Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Sensitivity and stability analysis for groundwater numerical modeling: a field study of finite element application in the arid region

Jafarzadeh Ahmad, Pourreza-Bilondi Mohsen, Akbarpour Abolfazl, Khashei-Siuki Abbas, Azizi Mohsen

Acta Geophysica

|

2023

|

Vol. 71, no. 2

1045--1062

EN

This study intends to investigate the impacts of scheme type, time step, and error threshold on the stability of numerical simulation in the groundwater modeling. Hence, a two-dimensional finite element (FE) was implemented to simulate groundwater flow in a synthetic test case and a real-world study (Birjand aquifer). To verify the proposed model in both cases, the obtained results were compared with analytical solutions and observed values. The stability of numerical results was analyzed through different schemes and time-step sizes. Besides, the effect of the error threshold was examined by considering different threshold values. The results confirmed that the FE model has a good capacity to simulate groundwater fluctuations even for the real problem with more complexities. Examination of implicit outputs indicated that groundwater simulations based on this scheme have good accuracy, stability, and proper convergence in all time intervals. However, in the explicit and Crank–Nicolson schemes the time interval should be less than or equal to 0.001 and 0.1 day, respectively. Also, results reveal that for making stability in all schemes the value of the error threshold should not be more than 0.0001 m. Moreover, it derived that the boundary conditions of the aquifer influence the stability of numerical outputs. Finally, it was comprehended that as time interval and error threshold increases, the oscillation rate propagated.

2

Study on the relationship between vehicle maintenance and fuel consumption

Sakno Olha, Medvediev Ievgen, Kolesnikova Tatiana

Zeszyty Naukowe. Transport / Politechnika Śląska

|

2021

|

z. 113

163--172

EN

A contemporary road vehicle (RV) is a rather complex system, consisting of a large number of subsystems, assemblies, units, and elements (parts). While operating, an RV interacts with the environment, and its elements interact with each other. Consequently, the properties (parameters) of these elements change in the process - hardness, roughness, size, relative position, gapping, etc. A partial solution to the presented problems can be the search for a technique for assessing the RV technical condition by a generalised criterion, which is quite sensitive to changes in the technical state. One of these criteria may be fuel consumption in litres per 100 kilometres. This paper investigates the possibilities of using the fuel consumption indicator as a criterion for assessing the technical condition of the vehicle and the vehicle maintenance and repair technologies have been generalised to obtain a given technical solution. Thus, the possibility of using the fuel consumption indicator as a criterion for assessing the technical condition of the vehicles was explored using the Volkswagen Touran 1.9 TDI operating in urban conditions using a driving cycle. A clear correlation between the fuel consumption and the service lifetime of the vehicle has been established; therefore, it depends on the frequency and quality of the maintenance and repair (MR). The vehicle MR technology has been generalised to obtain a specified technical solution. The process of creating an RV MR Technology model is implemented based on an iterative approach (repetition) with the possibility to specify their features.

3

On Finding the Optimal Tree of a Complete Weighted Graph

Hosseini Seyed Soheil, Wormald Nick, Tian Tianhai

Annals of Computer Science and Information Systems

|

2020

|

Vol. 21

271--275

EN

We want to find a tree where the path length between any two vertices on this tree is as close as possible to their corresponding distance in the complete weighted graph of vertices upon which the tree is built. We use the residual sum of squares as the optimality criterion to formulate this problem, and use the Cholesky decomposition to solve the system of linear equations to optimise weights of a given tree. We also use two metaheuristics, namely Simulated Annealing (SA) and Iterated Local Search (ILS) to optimise the tree structure. Our results suggest that SA and ILS both perform well at finding the optimal tree structure when the dispersion of distances in the complete graph is large. However, when the dispersion of distances is small, only ILS has a solid performance.

4

A Comparison of Iterative Methods of the Cubic Rate Convergence in the Problem of Transformation between Cartesian and Geodetic Coordinates

Bajorek M., Kulczycki M., Ligas M.

