ewa

Acta Mechanica et Automatica

|

2024

|

Vol. 18, no. 1

1--7

EN

The work focuses on the dynamic stability problem of a simply supported three-layer beam subjected to a pulsating axial force. Two analytical models of this beam are developed: one model takes into account the non-linear hypothesis of cross-section deformation, and the other takes into account the standard "broken line" hypothesis. Displacements, strains and stresses for each model are formulated in detail. Based on the Hamilton principle, equations of motion are determined for each of these models. These systems of two differential equations for each model are approximately solved with the consideration of the axial pulsating force, and the fundamental natural frequencies, critical forces and the Mathieu equation are determined. Detailed studies are performed for an exemplary family of beams. The stable and unstable regions are calculated for the three pulsating load cases. The values of fundamental natural frequencies and critical forces of exemplary beams calculated from two models are compared.

4

Modelling of drying agent flow in cross-flow heat exchanger in industrial grain dryer

Knutel Bernard, Gaze Błażej, Jajczyk Mateusz, Bukowski Przemysław, Potempska Marta, Sielawska Katarzyna

Rynek Energii

|

2023

|

Nr 1

81--85

EN

This article presents a mathematical model of the drying agent flow in a crossflow heat exchanger in a 1.2MW continuous cereal grain dryer model DT1512SPEC manufactured by ARAJ. In order to create the model, the Surfer 23® software and own data from temperature and humidity measurements made in a given facility based on the use of a Sonel DIT- 500 pyrometer combined with a PT100 thermocouple and an Assmann psychrometer. Subsequently, the heat exchanger theoretical and real power and its efficiency during measurements were determined. Then, the work performed was summarized, and recommendations that could improve the drying unit operation were presented.

PL

W niniejszym artykule przedstawiono model matematyczny przepływu czynnika suszącego w krzyżowym wymienniku ciepła W 1MW suszarni ziarna zbóż o dzialaniu ciągłym model DTISIZSPEC wyprodukowanej przez firmę ARA]. W celu wykonania modelu posłużono się oprogramowaniem Surfer 23® oraz własnymi danymi z pomiarów temperatury i wilgotności wykonanymi W danym obiekcie W oparciu o wykorzystanie pirometru Sonel DIT-500 połączonego z termoparą PT100 oraz psychrometra Assmanna. Kolejno wyznaczono teoretyczną i rzeczywistą moc wymiennika ciepła oraz jego sprawność W danej jednostce czasu. Następnie podsumowano wykonane prace oraz przedstawiono zalecenia mogące usprawnić pracę jednostki suszarniczej.

5

Analiza porównawcza modeli profilu gęstości ładunków jonosfery wykorzystywanych do predykcji sygnałów w kanałach KF

Uljasz Bogdan, Ziółkowski Cezary

Przegląd Telekomunikacyjny + Wiadomości Telekomunikacyjne

|

2023

|

nr 4

301--304

PL

Profil gęstości ładunków jonosfery jest podstawą dla modelowania i analizy jakości transmisji sygnałów w łączach KF (fale krótkie) dalekiego zasięgu. Niniejszy artykuł dotyczy oceny dokładności odwzorowania krzywej gęstości ładunków na bazie pięciu wybranych modeli profili. Opisano miarę i metodę analizy porównawczej warunkujące ocenę błędu aproksymacji danych pomiarowych. Prezentowane wyniki są podstawą do wyboru modelu profilu, który zapewnia skuteczne odwzorowanie wpływu warunków propagacyjnych jonosfery na transmitowane sygnały.

EN

The ionosphere charge density profile is the basis for modeling and analyzing the quality of signal transmission in long-range HF (ang. High Frequency) links. This article concerns the assessment of the accuracy of mapping the charge density distribution based on five selected profile models. The measure and method of comparative analysis conditioning the assessment of the measurement data approximation error are described. The presented results are the basis for the selection of a profile model that provides an effective representation of the influence of ionosphere propagation conditions on the transmitted signals.

