Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Municipal waste management based on geomechanical assessments of the landfill site slope - a case study in southern Poland

Janoszek Tomasz, Nguyen Phu Minh Vuong, Grabowski Jacek

Journal of Sustainable Mining

|

2024

|

Vol. 23, iss. 2

185--198

EN

Over time, municipal waste landfills tend to go higher and become larger. The stability of the municipal landfill slope is one of the basic geotechnical tasks. This task ensures continuous waste deposition on the landfill surface and safety in its surroundings. With the increasing height and volume of the landfill, it is difficult to estimate the available area of the municipal landfill, where more waste can be safely deposited due to a number of variable factors, such as the geotechnical conditions of the municipal landfill, the morphological composition, age, and degree of compaction and decomposition of the deposited waste. This paper presents an attempt to determine the available area of a landfill where municipal waste can be safely deposited for further operation. For this purpose, a numerical slope stability analysis was carried out using the finite difference method code FLAC3D, presenting the actual geomechanical conditions of a landfill located in southern Poland. Based on the numerical results, options for municipal waste storage were presented and discussed. The proposed design chart aims to help landfill owners/managers make an adequate decision in terms of landfill planning and design.

2

Substantiation of a reasonable number of forklifts for a warehouse complex with frontal racks in an anylogic environment

Zhanbirov Galymzhan, Litvin Vadim, Taran Igor, Izteleuova Maral, Aliakbarkyzy Dana

Transport Problems

|

2023

|

T. 18, z. 2

147--160

EN

This paper is devoted to the study of the impact of volumetric planning solutions and the main production and technological parameters of a modern warehouse on the effectiveness of its functioning. The object of analysis is a class A warehouse complex located in Almaty. Simulation modeling was utilized to find and substantiate management decisions. The software product AnyLogic was used as the environment for the simulation. This paper develops a generalized algorithm for creating simulation models of warehouse complexes and a simulation model consisting of 114 blocks. The model is presented in the form of a black box, which made it possible to identify and establish correlations and relations between the input and output parameters of the warehouse, as well as its resources. A simulation experiment was conducted consisting of 63 model calculations. Variation parameters were the number of loading and unloading docks, as well as the number of forklifts in the storage area. As a result of the simulation, four options for the operation of the warehouse were established to ensure the unloading and loading of the required number of cars during the day. The optimal variant of the functioning of the warehouse complex was chosen on the basis of the proposed comprehensive criterion.

3

Numerical analysis of stress and temperature in the friction stir welding (FSW) process of steel

Szczecina Michał

Structure and Environment

|

2023

|

Vol. 15, no. 4

196--207

EN

Friction stir welding (FSW) is a modern technology for joining various metals, which has already undergone many laboratory tests, but still requires the development of numerical models. Author of the paper decided to summarize the current state of scientific knowledge regarding the modelling of the FSW process using the finite element method (FEM) and showed the main directions of development of numerical research on this process. Very advanced models are a combination of solid mechanics and fluid dynamics, but they often require expanding the computing environment with its own subroutines, as well as calibration and validation of some material parameter and constants occurring e.g. in the heat generation and heat flow laws. The Author of the paper proposed his own, simplified model, based on the computational solid mechanics and Lagrangian formulation. The model turned out to be an effective tool to reproduce stress and temperature fields during the FSW process.

PL

Zgrzewanie tarciowe z przemieszaniem (FSW) jest nowoczesną technologią łączenia różnych metali, posiadającą wiele zalet w porównaniu z tradycyjnym spawaniem. Zgrzewanie tarciowe zostało do tej pory poddane licznym badaniom laboratoryjnym, natomiast wymaga ciągłego rozwoju modeli numerycznych do symulacji tego procesu metodą elementów skończonych (MES). Autor artykułu postanowił dokonać podsumowania aktualnego stanu wiedzy dotyczącej modelowania zgrzewania tarciowego przy użyciu MES oraz wskazać główne kierunki rozwoju symulacji numerycznych tego procesu. Zaawansowane modele numeryczne zgrzewania tarciowego są kombinacją mechaniki ciała stałego z dynamiką płynów, a więc często wymagają rozbudowania środowiska obliczeniowego za pomocą własnych podprogramów, jak również kalibracji i walidacji wielu parametrów i stałych wymaganych do zdefiniowania np. prawa wytwarzania ciepła i prawa przepływu strumienia ciepła. Autor zaproponował swój własny uproszczony model bazujący na mechanice ciała stałego i opisie Lagrange’a. Model okazał się efektywnym narzędziem do odtworzenia naprężeń i pola temperatury w procesie zgrzewania tarciowego z przemieszaniem.