Geomatics and Environmental Engineering

|

2014

|

Vol. 8, no. 2

15--25

EN

The problem of transformation between Cartesian and geodetic (ellipsoidal) coordinates occurs often in day-to-day geodetic practice. Thus, from years it attracts interest of many scientists and practitioners. Despite the fact that many algorithms of the conversion exist to this day one may still observe new methods and approaches to the problem. In this work a comparison as to the efficiency of iterative methods of the cubic rate convergence to the solution of "latitude equation" in three representations has been presented. Two of them are polynomial representations (quartic equations) and one is in the form of an irrational equation. A comparison has been performed on two ellipsoidal height intervals: from -10 km to 10 km, from 10 km to 36 000 km and from 0° to 90° for the latitude.

PL

Problem transformacji między współrzędnymi kartezjańskim i współrzędnymi geodezyjnymi (elipsoidalnymi) pojawia się często w praktyce geodezyjnej, dlatego od lat stanowi przedmiot zainteresowania wielu naukowców oraz praktyków. Mimo że znanych jest wiele algorytmów przeliczania współrzędnych, ciągle pojawiają się nowe metody i sposoby. W artykule przedstawiono porównanie efektywności metod iteracyjnych o zbieżności sześciennej oraz „równania szerokości" w trzech reprezentacjach. Dwie z nich to reprezentacje wielomianowe (równania czwartego stopnia), a jedna to reprezentacja w formie równania niewymiernego. Porównanie przeprowadzono dla dwóch przedziałów wysokości elipsoidalnej: od -10 km do 10 km oraz od 10 km do 36 000 km, a także dla przedziału szerokości geodezyjnej od 0° do 90°.

5

Numerical eciency of the conjugate gradient algorithm - sequential implementation

Gościk J., Gościk J.

Zeszyty Naukowe Politechniki Białostockiej. Informatyka

|

2009

|

Z. 4

47-62

EN

In the paper we report on a second stage of our eorts towards a library design for the solution of very large set of linear equations arising from the finite dierence approximation of elliptic partial dierential equations (PDE). Particularly a family of Krylov subspace iterative based methods (in the paper exemplified by the archetypical Krylov space method - Conjugate Gradient method) are considered. The first part of the paper describes in details implementation of iterative algorithms for solution of the Poisson equation which formulation has been extended to the three-dimensional. The second part of the paper is focused on the performance measurement of the most time-consuming computational kernels of iterative techniques executing basic linear algebra operations with sparse matrices. The validation of prepared codes as well as their computational eciency have been examined by solution a set of test problems on two dierent computers.

PL

Przedstawiono wyniki realizacji drugiego etapu projektu mającego na celu opracowanie i wdrożenie algorytmów rozwiązywania wielkich układów równań liniowych generowanych w procesie aproksymacji eliptycznych równań różniczkowych o pochodnych cząstkowych (PDE) metodą różnic skończonych. W szczególności skoncentrowano się na implementacji wersji sekwencyjnej najbardziej reprezentatywnej metody iteracyjnej zdefiniowanej w przestrzeni Kryłowa (metody gradientów sprzężonych). W pierwszej części pracy opisano szczegóły implementacji schematu iteracyjnego rozwiązywania dyskretnej postaci równania Poissona, uogólniając sformułowanie również do zagadnień przestrzennie trójwymiarowych.Wdrugiej części pracy skoncentrowano się przedstawieniu czasu wykorzystania procesora podczas wykonywania najbardziej czasochłonnych operacji algebry liniowej na macierzach rzadkich. Oceny poprawności formalnej jak też i wydajności obliczeniowej stworzonego kodu sekwencyjnego dokonano poprzez rozwiązanie trzech zagadnień testowych z wykorzystaniem dwóch komputerów o różnej konfiguracji sprzętowej.

6

Numerical efficiency of iterative solvers for the poisson equation using equation using computer cluster

Gościk J., Gościk J.

Zeszyty Naukowe Politechniki Białostockiej. Informatyka

|

2008

|

Z. 3

39-52

EN

We present a set of numerical results which were obtained by systematic investigation of eciency of compilers implemented on Mordor cluster (http://mordor.wi.pb.edu.pl) running Linux distribution CentOS 4, kernel ver. 2.6. As a generic problem the finite dierence based framework for solution of the Poisson equation has been taken (with discretization on grid topologically equivalent to a Cartesian grid). The PDE converted to an algebraic system of equations is solved by adopting so-called nonstationary, Krylov type, iterative methods: conjugate gradient (CG), bi-conjugate gradient (Bi-CG), conjugate gradient squared (CGS) and bi-conjugate gradient stabilized (Bi-CGSTAB). The code was implemented using two dierent compilers, such as gcc (GNU Compiler Collection - ver. 3.4.6) and icc (Intel C++ Compiler - ver. 9.1). All performances reported were done with the Xeon 3.2 GHz processor that has own memory 2 GB.

