Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Modelowanie przekształtnikowych napędów wielomaszynowych

Beniak Ryszard

Śląskie Wiadomości Elektryczne

|

2024

|

Nr 1 (151)

4-10

PL

Artykuł omawia możliwość modelowania matematycznego systemu wielonapędowego z wykorzystaniem algorytmów zmiennostrukturalnych. Przedstawione są podstawowe: właściwości, trudności i ograniczenia tego typu algorytmów. Dokładniej omówiony jest najtrudniejszy etap stosowania tego typu algorytmów, czyli obliczania napięć na gałęziach nie opisanych w danej chwili przez rozwiązywane numerycznie równania różniczkowe. W drugiej części artykułu przedstawiona jest implementacja algorytmu w programie modelującym platformę Stewarta będącą systemem zawierającym działające zgodnie trzy napędy przekształtnikowe. Uzyskane rezultaty potwierdzają efektywność modelowania tego typu systemów.

EN

The article discusses the possibility of mathematical modeling of a multi-drive system using variable-structure algorithms. The basic properties, difficulties and limitations of this type of algorithms are presented. The most difficult stage of using this type of algorithms is discussed in more detail, i.e. calculating voltages on branches not currently described by numerically solved differential equations. The second part of the article presents the implementation of the algorithm in a program modeling the Stewart platform, which is a system containing three converter drives operating accordingly. The obtained results confirm the effectiveness of modeling this type of systems.

2

Fractional optimal control approach to the diabetics model

Nadeem Muhammad, Habib Mustafa, Arif Ayesha, Asjad Muhammad Imran

Journal of Applied Mathematics and Computational Mechanics

|

2024

|

Vol. 23, nr 1

71-82

EN

Diabetes mellitus is one of the most critical diseases, affecting millions of people around the world. This work deals with the fractional optimal control of the dynamics of the population model on diabetes. This framework is based on the fractional order differential problems that describe the population before and after diabetes involving some health problems. We consider the Caputo derivatives for the study of the proposed model. The maximum principle of Pontryagin is utilized to derive the necessary conditions for the optimality of a dynamical system. Using a forward-backward sweep approach with the generalized Euler method accomplishes numerical solutions of formulated issues.

3

Approximate and analytic flow models for leak detection and identification

Tatara Marek S., Kowalczuk Zdzisław

International Journal of Applied Mathematics and Computer Science

|

2024

|

Vol. 34, no. 3

391--407

EN

The article presents a comprehensive quantitative comparison of four analytical models that, in different ways, describe the flow process in transmission pipelines necessary in the task of detecting and isolating leaks. First, the analyzed models are briefly presented. Then, a novel model comparison framework is introduced along with a methodology for generating data and assessing diagnostic effectiveness. The study presents basic assumptions, experimental conditions and scenarios considered. Finally, the quality of the model-based diagnostic estimators is assessed, focusing on their bias, standard deviation, and computational complexity. Here, several optimality criteria are used as detailed indicators of the quality and performance of the estimators in a multi-criteria Pareto optimality assessment.

4

Hard coal supplies and selected environmental regulations: A Case Study of the Polish Power Sector

Malec Marcin

Gospodarka Surowcami Mineralnymi

|

2024

|

T. 40, z. 1

125--150

EN

The volatility of raw material prices and the rising prices of CO2 emission allowances when using fossil fuels to produce electricity and heat are still relevant problems for owners of generating units. The decision-making tools are used in the fuel purchase process. However, these tools should also consider environmental issues. The article’s main objective is a quantitative analysis of the potential for reducing costs associated with supplying and using hard coal in public power plants as a result of considering the costs of environmental protection and CO2 emission allowances in the process of planning this fuel supply. A mathematical model was developed to optimize the supply of hard coal for the power industry. The tool and elaborated research scenarios made it possible to calculate and analyze the impact of considering the costs of emissions of harmful substances into the environment and CO2 emission allowances on the planning of coal supplies and the reduction of costs related to acquiring and using coal by public power plants. The calculation results were presented on the example of the Polish power sector. The model’s results confirm that the appropriate selection of coals, taking into account the quality parameters determining the amount of emissions of harmful substances, reduces the amount of these emissions and the total costs of acquiring and using coal in electricity production. However, depending on the considered scenario, the scale of this impact varies. The results of the optimization of coal supplies to power plants and their proper interpretation may constitute an important contribution to making management decisions in energy companies.