4

Numerical modelling of uniaxial compressive strength laboratory tests

Nguyen Phu Minh Vuong, Walentek Andrzej, Waclawik Petr, Souček Kamil, Antoniuk Michał

Journal of Sustainable Mining

|

2023

|

Vol. 22. iss. 4

280--294

EN

In the last decades, numerical modelling has been widely used to simulate rock mass behaviour in geo-engineering issues. The only disadvantage of numerical modelling is the reliability of required input data (e.g. mechanical parameters), which is not always fully provided due to the complexity of rock mass, project budget, available test methods or human errors. On the other hand, it was proven in many cases that numerical modelling is a helpful tool for solving such complex problems, especially when coupled with the results of laboratory and in-situ tests. This paper presents an attempt to determine the proper numerical constitutive model of rock and its mechanical parameters for further simulating rock mass response based on the outcomes of laboratory testing. For this purpose, the available constitutive models, including mechanical parameters, were taken into account. The simulation performance with the selected constitutive models is demonstrated by matching the numerical modelling results with the uniaxial compressive strength laboratory tests of rock samples from the Bogdanka coal mine. All numerical simulations were carried out using the finite difference method software FLAC3D.

5

Problematyka zabezpieczenia głębokiego wykopu w iłach formacji poznańskiej

Szymański Tomasz, Derbot-Kostrzewa Anna, Konarska Monika

Inżynieria Morska i Geotechnika

|

2023

|

nr 3

110--118

PL

Określenie parametrów wytrzymałościowych i odkształceniowych gruntów ilastych serii poznańskiej z rejonu Bydgoszczy na podstawie badań trójosiowych z odpływem. Różnica wytrzymałości i modułu odkształcenia gruntu ilastego pod obciążeniem w różnych kierunkach. Wykorzystanie wyznaczonych parametrów do zaprojektowania ściany zabezpieczenia głębokiego wykopu. Obliczenia ściany z grodzic stalowych z wykorzystaniem klasycznej metody Coulomba i metody elementów skończonych. Wyniki obliczeń wykonanych różnymi metodami.

EN

Determination of the strength and deformation parameters of Poznań series clays on the basis of triaxial tests. The difference in strength and modulus of deformation parameters of clay soil under load in different directions. The use of determined parameters to design the deep excavation wall. Calculations of the sheet pile wall using the classical Coulomb method and the finite element method. The results of calculations conducted with different methods.

6

Numerical Study on Effects of Airflow Parameters on the Air Temperature the at Mechanized Longwall of Mongduong Coal Mine

Nguyen Hong Thi, Nguyen Quang Van

Inżynieria Mineralna

|

2023

|

no. 2, vol. 1

89--96

EN

The increasing depth of extraction and the degree of mechanization leading to the risk of workers working in poor microclimate conditions has become one of the major safety issues in coal mines. During the survey of the current microclimate in Mongduong coal mine, it showed that the temperature of the mechanized longwall exceeded the permissible regulations (t°≤ 30°C), the air humidity is about 95–100%. The reason for the increase of air temperature in longwall is due to geothermal, heat radiated from the longwall equipment and the inlet wind high temperature. To improve the thermal environment in the mechanized longwall area, Vietnam's coal mines open use ventilation, but the efficiency is not high. Therefore, the paper evaluated the influence of airflow on the temperature of the longwall, 7 models with different air flow velocities and 3 models with inlet air temperature have been created in ICM-CFD and simulated by Ansys CFX software. The environment temperature of each model was evaluated by analyzing the average temperature of the roadway section, the cross-section distribution of the roadway temperature and the velocity streamline of the whole roadway. As a result, the air flow rate increases leading to the air temperature in the longwall decreases, however the wind speed is limited. The inlet temperature of the gas stream is an important factor that affects the thermal environment in the longwall. The results of the article are the basis for making solutions to improve the thermal environment suitable for high-temperature longwall.