6

Sposób oceny rozkładu temperatury w produkcyjnym otworze geotermalnym przy dopływie mieszaniny solanki i dwutlenku węgla w zakresie warunków nadkrytycznych

Szpunar Tadeusz, Majkrzak Marcin

Nafta-Gaz

|

2023

|

R. 79, nr 3

190--198

PL

W artykule przedstawiono sposób oceny rozkładu temperatury w produkcyjnym otworze geotermalnym w sytuacji dopływu mieszaniny wody złożowej (solanki) oraz – planowanego jako główny nośnik energii cieplnej – dwutlenku węgla w zakresie nadkrytycznych parametrów ciśnienia i temperatury. We wstępie podkreślono znaczenie ograniczenia emisji dwutlenku węgla do atmosfery, omówiono krótko charakterystykę przemian fazowych CO2 oraz przedstawiono sposób jego alternatywnego zagospodarowania. Zyskującym w ostatnich latach na popularności sposobem ograniczenia szkodliwego oddziaływania dwutlenku węgla jest jego wykorzystanie jako medium roboczego przy pozyskiwaniu energii geotermalnej, tj. wprowadzenie go do obiegu w układzie otworów (zatłaczającego i produkcyjnego) do wyeksploatowanych złóż węglowodorów (ropy lub gazu). W pracy zobrazowano zasady pracy takich otworów, przedstawiono korzyści wykorzystania w systemach geotermalnych dwutlenku węgla jako płynu roboczego oraz określono warunki niezbędne do efektywnego działania omawianego układu. Jednym z elementów publikacji jest bilans wymiany ciepła pomiędzy płynem przemieszczającym się ze złoża na powierzchnię a górotworem. W ramach rozwiązania problemu zaprezentowano model bilansowy przyjętych i oddanych ilości ciepła przez mieszaninę solanki i dwutlenku węgla w otworze geotermalnym. Przedstawione zostały ponadto procedury określania parametrów CO2 w funkcji ciśnienia i temperatury w odwiercie, w tym lepkość, gęstość i współczynnik przewodzenia ciepła w mieszaninie. Podano również sposób obliczania parametrów koniecznych do określenia współczynnika przejmowania ciepła pomiędzy cyrkulującym płynem a ścianą rury okładzinowej. Na potrzeby obliczeń założono, że temperatura na ścianie odwiertu zmienia się liniowo wraz z głębokością, tzn. zgodnie z tak zwanym gradientem geotermicznym. Podano też zależność umożliwiającą określenie ilości ciepła przekazywanego od górotworu do przepływającej mieszaniny solanki i CO2. Jako element końcowy przedstawiono zależność wielkości temperatury płynu wypływającego z otworu od jego głębokości całkowitej, przyjętego natężenia przepływu i zmiennych proporcji CO2 i solanki w składzie mieszaniny. Wszystkie obliczenia przeprowadzono z uwzględnieniem właściwości CO2 w zakresie parametrów nadkrytycznych ciśnienia i temperatury, wzięto w nich również pod uwagę stopień izolacji cieplnej odwiertu. Przedstawiona została procedura obliczeń, a wyniki przykładu obliczeniowego zestawiono w formie tabelarycznej i graficznej. Na ich podstawie podjęto próbę wskazania, który z rozpatrywanych parametrów wpływa najsilniej na końcową wielkość temperatury wypływającego z odwiertu płynu.

EN

The article presents a method of evaluating temperature distribution in a production geothermal well in case of inflow of a mixture of formation water (brine) and supercritical carbon dioxide, as the main carrier of thermal energy. In introduction the problem of reducing the carbon dioxide emissions to atmosphere and characteristics of CO2 phase transformations are briefly discussed. Provided are alternative methods of utilization of CO2 including its sequestration by injection to the depleted oil and gas reservoirs using the injection and production wells working in tandem. As the main part of the article heat balance is constructed describing heat exchange between fluid flowing up from reservoir and the rock mass. The heat balance is used to find the relation between temperature of brine/CO2 mixture which is out-flowing of the geothermal well. Procedures for determination of CO2 parameters are provided (viscosity, density and thermal conductivity in the mixture) as function of pressure and temperature in the well. The method for calculation of these parameters is presented, which is used to determine heat transfer coefficient between circulating fluid and wall of casing. For the purposes of the calculations, it was assumed that the temperature on the borehole changes linearly with the depth, i.e. in accordance with geothermal gradient. Moreover, the dependence enabling determination of the amount of heat transferred from the rock mass to the flowing mixture of brine and CO2 was given. Carbon dioxide is assumed to be in the supercritical range of temperature and pressure. The results are presented as the relation between temperature of the mixture at various depths of well and for various flow rates and various compositions of the mixture. Due account is given to the impact of the wellbore thermal insulation on temperature and pressure-dependent parameters of carbon dioxide flow in the well. The parameters which govern temperature of brine and CO2 mixture out- flowing of production well are specified. The results are also presented in a graphical and tabular form.

