Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Application of novel discrete differential operator of periodic function to study electromechanical interactions

Sobczyk T. J., Radzik M.

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2018

|

Vol. 66, nr 5

645--653

EN

This paper investigates an algorithm for finding steady-states in electromechanical systems for the cases of their periodic nature. The algorithm enables to specify the steady-state solution identified directly in time domain. The basis for such an algorithm is a discrete differential operator that specifies the values of the first derivative of the periodic function in the selected set of points on the basis of the values of that function in the same set of points. It creates algebraic equations describing the steady-state solution for the nonlinear differential equations describing electromechanical systems. In this paper, the direct time-domain approach is tested for the simple converter considering. The algorithm used in this paper is competitive with respect to the one known in literature an approach based on the harmonic balance method operated in frequency domain.

2

Method of modeling gas turbine performance

Wasik P., Krzyślak P.

Journal of Mechanical and Transport Engineering

|

2017

|

Vol. 69, No. 1

61--79

EN

The basis of a combined cycle gas turbine mass and energy balance, carried at the concept stage, preliminary design or during analysis, is the calculation of the gas turbine design point. This article presents a gas turbine unit mathematical modelling process intended for implementation of the model in a computer program. The aim of the development was a relatively simple, practical from engineer’s point of view, and universal gas turbine model with a classic, open system design: compressor – combustion chamber – turbine. Attempts have been made to maintain the accuracy of modelling and to keep the ability for extension of the model so to be able to simulate the operation of the turbine at off-design conditions, in particular at part load. Stationary operation of the unit at nominal load is assumed. Thermodynamic system modelling methods, on the level of its global structure, have been submitted. Problems related to the aforementioned issues are discussed and ways to resolve them proposed. The developed model has been implemented in a dynamic link library written in C++ language with usage of C/C++ Minpack numerical library [Keating 2007, Razak 2007].

PL

Zwiększający się w światowym bilansie produkcji energii elektrycznej udział energii wytwarzanej z gazu ziemnego warunkuje tempo przyrostu ilości elektrowni i elektrociepłowni gazowo parowych. Pomimo wysokich cen gazu ziemnego, bloki gazowo parowe są atrakcyjne dla inwestorów z uwagi na: najwyższą sprawność wśród stosowanych na szeroką skalę instalacji energetycznych zasilanych paliwami kopalnymi, dopracowaną technologię skutkującą wysoką niezawodnością, wysoką elastyczność eksploatacyjną, słabe oddziaływanie na środowisko (niskie emisje dzięki wysokiej sprawności i opalaniu gazem ziemnym). Podstawą obliczeń układu kombinowanego na etapie koncepcjonowania/projektowania wstępnego lub podczas jego analizowania są obliczenia turbozespołu gazowego pracującego w punkcie konstrukcyjnym. W artykule przedstawiono krok po kroku proces modelowania matematycznego zespołu turbiny gazowej pod kątem implementacji modelu w programie obliczeniowym. Założono stacjonarną pracę układu przy pełnym obciążeniu. Przewidywanym zastosowaniem modelu jest przede wszystkim symulacja turbiny gazowej skojarzonej z parowym kotłem odzyskowym, tym samym działającej w kombibloku. Omówiono problemy związane z poruszanym zagadnieniem oraz zaproponowano sposoby ich rozwiązania.

3

Dynamic Voltage Stability Studies using a Modified IEEE 30-Bus System

Oni O. E., Mbangula K. I., Davidson I. E.

Transactions on Environment and Electrical Engineering

|

2016

|

Vol. 1, No. 3

41--49

EN

Power System stability is an essential study in the planning and operation of an efficient, economic, reliable and secure electric power system because it encompasses all the facet of power systems operations, from planning, to conceptual design stages of the project as well as during the systems operating life span. This paper presents different scenario of power system stability studies on a modified IEEE 30-bus system which is subjected to different faults conditions. A scenario whereby the longest high voltage alternating current (HVAC) line is replaced with a high voltage direct current (HVDC) line was implemented. The results obtained show that the HVDC line enhances system stability more compared to the contemporary HVAC line. Dynamic analysis using RMS simulation tool was used on DigSILENT PowerFactory.

4

Selected aspects of designing deep excavations

Obrzud R. F., Hartmann S., Podleś K.