7

Analiza numeryczna wpływu przyjętych założeń projektowych w zakresie parametrów działania nagrzewnic elektrycznych na warunki panujące w hali produkcyjnej

Babul Konrad, Babul Krystiana

Instal

|

2023

|

nr 12

37--44

PL

Numeryczne symulacje przepływu, odwzorowujące modelowo rzeczywiste warunki pracy instalacji obiektów w dużej skali przemysłowej, umożliwiają jeszcze na etapie fazy projektowania na wykonanie analizy ryzyka i przeprowadzenie wielowariantowej parametrycznej optymalizacji ekonomiczno-technologicznej, celem dokonania wyboru najkorzystniejszego wariantu inwestycyjnego. W artykule przedstawiono przygotowany projekt koncepcyjny instalacji HVAC dla hali produkcyjnej o powierzchni 25 m x 10 m. W oparciu o przyjęte założenia projektowe wykonany został model 3D hali wraz z rozmieszczeniem przewodów nawiewno-wywiewnych oraz nagrzewnic elektrycznych, których praca miała zapewnić odpowiedni komfort cieplny w pomieszczeniu. Aby sprawdzić wpływ zmiany mocy cieplnej nagrzewnic elektrycznych na kształtowanie profilu prędkości i temperatury w hali produkcyjnej, stworzony został model matematyczny i model numeryczny CFD. Uzyskane rezultaty umożliwiły wyznaczenie pełnego rozkładu temperatur i prędkości w strefie przebywania ludzi, a przyjęta metodyka badawcza pozwoliła na przeprowadzenie analizy wpływu pracy nagrzewnic elektrycznych na warunki panujące w hali produkcyjnej.

EN

Fluid flow numerical simulations, which allow to modeling the real operating conditions of large-scale industrial installations, make possible to conduct risk analysis and multi-variant parametrical economic and technological optimization, to select the most favorable variant for investment at the design stage. The article presents the prepared conceptual design of the HVAC installation for a production hall with an area of 25 m x 10 m. Based on the set design assumptions, a 3D model of the hall was created along with the arrangement of supply and exhaust ducts and fan heaters, whose operation should ensure proper thermal comfort in the indoors. Mathematical model and numerical CFD model were created to verify the influence of power of fan heaters on the velocity and temperature contours in the production hall. The obtained results made it possible to determine temperature and velocity profiles in the people’s zone, and the adopted research methodology allowed to analyze the impact of the operation of fan heaters on the conditions in the production hall.

8

Złożony stan naprężenia w gazociągu przesyłowym

Kostowski Wojciech, Kotula Natalia, Wilczek Ida, Nowak Grzegorz

Gaz, Woda i Technika Sanitarna

|

2023

|

Nr 7-8

15--21

PL

W artykule przedstawiono złożony stan naprężenia w gazociągu przesyłowym wywołany czterema czynnikami: ciśnieniem gazu, zmianami temperatury, zginaniem na placu budowy oraz naciskiem gruntu. Wyniki obliczeń analitycznych porównano z modelem numerycznym. Zaobserwowano różnice w przypadku naprężeń termicznych obwodowych, które są mniejsze wg modelu MES niż wyznaczane analitycznie. Stosowane metody projektowe można uznać za bezpieczne, o ile nie występują dodatkowe oddziaływania na całej długości gazociągu. Wobec niepewności wyniku wskazana jest weryfikacja obliczeń rożnymi metodami.