7

Innovations in Wastewater Treatment – Harnessing Mathematical Modeling and Computer Simulations with Cutting-Edge Technologies and Advanced Control Systems

Drewnowski Jakub, Szeląg Bartosz, Sabba Fabrizio, Piłat-Rożek Magdalena, Piotrowicz Adam, Łagód Grzegorz

Journal of Ecological Engineering

|

2023

|

Vol. 24, nr 12

208--222

EN

The wastewater treatment landscape in Central Europe, particularly in Poland, has undergone a profound transformation due to European Union (EU) integration. Fueled by EU funding and rapid technological advancements, wastewater treatment plants (WWTPs) have adopted cutting-edge control methods to adhere to EU Water Framework Directive mandates. WWTPs contend with complexities such as variable flow rates, temperature fluctuations, and evolving influent compositions, necessitating advanced control systems and precise sensors to ensure water quality, enhance energy efficiency, and reduce operational costs. Wastewater mathematical modeling provides operational flexibility, acting as a virtual testing ground for process enhancements and resource optimization. Real-time sensors play a crucial role in creating these models by continuously monitoring key parameters and supplying data to predictive models. These models empower real-time decision-making, resulting in minimized downtime and reduced expenses, thus promoting the sustainability and efficiency of WWTPs while aligning with resource recovery and environmental stewardship goals. The evolution of WWTPs in Central Europe is driven by a range of factors. To optimize WWTPs, a multi-criteria approach is presented, integrating simulation models with data mining methods, while taking into account parameter interactions. This approach strikes a balance between the volume of data collected and the complexity of statistical analysis, employing machine learning techniques to cut costs for process optimization. The future of WWTP control systems lies in “smart process control systems”, which revolve around simulation models driven by real-time data, ultimately leading to optimal biochemical processes. In conclusion, Central Europe’s wastewater treatment sector has wholeheartedly embraced advanced control methods and mathematical modeling to comply with EU regulations and advance sustainability objectives. Real-time monitoring and sophisticated modeling are instrumental in driving efficient, resource-conscious operations. Challenges remain in terms of data accessibility and cost-effective online monitoring, especially for smaller WWTPs.

8

On the analysis of a mathematical model of CAR-T cell therapy for glioblastoma: Insights from a mathematical model

Bodnar Marek, Foryś Urszula, Piotrowska Monika J., Bodzioch Mariusz, Romero-Rosales Jose A., Belmonte-Beitia Juan

International Journal of Applied Mathematics and Computer Science

|

2023

|

Vol. 33, no. 3

379--394

EN

Chimeric antigen receptor T (CAR-T) cell therapy has been proven to be successful against different leukaemias and lymphomas. Its success has led, in recent years, to its use being tested for different solid tumours, including glioblastoma, a type of primary brain tumour, characterised by aggressiveness and recurrence. This paper presents an analytical study of a mathematical model describing the competition of CAR-T and glioblastoma tumour cells, taking into account their immunosuppressive capacity. The model is formulated in a general way, and its basic properties are investigated. However, most of the analysis considers the model with exponential tumour growth, assuming this growth type for simplicity. The existence and stability of steady states are studied, and the subsequent focus is on two different types of treatment: constant and periodic. Finally, protocols for CAR-T cell therapy of glioblastoma are numerically derived; these are aimed at preventing the tumour from reaching a critical size and at prolonging the patients’ survival time as much as possible. The analytical and numerical results provide theoretical support for the treatment of glioblastoma using CAR-T cells.

