Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Study of phase transformations in complex phase steel using a mesoscale cellular automaton model Part 1: Modeling fundamentals

Opara Jarosław, Kuziak Roman

Journal of Metallic Materials

|

2020

|

Vol. 72, no. 3

17--31

EN

A two-dimensional mesoscale model based on the concept of hybrid cellular automata is developed to study phase transformations in a complex phase steel during continuous cooling. The model is capable of simulating microstructure evolution with carbon diffusion in the volume and along grain boundaries, γ/α interfaces migration into austenite, as well as formation of bainite and martensite islands during intensive cooling in lower temperatures. In contrast to the classic statistical approaches which are based on the assumption of modeling one point in the material with homogeneous microstructure, the proposed phase transformations’ model in the mesoscale accounts for material heterogeneity. The simulation results in the form of a digital material representation with microstructures and maps showing the carbon concentration field as well as microhardness distribution are presented. One of the main advantages of the model is that has only seven adjustment coefficients that are used in the fitting process.

PL

Dwuwymiarowy mezoskalowy model oparty na koncepcji hybrydowych automatów komórkowych został opracowany w celu badania przemian fazowych w stali wielofazowej podczas ciągłego chłodzenia. Model umożliwia symulację rozwoju mikrostruktury wraz z dyfuzją węgla w objętości, jak i wzdłuż granic ziaren oraz migracją powierzchni międzyfazowych γ/α do austenitu, a także powstawaniem wysp bainitu i martenzytu podczas intensywnego chłodzenia w niższych temperaturach. W odróżnieniu od klasycznych podejść statystycznych, które bazują na założeniu modelowania jednego punktu w materiale o jednorodnej mikrostrukturze, zaproponowany model przemian fazowych w mezoskali umożliwia uwzględnienie warunków niejednorodności materiału. Zaprezentowano wyniki symulacji w postaci cyfrowej reprezentacji materiału z mikrostrukturami oraz mapami przedstawiającymi pola stężenia węgla oraz rozkłady mikrotwardości. Jedną z głównych zalet modelu jest to, że regulowany jest tylko za pomocą siedmiu współczynników w procesie dopasowania.

2

Study of phase transformations in complex phase steel using a mesoscale cellular automaton model part 2: Experiments and validation

Opara Jarosław, Kuziak Roman

Journal of Metallic Materials

|

2020

|

Vol. 72, no. 3

32--44

EN

A two-dimensional mesoscale model based on the concept of hybrid cellular automata was used to study phase transformations in a complex phase steel during continuous cooling. This model enables simulation of the decomposition of austenite into ferrite, bainite, and martensite, accompanied by calculations of volume and grain boundary diffusion of carbon. In effect, as a result, one can observe the morphology of simulated microstructures, corresponding carbon segregation as well as microhardness distribution. These results with the kinetics of austenite to ferrite phase transformation and predicted values of the complex phase steel hardness are the subject of model validation. A series of dilatometric experiments were carried out with constant cooling rates in order to construct a CCT diagram and validate the presented model. The convergence of simulated results with empirical outcomes was confirmed quantitatively using a dedicated goal function and data summaries in the table and graphs. However, some qualitative and quantitative discrepancies in terms of microstructure morphology are indicated which was possible thanks to applying a wide range of different validation parameters of the model. It is emphasized how crucial is the use of appropriate validation methodology.