EN

The paper presents the complex stress state in a gas transmission pipeline caused by four factors: gas pressure, temperature changes, on-site bending and the soil gravity. The results of the analytical calculations are compared with the numerical model. The differences concern the hoop component of the thermal stress, which is lower obtained from the Finite Element Method than from the analytical method. The current design methods can be considered safe as long as there are no additional impacts along the entire length of the gas pipeline. In view of some uncertainty in the results, it is advisable to always verify the calculations with different methods.

9

Modelowanie instalacji ochrony atmosfery

Łuszkiewicz Dariusz, Świerczok Arkadiusz, Jędrusik Maria

Energetyka Cieplna i Zawodowa

|

2023

|

Nr 2

138--148

PL

Do ochrony powietrza atmosferycznego w elektrowniach, elektrociepłowniach, jak i w innych zakładach przemysłowych stosowane są instalacje odpylania, odsiarczania, odazotowania i usuwania metali ciężkich ze spalin. Zazwyczaj instalacje te oczyszczają znaczne strumienie spalin sięgające nawet kilku mln Nm3/h, stąd niezwykle istotną kwestią jest zapewnienie właściwego przepływu zapylonych gazów. W tym celu wykorzystuje się metody modelowania fizyczne i numeryczne.

10

Influence of the disturbance created in the measuring channel on the readings of the hot-wire anemometric sensor

Nitkiewicz Szymon, Al-Jumaily Ahmed

Diagnostyka

|

2023

|

Vol. 24, No. 3

art. no. 2023315

EN

The research presents issues related to fluid mechanics, thermodynamics, and statistics. In the first sections, the authors review methods and parameters of fluid measurements. The work mainly emphasizes measurements concerning the parameters of air flows during human breathing. In the following section, the test bench for the analysis is described, and the methodology of data acquisition is described. Finally, the authors present a numerical model of the measurement channel and its calculations compared to measurements from an actual test stand. The data acquirement was performed with LabVIEW, modeling with COMSOL Multiphysics®, and calculations with MATLAB software.

11

Influence of modelling phase transformations with the use of LSTM network on the accuracy of computations of residual stresses for the hardening process

Wróbel Joanna, Kulawik Adam

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2023

|

Vol. 71, nr 4

art. no. e145681

EN

Replacing mathematical models with artificial intelligence tools can play an important role in numerical models. This paper analyses the modeling of the hardening process in terms of temperature, phase transformations in the solid state and stresses in the elastic-plastic range. Currently, the use of artificial intelligence tools is increasing, both to make greater generalizations and to reduce possible errors in the numerical simulation process. It is possible to replace the mathematical model of phase transformations in the solid state with an artificial neural network (ANN). Such a substitution requires an ANN network that converts time series (temperature curves) into shares of phase transformations with a small training error. With an insufficient training level of the network, significant differences in stress values will occur due to the existing couplings. Long-Short-Term Memory (LSTM) networks were chosen for the analysis. The paper compares the differences in stress levels with two coupled models using a macroscopic model based on CCT diagram analysis and using the Johnson-Mehl-Avrami-Kolmogorov (JMAK) and Koistinen-Marburger (KM) equations, against the model memorized by the LSTM network. In addition, two levels of network training accuracy were also compared. Considering the results obtained from the model based on LSTM networks, it can be concluded that it is possible to effectively replace the classical model in modeling the phenomena of the heat treatment process.

12

Optimization of the building process of ground water intakes under the conditions of natural water resources deficits

Telyma Sergiy, Voloshkina Olena, Kovalоva Anastasiia, Bereznytska Yuliia

Budownictwo o Zoptymalizowanym Potencjale Energetycznym

|

2023

|

Vol. 12

41--50

EN

The article discusses the problems of optimizing and exploiting ground water intakes during times of natural water resource deficits, which are critical sources for the operational resources needed. A deposit of underground water in Rudno in the Lviv region of Ukraine is used for the investigation. To optimize the withdrawal of water for the population in the given district, given the limited natural water resources, and on the bases of a detailed geological, hydrogeological and the hydrological analysis of the area and a review of the literature, a permanent mathematical model for filtration of the chosen deposit was created to evaluate the operational groundwater resources for a long-term period. The model allows for the simulation of water intake exploitation in different operating regimes in order to solve the problems of regulating and optimizing water withdrawal under different conditions of change in the water intakes, expanding productivity depending on the economic needs in the region, and solving problems related to the quality of the drinking water by predicting the possible pollution and depletion of major aquifers during their operation. The model of the Rudno water deposit can be used as a reference when selecting promising sites for new water intakes to reduce material and energy resources during construction.