9

Sezonowe magazyny ciepła

Czekalski Rafał, Ksiądz Mateusz

Energetyka

|

2023

|

nr 2

77--87

PL

W artykule przedstawiono ideę sezonowego magazynowania ciepła w systemach ciepłowniczych. Dokonano przeglądu potencjalnych technologii długoterminowego magazynowania ciepła wraz z opisem przykładowych instalacji. Skupiono się na magazynach typu PTES współpracujących z kolektorami słonecznymi. Przedstawiono także autorski model układu ciepłowniczego wyposażonego w sezonowy magazyn ciepła, opracowany w programie TRNSYS.

EN

The article presents the concept of seasonal thermal energy storage in district heating systems. A review of potential long-term heat storage technologies is included and some examples of installations are described. The focus is on the technology of pit thermal energy storage (PTES) systems integrated with solar collectors. Moreover, the original model of a district heating system equipped with seasonal thermal energy storage developed using TRNSYS software is presented.

10

Czy można zmierzyć średnią temperaturę na ziemi?

Gajer Mirosław, Handzel Zbigniew

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2023

|

Vol. 64, Nr 12

28--30

PL

Według powszechnie głoszonych poglądów obecnie obserwowany jest od co najmniej kilku dekad systematyczny wzrost średniej temperatury na Ziemi, określanej również mianem średniej globalnej temperatury. Próżno jest jednak szukać ścisłej definicji rozważanego pojęcia, w związku z czym można postawić pytanie, na ile wiarygodne są wszelkie stwierdzenia tego pojęcia dotyczące. Autorzy artykułu wykazują, że średniej temperatury na Ziemi nie można w ogóle zmierzyć, gdyż jest to w praktyce niewykonalne i w związku z tym z konieczności musimy opierać się tutaj jedynie na pewnych ekstrapolacjach dokonywanych za pomocą wcześniej opracowanych modeli matematycznych, a to z kolei rodzi kolejne pytania o ich zgodność z rzeczywistością, zakres zastosowania oraz stabilność numeryczną.

EN

According to widely held views, a systematic increase in the Earth's average temperature, also referred to as the global average temperature, has now been observed for at least several decades. However, it is in vain to find a strict definition of the concept under consideration, so the question can be raised as to how reliable are any statements concerning this concept. The authors of the article show that the average temperature of the Earth cannot be measured at all, as this is not feasible in practice and, therefore, we must of necessity rely here only on certain extrapolations made with the help of mathematical models developed in advance, which in turn raises further questions about their correspondence to the reality, their scope of application and their numerical stability.

11

Numerical investigations of the thermal properties of window systems: a review

Sadko Karolina, Piotrowski Jerzy Zbigniew

Structure and Environment

|

2022

|

Vol. 14, no. 4

126--141

EN

Windows are an essential part of building envelopes since they enhance the appearance of the building, allow daylight and solar heat to come in, and allow people to observe outside. However, conventional windows tend to have poor U-values, which cause significant heat losses during the winter season and undesired heat gain in summer. Modern glazing technologies are therefore required to improve thermal resistance and comfort of the occupants, whilst mitigating the energy consumption of buildings. In the present work, a comprehensive review of the numerical investigations of the thermal properties of window systems and glazed buildings partitions is presented. However, the proposed models to predict the thermal performance most often concern only specific cases of window systems related to geometry and used material solutions, focused on specific physical processes, thus they contain a lot of simplifications, such as omitting the influence of radiation, temperature changes or velocity profiles.

PL

Istotnymi elementami budynków są okna, które wpływają na ich wygląd, umożliwiają dostęp światła dziennego i ciepła pochodzącego z promieniowania słonecznego, a także pozwalają na obserwowanie otoczenia. Jednakże w porównaniu do pozostałych przegród budowlanych konwencjonalne okna charakteryzują się zwykle gorszymi wartościami współczynnika przenikania ciepła U, generując znaczne straty ciepła w sezonie zimowym i niepożądane zyski ciepła w lecie. W związku z tym konieczne jest poszukiwanie nowoczesnych rozwiązań w technologii okiennej, które poprawią opór cieplny i komfort mieszkańców, jednocześnie zmniejszając zużycie energii przez budynki. W niniejszej pracy przedstawiono przegląd numerycznych metod określania właściwości cieplnych okien i przeszklonych przegród budowlanych. Analiza literatury pokazuje, że proponowane modele dotyczą jednak najczęściej tylko konkretnych przypadków systemów okiennych, związanych z określoną geometrią i zastosowanymi rozwiązaniami materiałowymi, w których uwzględnia się jedynie wybrane procesy fizyczne. Skutkiem tego jest przyjmowanie podczas modelowania wymiany ciepła szeregu uproszczeń, takich jak pomijanie wpływu promieniowania czy nieuwzględnianie zmian temperatury i prędkości.