PL

Dwuwymiarowy mezoskalowy model oparty na koncepcji hybrydowych automatów komórkowych zastosowano do badania przemian fazowych w stali wielofazowej podczas ciągłego chłodzenia. Model ten umożliwia symulację rozpadu austenitu w ferryt, bainit i martenzyt wraz z obliczeniami objętościowej i granicznej dyfuzji węgla. W efekcie można zaobserwować morfologię symulowanych mikrostruktur, odpowiadającą im segregację węgla, a także rozkład mikrotwardości. Wyniki te wraz z kinetyką ferrytycznej przemiany fazowej i przewidywanymi wartościami twardości stali wielofazowej są przedmiotem walidacji modelu. Przeprowadzono szereg eksperymentów dylatometrycznych przy stałych szybkościach chłodzenia w celu opracowania wykresu CTPc i walidacji przedstawionego modelu. Zbieżność wyników symulacji z danymi empirycznymi została potwierdzona ilościowo za pomocą dedykowanej funkcji celu oraz zestawienia danych w tabeli i na wykresach. Jednakże, wskazano na pewne rozbieżności jakościowe i ilościowe pod względem morfologii mikrostruktury, co było możliwe dzięki zastosowaniu szerokiego wachlarza różnych parametrów do walidacji modelu. Podkreślono, jak istotne jest zastosowanie odpowiedniej metodologii walidacji.

3

Preliminary Baltic Sea wind resource assessment by means of mesoscale and empirical data utilization

Kostrzewa M.

Polityka Energetyczna

|

2018

|

T. 21, z. 4

21--42

EN

This article, as far as possible based on the available literature, empirical measurements, and data from mesoscale models describes and compares expected wind conditions within the Baltic Sea area. This article refers to aspects related to the design and assessment of wind farm wind resources, based on the author’s previous experience related to onshore wind energy. The consecutive chapters of this publication are going to describe the present state and the presumptions relating to the development of wind energy within the Baltic Sea area. Subsequently, the potential of the sea was assessed using mesoscale models and empirical data from the Fino 2 mast that is located approximately 200 kilometers away from the majority of areas indicated in the Polish marine spatial development plan draft of Poland for offshore wind farm development (Maritime Office in Gdynia 2018). In the chapter describing mesoscale models, the author focused his attention on the GEOS5.12.4 model as the source of Modern-Era Retrospective Analysis for Research and Application 2 data, also known as MERRA2 (Administration National Aeronautics and Space Agency, 28), which, starting from February 2016, replaced MERRA data (Thogersen et al. 2016) and have gained a wide scope of applications in the assessment of pre-investment and operational productivity due to a remarkable level of correlation with in-situ data. Model-specific data has been obtained for eight locations, which largely overlap with the locations of the currently existing offshore wind farms within the Baltic Sea area. A significant part of this publication is going to be devoted to the description of the previously mentioned Fino 2 mast and to the analysis of data recorded until the end of 2014 by using the said mast (Federal Maritime and Hydrographic Agency 2018). The analysis has been carried out by means using scripts made in the VBA programming language, making it easier to work with large chunks of data. Measurements from the Fino 2 mast, together with long-term mesoscale model-specific measurements can be used, to some extent, for the preliminary assessment of wind farm energy yield in the areas designated for the development of renewable energy in the Polish exclusive maritime economic zone (Maritime Office in Gdynia 2018). In the final part of this article, pieces of information on the forecasted Baltic Sea wind conditions, especially within the exclusive economic zone of Poland, are going to be summarized. A major focus is going to be put on the differences between offshore and onshore wind energy sources, as well as on further aspects, which should be examined in order to optimize the offshore wind power development.