13

On the merits of modified sublevel caving mining method – a case study

Adams Kenneth K., Chen Tuo, Sainoki Atsushi, Mitri Hani S.

Archives of Mining Sciences

|

2023

|

Vol. 68, no. 4

543--569

EN

Sublevel caving (SLC) mining method has several features that make it one of the preferred methods for ore extraction due to its high productivity and early access to ore recovery. However, there are some major challenges associated with the SLC method such as ground surface subsidence, high unplanned ore dilution, and the potential for air blast. To remedy these shortcomings, a recent approach has been to modify the SLC method by introducing rockfill into the void atop the production zone to provide continued support for the host rock and prevent it from caving. This paper discusses in detail the merits of the Modified SLC or MSLC. In comparison with other long-hole stoping methods that are predominantly practiced in metal mines, the MSLC method boasts several advantages. Early production achieved from the topmost level helps reduce the payback period. Productivity is enhanced due to multilevel mining without the use of sill pillars. The cost of backfilling is significantly reduced as there is no need for the construction of costly backfill plants. Continuous stoping is achieved without delays as mining and backfilling take place concurrently from separate mining horizons. A significant reduction in underground development costs is achieved as fewer slot raises and crosscuts are required for stope preparation. These merits of the Modified SLC method in steeply dipping orebodies are discussed by way of reference to real-life mine case studies. Dilution issues are addressed, and the benefits of top-down mining are explained. Typical mine design, ventilation, materials handling, and mining schedules are presented. Geomechanics issues associated with different in-situ stress environments are discussed and illustrated with simplified mine-wide 3D numerical modeling study.

14

Monte Carlo simulations of the fracture resistance degradation of asphalt concrete subjected to environmental factors

Szydłowski Cezary, Smakosz Łukasz, Stienss Marcin, Górski Jarosław

Archives of Civil Engineering

|

2023

|

Vol. 69, nr 1

245--257

EN

The paper presents the results of laboratory tests of SCB (semi-circular beam) samples of asphalt concrete, subjected to the destructive effect of water and frost as well as the aging processes. The determined values of material parameters show significant dispersions, which makes the design of mixtures difficult. Statistical analysis of the test results supplemented by computer simulations made with the use of the proprietary FEM model was carried out. The main distinguishing feature of the model is the assignment of material parameters of coarse aggregate and bituminous mortar to randomly selected finite elements. The parameters of the mortar are selected by trial and error to match the numerical results to the experimental ones. The stiffness modulus of the bituminous mortar is, therefore, a substitute parameter, taking into account the influence of many factors, including material degradation resulting from the aging and changing environmental conditions, the influence of voids, and contact between the aggregate and the bituminous mortar. The use of the Monte Carlo method allows to reflect the scattering of the results obtained based on laboratory tests. The computational algorithm created in the ABAQUS was limited only to the analysis of the global mechanical bending response of the SCB sample, without mapping the failure process in detail. The combination of the results of laboratory tests usually carried out on a limited number of samples and numerical simulations provide a sufficiently large population of data to carry out a reliable statistical analysis, and to estimate the reliability of the material designed.