PL

Problem zmienności cen surowców, wzrastających cen uprawnień do emisji CO2 oraz zaostrzanych limitów emisji przy wykorzystywaniu paliw kopalnych do produkcji energii elektrycznej i ciepła jest wciąż aktualny dla właścicieli jednostek wytwórczych. Budowane narzędzia wspomagające proces podejmowania decyzji przy doborze surowców do procesu spalania powinny jednak uwzględniać również kwestie środowiskowe. Głównym celem artykułu jest ilościowa analiza potencjału redukcji kosztów związanych z pozyskaniem i wykorzystaniem węgla kamiennego w elektrowniach zawodowych, w rezultacie uwzględnienia w procesie planowania dostaw tego paliwa, kosztów ochrony środowiska oraz uprawnień do emisji CO2. Opracowano model matematyczny do optymalizacji pozyskiwania węgla kamiennego przez energetykę zawodową. Zbudowane narzędzie oraz opracowane scenariusze badawcze umożliwiły przeprowadzenie obliczeń i wykonanie analizy wpływu uwzględnienia kosztów ochrony środowiska oraz uprawnień do emisji CO2 w procesie planowania dostaw węgla, na redukcję kosztów związanych z pozyskaniem i zużyciem węgla w elektrowniach zawodowych. Wyniki modelu potwierdzają, że odpowiedni dobór węgli wpływa na redukcję całkowitych kosztów pozyskania i wykorzystania węgla w procesie produkcji energii elektrycznej. Wyniki optymalizacji dostaw węgla do jednostek wytwórczych i ich właściwa interpretacja mogą stanowić istotny wkład w podejmowaniu decyzji zarządczych w przedsiębiorstwach energetycznych.

5

Analiza numeryczna CFD przy użyciu programu Simcenter FloEFD procesu separacji w wybranych osadnikach wirowych

Matuszak Magdalena, Ochowiak Marek, Włodarczyk Sylwia, Krupińska Andżelika, Bielecki Zdzisław

Technologia Wody

|

2023

|

Nr 1 (79)

16-20

PL

W pracy przedstawiono wyniki analizy numerycznej CFD procesu separacji prowadzonego przy użyciu osadnika wirowego o standardowej konstrukcji oraz osadnika wirowego o zmodyfikowanej konstrukcji. Modyfikacja konstrukcji polegała na zastosowaniu zanurzonego króćca wlotowego oraz przegrody umieszczonej w osi aparatu. W celu przeprowadzenia symulacji wykorzystano oprogramowanie Simcenter™ FloEFD™ SC firmy Siemens. Przedstawione trajektorie ruchu cząstek data stałego potwierdzają powstawanie ruchu wirowego i umożliwiają wyznaczenie czasu przebywania cząstek wewnątrz aparatu oraz sprawność urządzenia przy zadanym obciążeniu hydraulicznym. Wyznaczono ponadto wartości spiętrzeń cieczy w aparacie. Zaproponowana modyfikacja konstrukcji wykazała wyższy stopień separacji w porównaniu do standardowego osadnika, gdzie materiałem badawczym były cząstki stałe ciężkie.

EN

The paper presents the results of a numerical CFD analysis of the separation process carried out using a standard-design swirl settling tank and a modified swirl setting tank. The modification involved using a submerged inlet and a baffle located in the center of the device. The Simcenter™ FloEFD™ SC software from Siemens was used to perform the simulations. The presented trajectories of solid particle movement confirm the formation of vortex flow and allow the determination of the residence time of particles inside the device and the efficiency of the equipment at a given hydraulic load. In addition, the liquid head values in the swirl settling tanks were determined. The proposed design modification showed a higher degree of separation compared to the standard swirl setting tank, where heavy solid particles were used as the research material.