Studia Geotechnica et Mechanica

|

2016

|

Vol. 38, nr 3

49--66

EN

This paper analyzes two approaches to serviceability limit state (SLS) verification for the deep excavation boundary value problem. The verification is carried out by means of the finite element (FE) method with the aid of the commercial program ZSoil v2014. In numerical simulations, deep excavation in non-cohesive soil is supported with a diaphragm wall. In the first approach, the diaphragm wall is modeled with the Hookean material assuming reduced average stiffness and possible concrete cracking. The sec-ond approach is divided into two stages. In the first stage, the wall is modeled by defining its stiffness with the highest nominal Young’s modulus. The modulus makes it possible to find design bending moments which are used to compute the minimal design cross-section reinforcement for the retaining structure. The computed reinforcement is then used in a non-linear structural analysis which is viewed as the “actual” SLS verification. In the second part, the paper examines the same boundary value problem assuming that the excavation takes place in quasi- impermeable cohesive soils, which are modeled with the Hardening Soil model. This example demonstrates the consequences of applying the steady-state type analysis for an intrinsically time-dependent problem. The results of this analysis are compared to the results from the consolidation-type analysis, which are considered as a reference. For both analysis types, the two-phase formulation for partially-saturated medium, after Aubry and Ozanam, is used to describe the interaction between the soil skeleton and pore water pressure.

5

Algorithm for determining two-periodic steady-states in AC machines directly in time domain

Sobczyk T.J.

Archives of Electrical Engineering

|

2016

|

Vol. 65, nr 3

575--583

EN

This paper describes an algorithm for finding steady states in AC machines for the cases of their two-periodic nature. The algorithm enables to specify the steady-state solution identified directly in time domain despite of the fact that two-periodic waveforms are not repeated in any finite time interval. The basis for such an algorithm is a discrete differential operator that specifies the temporary values of the derivative of the twoperiodic function in the selected set of points on the basis of the values of that function in the same set of points. It allows to develop algebraic equations defining the steady state solution reached in a chosen point set for the nonlinear differential equations describing the AC machines when electrical and mechanical equations should be solved together. That set of those values allows determining the steady state solution at any time instant up to infinity. The algorithm described in this paper is competitive with respect to the one known in literature an approach based on the harmonic balance method operated in frequency domain.

6

Experiments and FE Analyses on Airborne Sound Properties of Composite Structural Insulated Panels

Wawrzynowicz A., Krzaczek M., Tejchman J

Archives of Acoustics

|

2014

|

Vol. 39, No. 3

351--364

EN

Airborne acoustic properties of composite structural insulated panels CSIPs composed of fibre- magnesium-cement facesheets and expanded polystyrene core were studied. The sound reduction ratings were measured experimentally in an acoustic test laboratory composed of two reverberation chambers. The numerical finite element (FEM) model of an acoustic laboratory available in ABAQUS was used and verified with experimental results. Steady-state and transient FE analyses were performed. The 2D and 3D modelling FE results were compared. Different panel core modifications were numerically tested in order to improve the airborne sound insulation of CSIPs.

7

Efficiency and Voltage Characteristics of the Bi-Directional Current Doubler Rectifier

Beldjajev V., Roasto I.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2012

|

R. 88, nr 8

124-129

EN

This paper presents a detailed analysis of the bi-directional current doubler rectifier (CDR) that is a candidate topology for use in power electronic transformer (PET). Among various advantages the proposed current doubler rectifier offers a bi-directional power flow capability that is the major requirement for the PET. This paper provides the steady state analysis of the CDR in bi-directional operation. Input voltage boost properties of converters are compared for an ideal case. Finally, the impact of losses in the components on the voltage characteristics and efficiency are analysed.

PL

W artykule przedstawiono szczegółową analizę podwajającego prostownika dwukierunkowego (CDR), którego topologia może być użyta do konstrukcji transformatorów energoelektronicznych (PET). Wśród wielu zalet proponowany układ oferuje dwukierunkową możliwości przepływu energii, która jest głównym wymogiem dla PET. Niniejszy dokument przedstawia analizę stanu ustalonego CDR w działaniu dwukierunkowym. Właściwości zwiększania napięcia wejściowego tych przekształtników są porównywane dla przypadku idealnego. W części końcowej przeanalizowano wpływ strat w elementach na charakterystykę napięciową oraz sprawność układu.