PL

Odziaływanie czynników środowiskowych zmienia parametry mieszanek mineralno-asfaltowych mających wpływ na odporność na pękanie. W celu oceny zjawiska wykonano badania laboratoryjne z uwzględnieniem niszczącego oddziaływania wody i mrozu oraz procesów starzenia eksploatacyjnego mieszanek. Weryfikacji poddano również wpływ obu czynników występujących jednocześnie. Wyniki badań laboratoryjnych charakteryzują się rozrzutami. Zmienność cech powinna być uwzględniona w modelu materiałowym. Zaproponowany autorski model materiałowy pozwala uwzględnić tę cechę w symulacjach numerycznych poprzez wykorzystanie losowego rozkładu kruszywa grubego oraz zaprawy asfaltowej. Na podstawie otrzymanych wyników laboratoryjnych stworzono algorytm losowo zmieniający parametry materiałowe zaprawy asfaltowej. W rezultacie umożliwiło to uzyskanie rozwiązań numerycznych uwzględniających jednocześnie rozrzuty wyników spowodowane niejednorodnością materiału oraz degradacją betonu asfaltowego pod wpływem oddziaływania czynników środowiskowych. Z uwagi na różne metody oceny odporności na oddziaływanie wody i mrozu badania przeprowadzono według kilku wybranych wariantów kondycjonowania próbek. Oceny wpływu starzenia mieszanek na odporność na pękanie dokonano na podstawie metody AASHTO R 30-02. Dla oceny jednoczesnego wpływu obu czynników część próbek poddano starzenieu długoterminowemu przed symulacją oddziaływania wody i mrozu. Badania zostały przeprowadzone na próbkach betonu asfaltowego do warstwy ścieralnej AC 11 S 50/70 KR3÷4. Ocenę zmian odporności na pękanie przeprowadzono na podstawie badania próbek SCB z nacięciem 10 mm w temperaturze +10°C, przy prędkości deformacji 1 mm/min.

15

Landslide triggered by small excavation – numerical simulations

Grodecki Michał

Archives of Civil Engineering

|

2023

|

Vol. 69, nr 4

293--301

EN

The main objective of this work is to present the results of numerical simulations of the landslide triggered by small excavation. In south-eastern Poland in 2019, during excavation for a gas pipeline (relatively small – maximal depth 2.7 m), a landslide was observed. Length of the landslide was about 80 m, width about 50 m, maximal depth 6.5 m. Excavation was partially buried. Observed cracks of the terrain surface were wide, up to 0.8 m. Stability of the landslide was analyzed using the proportional reduction of the soil strength parameters (c-fi reduction) algorithm with the use of ZSoil.PC Finite Element Method (FEM) system. Stability analysis of the slope before and after excavation was performed, together with analysis of the tendency of the landslide to propagate upwards. The obtained stability loss modes were compared with the results of the field observations and a good correlation was noticed. Hypothesis that a landslide was triggered by small excavation was proved (although reasonable margin of safety was obtained for state before excavation, stability factor SF = 1.60). Use of residual soil strength parameters (instead of peak ones) and activation of cut-off (no tension) condition are advised. Presented methodology is open and can be used in engineering practice.

PL

Artykuł przedstawia wyniki symulacji numerycznych osuwiska wywołanego przez mały wykop. W południowo-wschodniej Polsce w 2019 r. w czasie wykopów związanych z wykonywaniem gazociągu (niewielkich, o maksymalnej głębokości 2.7 m) doszło do powstania osuwiska. Długość osuwiska wynosiła około 80 m, szerokość około 50 m, maksymalna głębokość 6.5 m. Wykop został częściowo zasypany przez osuwający się grunt. Zaobserwowano szerokie pęknięcia powierzchni terenu, o szerokości do 80 cm. Stateczność osuwiska analizowano z wykorzystaniem metody proporcjonalnej redukcji parametrów wytrzymałościowych gruntu (c-φ redukcji). Obliczenia wykonano za pomocą systemu Metody Elementów Skończonych (MES) ZSoil.PC. Analizowano stateczność zbocza przed i po wykonaniu wykopu oraz tendencję osuwiska do dalszej propagacji w górę stoku. Uzyskane mechanizmy utraty stateczności porównano z wynikami obserwacji terenowych i stwierdzono dobrą zgodność. Hipoteza, że osuwisko zostało spowodowane przez mały wykop została potwierdzona (mimo że w stanie przed wykonaniem wykopu zbocze posiadało wysoki współczynnik stateczności wynoszący 1.60). Zaleca się wykorzystywanie w obliczeniach stateczności rezydualnych wartości parametrów wytrzymałościowych gruntu oraz wykorzystanie warunku cut-off (oznaczającego brak wytrzymałości gruntu na rozciąganie). Prezentowana metodologia może być wykorzystana w praktyce inżynierskiej.