6

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.

7

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.

8

Mathematical modeling of starting modes and static characteristics of a wound-rotor induction motor in phase coordinates

Malyar Vasyl, Hamola Orest, Maday Volodymyr, Vasylchyshyn Ivanna

Przegląd Elektrotechniczny

|

2023

|

R. 99, nr 10

114--119

EN

The algorithms for calculating steady-state modes, static characteristics, and transients in an asynchronous drive based on a wound-rotor induction motor and a starter in a rotor circuit are presented. The calculation is based on a mathematical model of an induction motor that takes into account the saturation of the magnetic circuit. The electromagnetic processes are described by a nonlinear system of equations of electrical equilibrium composed in a fixed three-phase coordinate system, the coefficients of which are the differential inductances of the circuits. The steadystate modes and static characteristics are calculated by solving the boundary value problem using the continuation method in the parameter.

PL

Przedstawiono algorytmy obliczania trybów pracy w stanie ustalonym, charakterystyk statycznych i stanów nieustalonych w napędzie opartym na silniku indukcyjnym z wirnikiem fazowym i rozrusznikiem obwodu wirnikowego. Obliczenia oparte są na modelu matematycznym silnika indukcyjnego uwzględniającym nasycenie obwodu magnetycznego. Procesy elektromagnetyczne opisane są nieliniowym układem równań równowagi elektrycznej w ustalonym trójfazowym układzie współrzędnych, z indukcyjnościami różnicowymi obwodów jako współczynnikami. Tryby pracy w stanie ustalonym i charakterystyki statyczne oblicza się rozwiązując problem wartości granicznych metodą kontynuacji w parametrze.

9

Modelowanie matematyczne i badania symulacyjne bioreaktora z wymuszonym napowietrzaniem

Przysiężnik Michał, Bartecki Krzysztof

Pomiary Automatyka Robotyka

|

2023

|

R. 27, nr 2

77--88

PL

Proces kompostowania jest powszechnie stosowany w gospodarce odpadami jako metoda przekształcania lub stabilizacji odpadów organicznych. Ze względu na złożony, nieliniowy charakter zachodzących w nim zjawisk biologicznych oraz fizykochemicznych, jest on stosunkowo trudny z punktu widzenia predykcji oraz sterowania. Sterowanie procesem ma tu na celu uzyskiwanie w określonym horyzoncie czasowym produktu finalnego, czyli zwykle kompostu spełniającego określone wymagania jakościowe. W artykule zaprezentowano prosty model matematyczny procesu kompostowania z wymuszonym napowietrzaniem, potencjalnie umożliwiającym realizację wspomnianego celu sterowania. Opracowano model drugiego rzędu, z dwiema wielkościami wejściowymi reprezentującymi zewnętrzne oddziaływania na proces. Na podstawie modelu matematycznego przekształconego do postaci równań stanu, zbudowano w środowisku MATLAB/Simulink model komputerowy bioreaktora, który następnie wykorzystano do przeprowadzenia badań symulacyjnych. Pokazano, że możliwe jest oddziaływanie na proces za pomocą wymuszonego napowietrzania, bezpośrednio wpływającego na zmianę temperatury w bioreaktorze, a w konsekwencji również na czas otrzymania końcowego produktu reakcji. Wyniki analizy właściwości dynamicznych procesu, przeprowadzonej z wykorzystaniem modelu zlinearyzowanego wzdłuż wybranej, nominalnej trajektorii stanu, wskazują na zmienny charakter jego stabilności - począwszy od niestabilności w początkowych fazach reakcji, przez stabilizację w fazie pośredniej, aż do stabilności asymptotycznej, zakończonej osiągnięciem stanu równowagi.