12

The Use of the k-ω SST Turbulence Model for Mathematical Modeling of Jet Fire

Lewak Michał Wojciech, Tępiński Jarosław, Klapsa Wojciech

Safety & Fire Technology

|

2022

|

Vol. 59, iss. 1

28--40

EN

Aim: The purpose of this study is to verify the usability of the k-ω SST turbulence model for the description of the combustion process during a vertical propane jet fire. Simulating a jet fire using computational fluid mechanics involves an appropriate selection of a mathematical model to describe the turbulent flow. It is important as the variables from this model also describe the rate of the combustion reaction. As a result, they have an impact on the size and shape of the flame. The selection of an appropriate model should be preceded by preliminary simulations. Project and methods: For this purpose, a vertical jet fire in no wind conditions was selected for simulation. Consequently, it was possible to develop a two-dimensional axisymmetric geometry. A good numerical mesh can be applied to such axisymmetric geometry. Selected process conditions allowed to create an axisymmetric numerical grid. Its values, proving the quality, are shown in a chart demonstrating the distribution of the parameter quality depending on the number of elements from which the numerical grid was built. In the work, a two-stage model of the combustion reaction was selected in order to verify whether the area in which the mole fraction of carbon monoxide will have significant values is so large that the selected kinetic reaction model will have an impact on the flame length. Results: Three simulations of jet fire taking place in the direction opposite to the force of gravity were performed. The simulations performed allowed for setting the basic L[f] parameter, which determines the flame length. Additionally, the length of the mixing path s[lift-off], needed to initiate the combustion reaction, was determined. The simulations performed allowed for comparing significant parameters characterizing the flame with the parameters calculated using correlations included in the literature on the subject. Due to this comparison, it was possible to define an interesting scope of research work, because the length of the gas mixing path determined from the CFD simulation differed significantly from the values calculated from the correlation. Conclusions: Interestingly, such large differences between CFD results and correlations were not observed for the L[f] parameter. The correlations based on the Froude number give slightly higher values of the flame length than the results of the CFD simulation. On the other hand, the correlation based on the Reynolds number gives slightly lower values of the L[f] parameter than the values obtained from the CFD calculations. This may indicate that the effects related to the inertia forces (Re number) better describe the simulation process conditions than the correlations based on the influence of inertia forces and gravity forces (Fr number).