16

Laboratory testing as a base for numerical modelling of the high-strength hexagonal wire mesh

Grodecki Michał, Nowak Krzysztof

Archives of Civil Engineering

|

2023

|

Vol. 69, nr 3

371--384

EN

This paper presents the results of laboratory testing and Finite Element Method (FEM) modelling of high-strength double-twisted steel hexagonal wire mesh used for constructing gabion cages, slope protection systems, rockfall protection barriers. Gabion cages, filled with soil (usually rock particles) are commonly used in civil engineering (for example, in order to form a retaining wall). Static tensile tests of single wire and double-twisted wire were performed. The stiffness and ultimate tensile strength were examined. Special attention was paid to the double-twist behaviour. The unloading tests were also performed and the range of elastic deformation of both single wire and double-twisted wire were determined. The obtained laboratory results (stress-strain relationships for single wire and double-twisted wire) were included in a numerical model of the repeatable cell of mesh (truss model). The simulation in both directions, parallel and perpendicular to the double twist, was performed. On the basis of the obtained load-strain relationship, an anisotropic membrane model for mesh was proposed and calibrated. The obtained value of tensile strength of the mesh (266 kN/m) is much higher than for other meshes known form literature (30-60 kN/m).

PL

Artykuł przedstawia wyniki badań laboratoryjnych i symulacji numerycznych (wykonanych z wykorzystaniem Metody Elementów Skończonych MES) sześciokątnej stalowej siatki splatanej wysokiej wytrzymałości, wykorzystywanej do budowy koszy gabionowych, zabezpieczania skarp oraz konstrukcji zabezpieczeń przed spadającymi odłamkami skał. Kosze gabionowe, wypełnione przez grunt (najczęściej okruchy skały) są powszechnie wykorzystywane w budownictwie (np. do konstrukcji murów oporowych). Zostały wykonane testy statycznego rozciągania pojedynczego drutu i podwójnego splotu, badano sztywność i wytrzymałość testowanego materiału. Specjalną uwagę zwrócono na zachowanie się podwójnego splotu. Wykonano również testy odciążeniowe, określono zakres sprężystej pracy pojedynczego drutu i podwójnego splotu. Uzyskane zależności naprężenie - odkształcenie wykorzystano do zbudowania modelu numerycznego powtarzalnej komórki siatki (model kratownicowy). Wykonano symulacje rozciągania w kierunku wzdłuż i w poprzek podwójnego splotu. Na podstawie uzyskanych zależności obciążenie - odkształcenie wykalibrowano model membrany anizotropowej. Uzyskana wytrzymałość siatki (266 kN/m) jest znacznie większa niż siatek znanych z literatury (30-60 kN/m).

17

Performance of the polyurea‑coated steel tank under air blast load: a numerical study

Kiran K. K., Ahmad Shamsad, Al-Osta Mohammed A., Bahraq Ashraf A.

Archives of Civil and Mechanical Engineering

|

2023

|

Vol. 23, no. 1

art. no. e8, 2023

EN

Steel tanks are used in industries for several purposes, such as the storage of chemicals, water, oil, petroleum products, etc. These steel tanks are frequently exposed to internal explosions due to flammable vapor clouds and external explosives. Generally, two types of blast loads are identified, including surface blast load and air blast load. The air blast load is classified into cylindrical and spherical charges. This study attempted the air blast load mitigation of steel tanks using polyurea coating. A numerical model was developed to evaluate the response of the steel tank under air blast load in terms of internal energy, kinetic energy, strain energy, von-Mises stress, normalized base shear, and side overpressure response. In this regard, two different thicknesses (3.5 and 4.0 mm) of the polyurea coating were used. The model was successfully validated utilizing the previous experimental data. The numerical results indicated that the blast mitigation of steel tanks was effectively enhanced by applying the polyurea coating. In addition, the blast resistance increased with the increase in the thickness of the coating, where a reduction of 70% and 72% in displacements under different air blast loads were observed at the polyurea layer's thicknesses of 3.5 and 4.0 mm, respectively.