EN

The composting process is commonly used in waste management as a method of converting or stabilizing organic waste. Due to the complex, non-linear nature of biological and physicochemical phenomena involved, this process is relatively difficult to predict and control. The control is usually aimed at obtaining the final product, that is, the compost that meets legal standards. The article presents a simple mathematical model of the composting process with forced aeration, which will potentially facilitate the control task. A second order model was developed, with two inputs signals. Based on the mathematical model in the form of the state equations, the computer model of the bioreactor was built in the MATLAB/Simulink environment, which was then used to conduct different simulation tests. It was shown that it is possible to control the process using forced aeration, directly influencing the temperature changes in the bioreactor, and consequently also the time of obtaining the final product of the reaction. The analysis of the dynamic properties of the process performed using its model linearized about some nominal state trajectory shows the changes in its internal stability - starting from the unstable character in the initial phases of the reaction, through stabilization in its intermediate phase, up to the asymptotic stability, ending in the stable equilibrium state.

10

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.

11

Analysis of Fractional Order Mathematical Modelling of HFMD Transmission through ABC Derivative

Aakash Mohandoss, Gunasundari Chandrasekar

Mathematica Applicanda

|

2023

|

Vol. 51, no. 2

199--221

EN

The mathematical modelling of Hand, Foot, and Mouth Disease (HFMD) transmission using fractional-order calculus, especially the Atangana-Baleanu derivative, is investigated in this paper. HFMD is a viral illness that usually affects premature children and can have serious consequences. Conventional models based on integer-order derivatives have limitations in capturing the intricate dynamics of HFMD transmission accurately. Fractional-order calculus is employed in this study to enhance the modelling precision by incorporating memory and hereditary effects into the system. The Atangana-Baleanu derivative is used to explain fractional differentiation, allowing for a more accurate representation of disease processes. The proposed model is analyzed using analytical techniques to evaluate its stability, existence, and uniqueness. The findings contribute to an improved understanding of HFMD transmission dynamics and provide insights into effective control strategies for disease mitigation. In this work, the use of Atangana-Baleanu derivative indicates their potential for improving the accuracy as well as validity of mathematical models.

12

Partial mathematical modeling and analysis of the AES system

Stachowiak Sylwia, Kurkowski Mirosław

Journal of Applied Mathematics and Computational Mechanics

|

2023

|

Vol. 22, nr 4

64-78

EN

Many types of decision problems can be solved using mathematical modeling and analysis. Such techniques are also developed on the border of mathematical logic and computer science. A good example is the translation of the issues examined into the Satisfiability Problem (SAT) of a logical propositional formula. Unfortunately, this method is not always practical, considering the high computational complexity of solving the SAT problem. It often happens that in the studied cases, the encoding formulas contain even hundreds of thousands of clauses and propositional variables. However, even in these cases, modern SAT solvers can sometimes successfully solve these problems. This approach can be used to cryptanalyze some symmetric ciphers or parts/modifications. In this case, the encryption algorithm is first translated into a boolean formula. Then additional formulas are created to encode randomly selected plaintext and the key bits. Using the SAT solver; we can count the values of the ciphertext bits. Then, using the SAT solver again, we proceed to the cryptanalysis of the cipher with the selected plaintext and proper ciphertext, looking for the bits of the encryption key. In this paper, we will present the new results of how SAT techniques behave against representative fragments of the AES cipher, the current standard for symmetric encryption. We also compare the results obtained in this case by several SAT solvers. In addition, we present the results of the SAT-solver CryptoMiniSat obtained during the attack on the 1st round of the AES-128 cipher.