8

Digital Simulators as an Assessment Tool of the Impact of Distributed Generation on Power Grid Infrastructure

Cieślik S.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2010

|

R. 86, nr 8

253-260

EN

The paper presents digital simulators used for the analysis of steady states in the medium voltage power grids and also transient states in the HV/MV substations. The simulator is built of a typical PC equipped with A/D and D/A transducers to enable the simulator to co-operate with automatic power safety systems or control systems and regulations in real time. Original dedicated software has been devised containing mathematical models of power grid components that can be easily modified. Simulations results of some exemplary transient states of the power grid with the distributed generation system were presented.

PL

W artykule przedstawiono symulatory cyfrowe do analizy stanów ustalonych w elektroenergetycznej sieci dystrybucyjnej średniego napięcia oraz stanów przejściowych w stacji elektroenergetycznej WN/SN. Symulator zbudowany jest na bazie klasycznego komputera osobistego, w którym zainstalowano przetworniki analogowo-cyfrowe i cyfrowo-analogowe, pozwalające na współpracę symulatora z rzeczywistymi układami elektroenergetycznej automatyki zabezpieczeniowej lub układami sterowania i regulacji w czasie rzeczywistym. Opracowano oryginalne oprogramowanie specjalistyczne, zawierające modele matematyczne elementów sieci elektroenergetycznej, które mogą być w łatwy sposób modyfikowane. Przedstawiono wyniki symulacji przykładowych stanów przejściowych systemu elektroenergetycznego z generacją rozproszoną.

9

Parallel implementation of a steady state thermal and hydraulic analysis of heat exchanger

Fedorov M.

Pomiary Automatyka Kontrola

|

2009

|

R. 55, nr 10

815-819

EN

The considerable computation time of a practical application of sequential algorithms for simulating thermal and flow distribution in heat exchanger networks was the motivating factor to study their parallel implementation. The mathematical model formulated and studied in the paper requires the solution of a set of nonlinear equations, which are solved by Newton-Raphson methods. An object-oriented solver automatically formulates the equations for the network of an arbitrary topology. The hydraulic model that was chosen as a benchmark consists of nodal flows and loop equations. A decomposition algorithm is presented, and results of speedup of its parallel implementation are demonstrated.

PL

Motywacją do badania praktycznych zadań statycznej symulacji przepływów i temperatur w sieci wymienników ciepła jest duża czasochłonność algorytmów sekwencyjnych, prowadząca do konieczności ich zrównoleglenia. Sformułowany w artykule model matematyczny sprowadza się do układu nieliniowych równań algebraicznych. Następnie została dokonana dekompozycja modelu matematycznego na dwa modele: model hydrauliczny oraz model temperatur. Model hydrauliczny składa się z równań przepływów w oczkach oraz węzłach. Pozwala to na wykorzystanie istniejących podejść do symulacji natężenia przepływów, które pośrednio są funkcją średnich temperatur. Średnie temperatury podczas symulacji natężenia przepływów przyjmuje się jako stałe. Zależność współczynników oporów od liczby Reynoldsa, będące z kolei funkcją natężenia przepływu, określa się za pomocą metody punktu stałego względem tych współczynników, tj. każda iteracja metody punktu stałego wymaga symulacji przepływów przy zadanych wartościach współczynników oporów. Model symulacji przepływów rozwiązywany jest metodą Newtona-Raphsona. Symulacja modelu temperatur sprowadza się do rozwiązania układu równań liniowych, ponieważ wartości natężenia przepływów oraz średnich temperatur na tym etapie algorytmu przyjmuje się jako stałe. Struktura równań modelu temperatur zależy od kierunków przepływów i formułowana jest po każdym rozwiązywaniu modelu hydraulicznego. Zmienność współczynników modelu temperatur oraz natężenia przepływów od średniej temperatury uwzględnia się za pomocą metody punktu stałego, która w przypadku braku zbieżności wymusza ponownie symulację przepływów. Obiektowo zorientowany pakiet programów implementujący dany algorytm, w sposób zautomatyzowany formułuje równania i przeprowadza symulację sieci o dowolnej topologii. Sekwencyjna implementacja programowa algorytmu posłużyła jako benchmark do badania przyspieszenia tego algorytmu po jego zrównoleglonej implementacji w OpenMP. W artykule pokazano także, że nawet w przypadku drobnoziarnistej równoległości, udaje się uzyskać przyspieszenia rzędu 2.