PL

Niniejszy artykuł na tyle, na ile dostępna jest literatura, empiryczne pomiary oraz dane z modeli mezoskalowych opisuje i porównuje spodziewane warunki wietrzności na terenie Morza Bałtyckiego. Nawiązuje do problematyki związanej z projektowaniem oraz oceną spodziewanej produktywności farm wiatrowych na analizowanym terenie, w odniesieniu do dotychczasowych doświadczeń autora związanych z energetyką wiatrową na lądzie. W kolejnych rozdziałach niniejszej publikacji opisano stan obecny oraz prespektywy rozwoju energetyki wiatrowej w obrębie Morza Bałtyckiego. W dalszej części dokonano oceny potencjału tego akwenu, przy użyciu modeli mezoskalowych oraz danych empirycznych z masztu Fino 2, zlokalizowanego w odległości ok. 200 km od większości terenów wskazanych w projekcie miejscowych planów zagospodarowania przestrzennego obszarów morskich Polski jako przeznaczonych pod rozwój enegetyki morskiej (Draft plan... 2018). W rozdziele dot. modeli mezoskalowych szczególną uwagę poświęcono modelowi GEOS5.12.4 jako źródle danych The Modern-Era Retrospective Analysis for Research and Application zwanych w skrócie MERRA2 (Administration National Aeronautics and Space Agency 2018), które od lutego 2016 r. zastąpiły dane MERRA (Thogersen i in. 2016) oraz zyskały wysokie zastosowanie w ocenach produktywności przedinwestycyjnych, jak i realizowanych w fazach operacyjnych projektów farm wiatrowych ze względu na dobry poziom korelacji z danymi in situ. Dane z tego modelu uzyskano dla ośmiu lokalizacji, pokrywających się w dużej mierze z lokalizacjami obecnie istniejących morskich farm wiatrowych w obrębie Morza Bałtyckiego. Znaczącą cześć niniejszej publikacji poświęcono opisowi wczesniej wspomnianego masztu Fino 2 oraz analizie danych, rejestrowanych przez czujniki umieszczone na tym maszcie (Federal Maritime and Hydrographic Agency 2018). Analiza została przeprowadzona z użyciem skryptów opracowanych w języku programowania VBA umożliwiającym łatwiejszą pracę z dużymi ilościami danych. Pomiary z masztu Fino 2 wraz z użyciem pomiarów długoterminowych pochodzących z modeli mezoskalowych mogą zdaniem autora posłużyć w pewnym stopniu, do wstępnej oceny przewidywanej produkcji farm planowanych do zlokalizowania w obrębie terenów przeznaczonych pod rozwój energetyki odnawialnej w planie zagospodarowania przestrzennego morskich wód wewnętrznych, morza terytorialnego i wyłącznej strefy ekonomicznej Polski (Draft plan... 2018). W części końcowej artykułu podsumowano informacje dot. przewidywanych warunków wietrznych Morza Bałtyckiego w szczególności na terenie wyłącznej strefy ekonomicznej Polski. Zwrócono uwagę na różnice pomiedzy energetyką wiatrową morską a lądową oraz zaproponowano dalsze, konieczne zdaniem autora kwestie, które powinny zostać zbadane w celu optymalnego pod kątem technicznym rozwoju energetyki wiatrowej offshore.

4

Angular Distributions of Discrete Mesoscale Mapping Functions

Kroszczyński K.

Acta Geophysica

|

2015

|

Vol. 63, no. 4

1126--1149

EN

The paper presents the results of analyses of numerical experiments concerning GPS signal propagation delays in the atmosphere and the discrete mapping functions defined on their basis. The delays were determined using data from the mesoscale non-hydrostatic weather model operated in the Centre of Applied Geomatics, Military University of Technology. A special attention was paid to investigating angular characteristics of GPS slant delays for low angles of elevation. The investigation proved that the temporal and spatial variability of the slant delays depends to a large extent on current weather conditions.

5

Przekształcenia zdjęć satelitarnych Meteosat do projekcji modelu COAMPS

Figurski M., Kroszczyński K., Kamiński P.

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2010

|

Vol. 59, nr 2

17-26

PL

W artykule przedstawiono wyniki prac związanych z konstrukcją odwzorowań zdjęć satelitarnych MSG (Meteosat Second Generation), zgodnych z projekcjami niehydrostatycznych modeli mezoskalowych typu COAMPS™ (Coupled Ocean/Atmosphere Mesoscale Prediction System) i Weather Research and Forecasting (WRF). System odbioru zdjęć MSG i model COAMPS™ zostały uruchomione i pracują w trybie operacyjnym w Zakładzie Geomatyki Stosowanej Wydziału Inżynierii Lądowej i Geodezji Wojskowej Akademii Technicznej. Celem prowadzonych prac jest umożliwienie automatyzacji analizy danych pochodzących z różnych źródeł w kontekście wpływu zachmurzenia, wilgotności atmosfery na refrakcję i wartość opóźnienia skośnego GPS. Prezentowana praca stanowi część badań związanych z operacyjnym wyznaczaniem opóźnienia skośnego.