13

Opracowanie, kalibracja i weryfikacja modelu komputerowego w programie GPS-X do wspomagania optymalizacji procesu dawkowania zewnętrznego źródła węgla na przykładzie oczyszczalni ścieków zlokalizowanej w środkowej Polsce

Drewnowski Jakub, Czerwionka Krzysztof, Mąkinia Jakub

Inżynieria Morska i Geotechnika

|

2023

|

nr 2

27--43

PL

Ocena, na podstawie wykonanych wielotygodniowych badań w bioreaktorze oczyszczalni ścieków w środkowej Polsce i laboratoryjnych testów wsadowych, przydatności produktów odpadowych z produkcji alkoholu do intensyfikacji procesu biologicznej denitryfikacji (w ciągu głównym i ciągu oczyszczania odcieków z procesów przeróbki osadu) w komunalnych oczyszczalniach ścieków opartych na systemie osadu czynnego. Opracowanie, kalibracja i weryfikacja modelu komputerowego za pomocą specjalistycznego oprogramowania GPS-X w celu optymalizacji procesu dozowania zewnętrznego źródła węgla na przykładzie oczyszczalni zlokalizowanej w centralnej Polsce.

EN

The assessment, on the basis of several weeks of research in a bioreactor of a WWTP in central Poland and laboratory batch tests, of the suitability of waste products from alcohol production for intensification of the biological denitrification process (in the main line and in the line of leachate treatment from sludge processing processes) in municipal sewage treatment plants based on the activated sludge system. Development, calibration and verification of a computer model using specialized GPS-X software in order to optimize the process of dosing an external carbon source on the example of a WWTP located in central Poland.

14

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.

15

Efektywne napowietrzanie w instalacji przetwarzania odpadów biodegradowalnych

Sidełko Robert, Grabek Piotr

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2023

|

Nr 11

39--42

PL

W artykule opisano metodę równoważenia hydraulicznego instalacji doprowadzającej powietrze do reaktora, wypełnionego kompostowanym materiałem. Algorytm obliczeniowy wykorzystuje zasady mechaniki płynów stosowane w układach otwartych, gdzie zmiany oporów przepływu, w zależności od wydatku powietrza, opisują doświadczalnie opracowane charakterystyki hydrauliczne. Wymiar praktyczny opisanego algorytmu polega na stworzeniu narzędzia umożliwiającego projektowanie systemu doprowadzającego powietrze do różnego rodzaju procesów, w których wymagane jest równomierne natlenienie złoża. Dotyczy to przede wszystkim kompostowania, jak również szeroko stosowanej biofiltracji w procesie oczyszczania np. powietrza poprocesowego.

EN

The article describes a method of hydraulic balancing of the installation supplying air to the reactor filled with composted material. The computational algorithm is based on the principles of fluid mechanics used in open systems in which changes in flow resistance depending on air efficiency are described by experimentally developed hydraulic characteristics. The practical dimension of the described algorithm consists in creating a tool enabling the design of a system supplying air to various types of processes where uniform oxygenation of the bed is required. This applies primarily to composting, as well as the widely used biofiltration in the purification process, e.g. of post-process air.

16

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.

17

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.

18

Preventing the development of emergency modes of interlocked electric drives of a rolling mill under the impact loads

Druzhinin Valeriy, Sivyakova Galina, Kalinin Alexey, Tytiuk Valerii, Nikolenko Anatolii, Kuznetsov Vitaliy Vadimovich, Kuzmenko Mykhailo

Diagnostyka

|

2023

|

Vol. 24, No. 1

art. no. 2023105

EN

In recent years, due to the tightening of competition in the global market of steel producers, the requirements for the quality of hot-rolled steel have increased. The finishing group of the rolling mill is characterized by a complex structure of mechanical and electrical parts. The operation of electric drive systems of such units is characterized by the interrelation of electromagnetic processes, mechanical phenomena and technological factors. As experimental studies have shown, the quality of the supply voltage is inextricably linked with the impact nature of the loads in the rolling stands of the roughing and finishing groups of the hot rolling mill. A decrease in the supply voltage may be accompanied by the development of emergency modes of synchronous electric drives, leading to a decrease in the quality of the finished product.The paper developed a mathematical model of the power supply system of the rolling mill JSC "ArcelorMittal Temirtau". It is shown that this can lead to loss of synchronism of the synchronous motor. Such a voltage drop has a significant impact on the operation of DC electric drives of the finishing group. Various strategies are proposed to counter the development of emergency situations.