18

Modelowanie numeryczne procesu fermentacji ukierunkowanej na produkcję biowodoru

Wodołażski Artur

Przemysł Chemiczny

|

2022

|

T. 101, nr 5

330--332

PL

Przeprowadzono symulację numeryczną bioreaktora do produkcji wodoru z ciemnej fermentacji, w której substratem były produkty zawierające glukozę. Zastosowano uśrednione równanie Naviera i Stokesa z dwufazowym przepływem uwzględniającym międzyfazowy transport masy składników z modelem kinetycznym. Symulacja złożonego procesu biologicznego za pomocą modelowania numerycznego opartego na obliczeniowej dynamice płynów pozwoliła określić i znaleźć istotne zmienne wraz z ich wzajemnym oddziaływaniem na poziomie lokalnym, dostarczając narzędzi do optymalizacji produkcji i zwiększania skali bioreaktora.

EN

Prodn. of H by dark fermentation of a glucose-contg. substrate in a bioreactor was numerically simulated basing on computational fluid dynamics. The averaged Navier-Stokes equation with a 2-phase flow was used as a kinetic model taking into account the interphase mass transport of components. The simulation allowed to identify and find significant variables with their interactions at their local levels, providing a tool for construction, optimize and scale up the bioreactor.

19

Modeling of InAs/Si electron-hole bilayer tunnel field effect transistor

Wiśniewski Piotr, Majkusiak Bogdan

Przegląd Elektrotechniczny

|

2022

|

R. 98, nr 2

133--135

EN

In this work, we present the results of modeling of InAs/Si Electron-Hole Bilayer Tunnel Field Effect Transistor. For this purpose, we used a developed numerical device simulator based on a self-consistent solution of Poisson and Schrödinger equations. We present the analysis of the impact of the channel layer thickness on the current-voltage characteristics. We show that using heterostructure in the device channel can give additional freedom in constructing the EHB TFET.

PL

W niniejszej pracy przedstawiamy wyniki modelowania polowego tranzystora tunelowego Si/InAs z biwarstwą elektronowo-dziurową. W tym celu wykorzystaliśmy opracowany numeryczny symulator przyrządów bazujący na samouzgodnionym rozwiązaniu równań Poissona i Schrödingera. Prezentujemy analizę wpływu grubości kanału na charakterystyki prądowo-napięciowe. Pokazujemy, iż wykorzystanie heterostruktury w obszarze kanału przyrządu może dać dodatkową swobodę w konstruowaniu tranzystora tunelowego EHB TFET.

20

Influence of the heat insulation layer on the thermally stressed condition of the facade wall

Basok Borys, Davydenko Borys, Koshlak Hanna, Lysenko Oksana

Production Engineering Archives

|

2022

|

Vol. 28, Iss. 2

123--131

EN

The temperature-stress state of the concrete facade wall with a window opening, which is the external enclosing structure of the room with a steel heating device, was investigated by the method of numerical modeling. Estimated studies were performed for winter period when the heating system of the building is functioning. According to the results of solving the system of equations of thermal stress and equation of thermal conductivity, the temperature distribution over the wall volume and distribution of normal and tangential stresses were determined. Areas of the wall where these stresses are maximum were identified. The research was performed for cases of both, absence and presence of a heat-insulating layer on the outer surface of the facade wall. From comparison of the results obtained for these two options, it follows that the external thermal insulation coating not only helps to reduce dissipative heat loss through the facade wall, but also reduces the absolute values of stresses in the concrete wall arising resulting from temperature deformations. In some cases, the sign of stresses changes from stretching (wall without external insulation) to compressive (wall with insulation).