EN

The paper presents the results of research concerning constructing projections of MSG (Meteosat Second Generation) satellite images compatible with projections of non-hydrostatic mesoscale models: COAMPS™ (Coupled Ocean/Atmosphere Mesoscale Prediction System) of the Naval Research Laboratory (NRL), and the WRF (Weather Research and Forecasting). The MSG imagery acquisition system and COAMPS™ model run in the operational mode in the Applied Geomatics Section of the Faculty of Civil Engineering and Geodesy, Military University of Technology. The research aim is to develop automated analysis of data originating from various sources for assessment of the impact of cloudiness (humidity) in the atmosphere on refraction and GPS slant delay. This work is a phase of research concerning operational methods of GPS slant delay determination.

6

Badanie pola wiatru dla obszarów morskich na podstawie danych teledetekcyjnych i modeli numerycznych

Pietrek S., Jasiński J., Kroszczyński K.

Zeszyty Naukowe / Akademia Morska w Szczecinie

|

2008

|

nr 13 (85)

59-64

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań pola wiatru nad obszarem morskim o ograniczonej sieci pomiarów bezpośrednich. Prędkość, kierunek i pionowy profil wiatru są danymi wejściowymi modeli falowania wiatrowego powierzchni morza. Ich źródłem są pomiary wykonane za pomocą radarów meteorologicznych z kanałem dopplerowskim oraz systemów akustycznych. Prognozy pola wiatru przedstawiono w postaci horyzontalnych i pionowych przekrojów atmosfery uzyskanych na podstawie danych modelu UMPL oraz COAMPS.

EN

The paper presents results of investigation concerning wind field over sea in the case of a limited network of direct meteorological measurements. Wind speed, direction and vertical profile are input data for numerical models of sea waves. The data are derived from measurement results made by means of meteorological radars with Doppler channel and acoustic systems. Wind field forecasts are presented as horizontal and vertical cross-section of the atmosphere obtained with the use of data from UMPL and COAMPS mesoscale models.

7

Numeryczne modele prognoz pogody

Pietrek S.

Zeszyty Naukowe Warszawskiej Wyższej Szkoły Informatyki

|

2006

|

nr 1

93--103

PL

W referacie przestawiono wprowadzenie do problematyki opracowywania numerycznych modeli prognoz pogody. Omówione zostały zagadnienia tworzenia modeli globalnych, regionalnych i mezoskalowych wraz z procedurą tzw. „zagnieżdżania modeli”. Przedstawiono charakterystykę mezoskalowego modelu UMPL dla obszaru Polski wraz z zasadami konstrukcji siatki obliczeniowej modelu oraz wyborem odwzorowań kartograficznych dla map zawierających horyzontalne rozkłady parametrów meteorologicznych. Oryginalnym wynikiem przeprowadzonych badań jest uzyskiwanie pionowych przekrojów atmosfery wzdłuż dowolnej trasy. Otrzymywane produkty wykorzystywane są do osłony meteorologicznej kraju, a w szczególności do zabezpieczenia działań lotnictwa.

EN

The paper presents a concept of application of non-standard atmospheric parameters charts, determined on the basis of the UMPL (Unified Model for Poland Area) mesoscale model data, to synoptic analysis. Effective weather forecasts for aviation, including additional information about vertical profiles of meteorological elements, require objective forecast of the atmospheric state based on the results of numerical models and remotely sensed data. The procedure can be applied to points of geographical coordinates corresponding e.g. to a planned route of an aircraft.