19

Wykorzystanie elementów uczenia maszynowego do modelowania stężenia zanieczyszczeń atmosferycznych: studium przypadku pyłu pm2.5 w Szczecinie

Bihałowicz Jan Stefan

Zeszyty Naukowe SGSP / Szkoła Główna Służby Pożarniczej

|

2022

|

Nr 81

7--28

PL

W pracy przedstawiono możliwość modelowania stężeń zanieczyszczeń w lokalizacji o określonym, stałym profilu emisji przy wykorzystaniu modeli uczenia maszynowego. Jako zanieczyszczenie wybrano pył PM2.5,a jako zmienne objaśniające przyjęto parametry metrologiczne mierzone na stacji synoptycznej. Przeprowadzono uczenie i walidację sześciu różnych modeli na podstawie obserwacji meteorologicznych zarejestrowanych w latach 2013–2018 na stacji IMGW-PIB w Szczecinie (Polska) oraz średniodobowych stężeń pyłu PM2.5 z tego samego okresu zmierzonych na stacji GIOŚ w Szczecinie przy ul. Andrzejewskiego, podzielonych na trzy równoliczne klasy stężeń. Dwa modele, które dawały najdokładniejsze wyniki, zostały szczegółowo przedstawione. Czułość tych modeli, w zależności od klasy stężenia pyłu, zawierała się pomiędzy 0,484 a 0,711. Te dwa modele zostały zastosowane do identyfikacji wzrostu średniodobowych stężeń w trakcie zdarzenia nietypowego – pożaru składowisk odpadów. Stężenia przewidziane w dniach, w których trwał pożar, były zaniżone względem faktycznych stężeń, co pozwala na zastosowanie modeli w identyfikacji zjawisk atypowych, które mają wpływ na stężenia zanieczyszczeń w danym miejscu.

EN

The work presents the possibilities of using machine learning in modeling pollutant concentra tions at locations with defined constant sources of emission. The PM2.5 was chosen as the pollutant to be studied with meteorological variables as exogenous variables measured at a weather station. Six different models were implemented and cross-validated on meteorological data recorded in 2013-2018 at the Institute of Meteorology and Water Management station in Szczecin, Poland, and PM2.5 concentrations from the same period divided into three classes, measured at the air quality station of the Chief Inspectorate of Environmental Protection (Poland) located at Andrzejewskiego Street in Szczecin. Two best-performing models were described in detail. The sensitivity of the models was found to vary from 0.484 to 0.711 depending on the class of PM2.5 concentration. Those two models were then applied to identify increases in PM concentrations that were caused by an extraordinary incident – landfill fire. It was proven that the predicted values of concentration that occur during the fire were underestimated as compared to actual concentration levels and hence such models can be applied in the identification of abnormal phenomena that may affect the concentrations of pollutants in a given location.

20

Mathematical modeling of the aeroion mode in a car

Biliaiev Mykola, Pshinko Oleksandr, Rusakova Tetiana, Biliaieva Viktoriia, Sładkowski Aleksander

Transport Problems

|

2022

|

T. 17, z. 2

19--32

EN

In this study, a mathematical method is proposed for calculating the concentration field of air ions of different polarities and dust levels in the passenger compartment, taking into account the geometry of the passenger compartment and seats, shelves, and other internal elements of the passenger compartment. The method also takes into account changes in the rate of the air flow ventilation, the location and number of ionizers, and sources of positive ions and dust, taking into account their different intensities and locations. On the basis of a numerical model for this method, software has been developed that allows users to carry out computational experiments without requiring much time for calculation. Based on the results, the optimal location of the ionizer in the passenger compartment of the car was determined to ensure comfortable conditions for the stay of passengers, which favorably affects their health. It has been found that the presence of two ionizers is optimal for creating comfort in the car with an ionization intensity of Qn= 0.47 ×1010 ions/s located at the top of the car. If there is one ionizer located on the dashboard or at the top of the car with a higher ionization rate than ions/s, it is not possible to simultaneously provide optimal ionization parameters for passengers in the front and rear seats of the car.