PL

Cel: Celem tego opracowania jest sprawdzenie przydatności modelu k-ω SST do opisu procesu spalania podczas pionowego pożaru strumieniowego propanu. Symulacja pożaru strumieniowego przy pomocy obliczeniowej mechaniki płynów wiąże się z odpowiednim wyborem modelu matematycznego służącego do opisu przepływu burzliwego. Jest to o tyle ważne, że zmienne z tego modelu opisują również szybkość reakcji spalania, a więc mają wpływ na rozmiar i kształt płomienia. Dobór odpowiedniego modelu powinien być poprzedzony symulacjami wstępnymi. Projekt i metody: Do symulacji wybrano pionowy pożar strumieniowy w warunkach bezwietrznych. Dzięki temu opracowana została dwuwymiarowa osiowosymetryczna geometria, na którą możliwe jest nałożenie dobrej siatki numerycznej. Wybrane warunki procesowe pozwoliły na stworzenie osiowosymetrycznej siatki numerycznej, której wartości świadczące o jakości uwidoczniono na wykresie przedstawiającym rozkład jakości parametru w zależności od liczby elementów, z jakich zbudowano siatkę numeryczną. Na podstawie dwuetapowego modelu reakcji spalania sprawdzono, czy obszar, w którym ułamek molowy tlenku węgla będzie miał duże wartości wpłynie na długość płomienia w wybranym modelu kinetycznym reakcji. Wyniki: Wykonane zostały trzy symulacje pożaru strumieniowego odbywającego się w kierunku przeciwnym do działania sił grawitacji. Pozwoliły one na wyznaczenie podstawowego parametru L[f] , który określa długość płomienia. Dodatkowo wyznaczona została długość drogi mieszania s[lift-off], która jest niezbędna do zapoczątkowania reakcji spalania. Wykonane symulacje pozwoliły na porównanie istotnych parametrów charakteryzujących płomień z parametrami obliczonymi przy pomocy korelacji zawartych w literaturze przedmiotu. Wnioski: Porównanie wyżej wymienionych parametrów umożliwiło określenie ciekawego zakresu pracy badawczej, ponieważ wyznaczona z symulacji CFD długość drogi mieszania gazu znacząco różniła się od wartości obliczonych z korelacji. Co ciekawe, tak dużych rozbieżności między wynikami CFD a korelacjami nie zaobserwowano dla parametru L[f] . Przy czym korelacje oparte o liczbę Froude’a podają nieco większe wartości długości płomienia niż wyniki symulacji CFD. Natomiast korelacja oparta o liczbę Reynoldsa podaje nieco mniejsze wartości parametru L[f] niż wartości otrzymane z obliczeń CFD. Może to świadczyć o tym, że efekty związane z siłami bezwładności (liczba Re) lepiej opisują warunki procesowe niż korelacje oparte o wpływ sił bezwładności i sił ciężkości (liczba Fr).

13

Modelowanie matematyczne pożarów strumieniowych za pomocą obliczeniowej mechaniki płynów CFD

Lewak Michał, Tępiński Jarosław, Lesiak Piotr

Przemysł Chemiczny

|

2022

|

T. 101, nr 5

324--329

PL

Przedstawiono modelowanie matematyczne pożaru strumieniowego metodą CFD na przykładzie pożaru propanu wydostającego się z dyszy. Pokazano wpływ masowego przepływu gazu na długość, szerokość i wysokość płomienia. Symulacje numeryczne przeprowadzono dla przepływów cieczy w zakresie liczby Macha poniżej 0,2. Pozwoliło to na prowadzenie symulacji w zakresie przepływu nieściśliwego. Otrzymane wyniki symulacji porównano z korelacjami opisanymi w literaturze.

EN

Math. modeling of a jet fire using the CFD method was presented on the example of a propane fire escaping from a nozzle. The effect of gas mass flow on the length, width and height of the flame was shown. Numerical simulations were performed for fluid flows in the Mach number range below 0.2. This allowed the process to be defined as an incompressible flow. The obtained simulation results were compared with the correlations described in the literature.

14

The mathematical modelling of transient processes in a three phase electric power system for a single phase short-circuit at the end of a long power supply line

Chaban Andriy, Lis Marek, Szafraniec Andrzej, Levoniuk Vitaliy

Przegląd Elektrotechniczny

|

2022

|

R. 98, nr 2

174--177

EN

A mathematical model of a three-phase power line loaded with a resistance and inductive receiver is developed in the paper. The power line is considered as a system with distributed electrical parameters with a calculated output voltage. This approach makes it possible to use the three-phase line model as a stand-alone, universal subsystem of the integrated electric power system. The results are presented of a computer simulation of transient processes as the line is switched on in the single-phase short-circuit mode at the end of the line.

PL

W pracy opracowano model matematyczny trójfazowej elektroenergetycznej linii zasilania obciążonej odbiornikiem o charakterze rezystancyjno-indukcyjnym. Linia elektroenergetyczna jest traktowana, jako układ o elektrycznych parametrach rozłożonych, w którym obliczono napięcie wyjściowe. Takie podejście umożliwiło opracowanie modelu linii trójfazowego, jako autonomicznego, uniwersalnego podsystemu scalonego układu analizowanej sieci elektrycznej. Przedstawiono wyniki symulacji komputerowej procesów nieustalonych w sieci elektrycznej w czasie włączania linii w tryb zwarcia jednofazowego na końcu linii.