PL

Przedstawiono wstępne wyniki badania efektywności sekwencyjnego przetwarzania danych w algorytmach rozwiązywania dużych układów równań liniowych na klastrze obliczeniowym Mordor (http://mordor.wi.pb.edu.pl) zarządzanym przez system operacyjny Linux (dystrybucja CentOS 4, wersja jądra 2.6). Szczególną uwagę zwrócono na wpływ doboru opcji optymalizacyjnych w dost˛epnych kompilatorach na wydajność obliczeniową kodu komputerowego. Jako bazowe do rozważań przyjęto duże układy równań liniowych z macierzą współczynników o strukturze rzadkiej. Takie układy równań generowane są w procedurze numerycznego rozwiązania równania Poissona, którego aproksymację otrzymuje się na gruncie metody różnic skończonych (dyskretyzacja na uporządkowanej siatce różnicowej w kartezjańskim układzie współżędnych prostokątnych). Cząstkowe równanie różniczkowe przekształcone do postaci układu równań liniowych rozwiązano z wykorzystaniem czterech metod iteracyjnych typu Kryłowa: gradientów sprzężonych (CG), gradientów bisprzężonych (Bi-CG), kwadratowego gradientu sprzężonego (CGS) oraz stabilizowaną metodą wzajemnie sprzężonych gradientów (Bi-CGSTAB). Metody te wdrożono generując własne oprogramowanie oraz zaimplementowano z wykorzystaniem dwóch różnych kompilatorów gcc (GNU Compiler Collection - wesja 3.4.6) oraz icc (Intel C++ Compiler - wersja 9.1). Wyniki wszystkich testów efektywności obliczeniowej uzyskano rozwiązując sformułowane zagadnienie testowe przy użyciu jednego procesora Xeon 3.2 Ghz wchodzącego w skład jednego węzła obliczeniowego z pamięcią własną 2GB.

7

Zastosowanie zaawansowanych metod rozwiązywania układu równań dla przestrzennego modelu wymiany ciepła w procesie walcowania

Dębiński T., Jędrzejczyk D., Gumuła A., Głowacki M., Durak J.

Hutnik, Wiadomości Hutnicze

|

2008

|

Vol. 75, nr 4

193-200

PL

W artykule przedstawiono problem modelowania zjawiska wymiany ciepła w procesie walcowania pasm ze strefą półciekłą z dys-kretyzacją metodą elementów skończonych. Dla problemów tego typu wymagana jest duża dokładność obliczeń, stąd niezbędne jest odpowiednie zagęszczanie sieci elementów w badanym obszarze. Powoduje to znaczny wzrost zapotrzebowania na pamięć operacyjną komputera i jednocześnie istotnie wydłuża czas obliczeń. W celu skrócenia czasu niezbędnego do uzyskania rozwiązania stosuje się wiele technik, począwszy od uproszczenia modelu obliczeniowego, poprzez maksymalne wykorzystanie dostępnego sprzętu komputerowego (usprawnienia kodu), aż do zastosowania obliczeń równoległych. Model sekwencyjny i równoległy oparty został na technice obiektowo zorientowanej, W niniejszej pracy przedstawiono model obliczeń równoległych odwzorowanych na klaster z pamiecią rozproszoną. W celu sprawdzenia słuszności założonych tez wykonano serię obliczeń dla przykładowego procesu technologicznego. Stwierdzono ścisłą zależność wydajności obliczeniowej algorytmu od zastosowanej architektury sprzętowej klastra składającego się z węzłów wieloprocesorowych.