15

The mathematical modelling of transient processes in a drive system including asynchronous and synchronous drives of susceptible motion transmission

Chaban Andriy, Lis Marek, Szafraniec Andrzej, Levoniuk Vitaliy

Przegląd Elektrotechniczny

|

2022

|

R. 98, nr 1

66--70

EN

A mathematical model is developed of an electric drive system including a power transformer, deep bar cage induction asynchronous motors, and long shaft synchronous drives of distributed mechanical parameters. The model of a deep bar cage induction asynchronous motor addresses the skin-effects across the rotor cage bars using the theory of electromagnetic field. The motion transmission of the drives is described with a mixed problem of the third type Poincaré boundary conditions. The general system of differential equations is given in the Cauchy form, integrated by means of the latent Euler method. Results of computer simulations are shown with graphics, which are analysed.

PL

W pracy niniejszej opracowano model matematyczny zespołu elektrycznego obciążenia, który zawiera transformator mocy, głębokożobkowe napędy asynchroniczne i napędy synchroniczne z długimi wałami o mechanicznych parametrach rozłożonych. Model głębokożłobkowych silników asynchronicznych uwzględnia zjawisko naskórkowości w prętach klatki wirników za pomocą teorii pola elektromagnetycznego. Transmisję ruchu napędów opisuje się za pomocą zadania mieszanego o warunkach brzegowych trzeciego rodzaju Poincaré. Ogólny układ równań różniczkowych podany jest w postaci Cauchy, który całkuje się za pomocą ukrytej metody Eulera. Wyniki symulacji komputerowej przedstawione są w postaci rysunków, które są analizowane.

16

Modelling and analysis of the crane hook problem using optimization

Nancy Mubina, Stephen Elizabeth Amudhini

Przegląd Elektrotechniczny

|

2022

|

R. 98, nr 12

163--166

EN

This study's current research, a newly developed optimization algorithms are used to minimize the volume of crane hook. The current study presented here compares 10 modern metaheuristic methods for optimizing the design of the crane hook problem. The performance of these algorithms is assessed both statistically and subjectively. The algorithms' performance is evaluated quantitatively and qualitatively using consistency, simplicity and quality. The experimental results on the crane hook problem shows that PSO produces greater results than EHBMO, whereas CSA and BBCO produce approximately identical results.

PL

W bieżących badaniach w ramach tego studium zastosowano nowo opracowane algorytmy optymalizacji, aby zminimalizować objętość haka dźwigu. Prezentowane tu aktualne badanie porównuje 10 nowoczesnych metod metaheurystycznych do optymalizacji projektowania problemu haka dźwigowego. Wydajność tych algorytmów oceniana jest zarówno statystycznie, jak i subiektywnie. Wydajność algorytmów jest oceniana ilościowo i jakościowo przy użyciu spójności, prostoty i jakości. Wyniki eksperymentalne dotyczące problemu haka dźwigu pokazują, że PSO daje lepsze wyniki niż EHBMO, podczas gdy CSA i BBCO dają w przybliżeniu identyczne wyniki.

17

Analiza procesów nieustalonych w trójfazowej długiej linii zasilania z asymetrycznym obciążeniem

Chaban Andriy, Lis Marek, Szafraniec Andrzej, Levoniuk Vitaliy, Chaban Vasyl

Przegląd Elektrotechniczny

|

2022

|

R. 98, nr 12

209--212

PL

W pracy niniejszej, na podstawie nowego interdyscyplinarnego podejścia, które wykorzystuje zmodyfikowaną zasadę HamiltonaOstrogradskiego poprzez rozszerzenie funkcji Lagrange’a opracowano model matematyczny układu elektroenergetycznego, który składa się z trójfazowej długiej linii zasilania oraz asymetrycznego obciążenia RLC. W modelu układu linia zasilania jest przedstawiona, jako skomplikowany obiekt elektroenergetyczny o elektromagnetycznych parametrach rozłożonych. Linia zasilania została opisana równaniami różniczkowymi o pochodnych zwyczajnych i cząstkowych z uwzględnieniem warunków brzegowych drugiego rodzaju Neumanna i trzeciego rodzaju Poincaré. Model matematyczny układu jest opisany dyskretyzowanymi równaniami różniczkowymi przedstawionymi w normalnej postaci Cauchy’ego, które zostały całkowane metodą Runge-Kutta czwartego rzędu.