EN

This paper deals with heat exchange phenomenon in rolling process of plates with mushy zone. Due to requirement of both high precision of solution and short computation time an application of parallel computing algorithm has been considered in aim to carry out the decomposition and subsequent solution of resulting equation system. The mathematical model worked out on the basis of finite element method is able to give information concerning the physical process. The sequential model was implemented in object oriented technique. Thus, the sufficiently precise computation accuracy is required in aim to achieve acceptable reality. It results in necessity of generation of dense finite element mesh. Taking into consideration computer memory limits, a very accurate computation can be impossible or the computation time growths to be to long for practical application of the model. From the economical reason as well as the network capacity the parallel algorithms for clusters was used. Taking advantage of that technology one can develope a parallel algorithm of simulation of rolling of steel with mushy zone. It is possible by parallel and iterative solution of resulting equation system as well as by decomposition of mesh of elements and distribution subregions to available processor. The performances are strongly depended on the cluster architecture.

8

The iterative approach to the optimal linearization method

Myszkowski P., Forenc J.

Electronics and Telecommunications Quarterly

|

2008

|

Vol. 54, No 3

389-395

EN

In presented paper the analysis of the non-linear models of physical systems will be considered. The analysis of the non-linear system dynamics will be performed by means of the linear model obtained by the optimal linearization method. The paper presents a new approach to this method, based on iterative process.

9

Iteracyjne strojenie nastaw regulatora PID

Królikowski A., Tarczewski T.

Studia z Automatyki i Informatyki

|

2005

|

T. 30

85--94

PL

W artykule przedstawiono metodę iteracyjnego strojenia nastaw regulatora PID o strukturze równoległej. Symulacje przeprowadzono dla modelu drugiego rzędu z opóźnieniem. Przedstawioną metodę porównano z metodą projektowania odpornego regulatora PID zaproponowaną w [4].

EN

Iterative feedback tuning (IFT) method for a parallel structure of PID controller is derived and simulated. The performance of PID controller tuned with IFT is compared with robust PID controller proposed in [4]. To this end a plant model of second-order with time delay is considered.

10

Parallel computing applied to solving large Markov chains. A feasibility study.

Szczerbiński Z.

Studia Informatica

|

2003

|

Vol. 24, nr 4

7-28

EN

The article is concerned with parallel computation issues arising in numerical solution of systems of linear eąuations which describe stationary pro-babilitifis of stat.es in largc Markov chairis. Upon introduction to the .subject of Markov chains and their solution, several adeąuate solution methods arę surreyed, froni the cla.ssical through projection to decompositional ones. Each algoriUiin is accoinpaniocl by a study of its suitability to parallel computing (rnulti- and vector procfissing). Additional opinions on aspects of the potential for parallelization in the discussed methods arę contained in the conclusion.

PL

Artykuł jest poświęcony zagadnieniom obliczeń równoległych, występującym w trakcie numerycznego rozwiązywania układów równań liniowych, opisujących stacjonarne prawdopodobieństwa stanów w dużych łańcuchach Markowa. Po wprowadzeniu do tematyki łańcuchów Markowa, dokonano przeglądu wybranych metod rozwiązywania, począwszy od klasycznych, poprzez projekcyjne, do metod dekompozycyjnych. Dla każdego algorytmu została dokonana analiza, na ile nadaje się on do wykonania w trybie równoległym (wieloprocesorowyrn lub wektorowym). Dodatkowe uwagi dotyczące możliwości zrównoleglania dla omawianych metod zawarto w części końcowej.

11

Teoretyczna charakterystyka podnośników hydraulicznych stosowanych w ciągnikach rolniczych

Czechlowski M., Krysztofiak A., Adamski M.

Inżynieria Rolnicza

|

2002

|

R. 6, nr 6

367--372

PL

Przedstawiono teoretyczną metodę wyznaczania charakterystyk podnośników hydraulicznych stosowanych w ciągnikach rolniczych. Zbadano zbieżność wyników uzyskiwanych za pomocą tej metody z charakterystyką wykreśloną na postawie pomiarów podnośnika ciągnika John Deer 6210. Stwierdzono konieczność zaopatrzenia modelu matematycznego we współczynniki zależne od konstrukcji podnośnika.

EN

Theoretical method of appointing characterization of hydraulic lift applied in agricultural tractors. Convergence of results obtained with this method with characterization drafted on the base of measurements of a pick-up tractor John Deer 6210 was examined. It was stated that it is necessary to equip a mathematical model with coefficients dependent on construction of a pick-up.