EN

Based on a new interdisciplinary approach using Hamilton-Ostrogradsky principle modified by expanding the Lagrange function, a mathematical model is developed of an electric power system that consists of a three-phase long power supply line and an asymmetric RLC load. The power supply line is presented in the model as a complicated electric power object of distributed electromagnetic parameters. The supply line is described with ordinary and partial differential equations considering Neumann second-type and Poincaré third-type boundary conditions. The mathematical model of the system is described with discretised differential equations in the normal Cauchy format, integrated using Runge-Kutta fourth-order method.

18

Simulation of turning manoeuvre of planing craft taking into account the running attitude change in a simplified manner

Sadati Kazem, Zeraatgar Hamid, Moghaddas Aliasghar

Polish Maritime Research

|

2022

|

nr 4

12--25

EN

The modelling and simulation of planing craft manoeuvres requires coupled six degrees of freedom (6 DOF) motion equations. A coupled 6 DOF motion equation needs hundreds of manoeuvring hydrodynamic coefficients (MHCs) that are mostly determined using the planar motion mechanism (PMM) test. The number of test runs is too high, unless a kind of simplification is imposed to the motion equations. This study modifies 6 DOF motion equations to 4+2 DOF motion equations in which heave and pitch equations are replaced by dynamic draught and trim (so-called running attitude), respectively. The method is applicable for a manoeuvre that commences in the planing regime and ends in the same regime. On that basis, the PMM test is conducted and the model is restrained in the vertical plane at a certain running attitude, determined by a resistance test. The 4+2 DOF method, together with MHCs from the PMM test, are employed for the simulation of turning manoeuvres of a 25° prismatic planing hull. The results of the simulation indicate that the 4+2 DOF method reasonably predicts the path of the craft during the turning manoeuvre and cuts the number of PMM tests required at the same time. The PMM test results show that MHCs are highly related to forward speed and wetted surfaces. The turning manoeuvre simulation shows that the non-linear terms of MHCs cannot be ignored. The STD/L (Steady Turning Diameter divided by Length of the craft) for a planing craft is very large, compared to ships.

19

Mathematical modelling by convection-diffusion with reaction of organic pollution in the wadi Mouillah stream, north-western Algeria

Benadda Lotfi, Djelita Belkheir, Chiboub-Fellah Abdelghani

Journal of Water and Land Development

|

2022

|

no. 54

26--37

EN

This work describes the behaviour of organic pollutants along the wadi Mouillah watercourse and its main tributaries and their impacts on the Hammam Boughrara dam, located in the NW of Algeria, in the Wilaya of Tlemcen. The use of a database relating to physico-chemical, biotic and hydrological variables, covering the period from January 2006 to December 2009, contributed to the understanding of the spatiotemporal evolution of each variable. The application of a mathematical model of the diffusion by convection-dispersion with a reaction on two characteristic parameters of organic pollution, the biochemical oxygen demand (BOD5) which records values above the norm, with peaks that can reach 614%, and total phosphorus (Ptot), which the concentration is always higher with maxima reaching 53 mg∙dm-3 favouring eutrophication; this made it possible with precision to synthesise the propagation of pollutants in the liquid mass. The results obtained on the waters of Wadi Mouillah are therefore of poor quality; there is a need to set up a rigorous water quality monitoring system, with water treatment and decontamination devices to preserve the water resources. This will allow to contribute to better management of water quality in terms of combating the spread of pollution. Therefore, they can be used to support decisions in the context of sustainable development.

20

Comparative analysis of supercritical CO2 cycles

Milewski Jaroslaw, Szczesniak Arkadiusz, Futyma Kamil, Lis Piotr, Dybiński Olaf, Szablowski Lukasz, Wolowicz Marcin

Journal of Power Technologies

|

2022

|

Vol. 102, nr 2

79--97

EN

The presents a simulation of three different configurations of super critical CO2 cycles: pre-compression, partial cooling, and recompression performed using commercially available software (Ebsilon). The highest thermal efficiency is obtained for the recompression cycle (35%). All three cycles operate at 700°C. In addition to enjoying the highest efficiency, the recompression cycle involves a moderate number of elements - just one heat exchanger more than the simplest cycle (Pre-compression).