Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Identification of the structure break point for data with changing variance

Witulska Justyna, Wyłomańska Agnieszka

Mathematica Applicanda

|

2022

|

Vol. 50, no. 1

65--106

EN

In this paper, we discuss the problem of the structure break point detection for data with changing variance. Considering the limitations and advantages of five well-known techniques, we propose a hybrid algorithm dedicated to the considered problem. The new method enables us to detect break point, even if the data exhibit non-Gaussian characteristics and the small differences between variances in separate segments occur. The efficiency is verified for simulated data from three general classes of distributions, namely platykurtic, leptokurtic and mesokurtic classes represented here by Gaussian, Laplace, Student's t, and generalized Gaussian distributions. The simulation study is supported by real data analysis.

PL

W artykule omówiono problem detekcji punktu zmiany reżimu dla danych o zmiennej wariancji. Uwzględniając ograniczenia i zalety pięciu znanych technik, zaproponowano hybrydowe podejscie dla omawianego problemu. Nowa metoda umożliwia wykrycie punktu zmiany, nawet jeśli dane wykazują charakterystykę niegaussowską i występują niewielkie różnice pomiędzy wariancjami w poszczególnych segmentach. Skuteczność metody jest weryfikowana dla danych symulowanych pochodzących z trzech ogólnych klas rozkładów, mianowicie platykurtycznych, leptokurtycznych oraz mezokurtycznych reprezentowanych tutaj przez rozkład normalny, Laplace'a, t-Studenta oraz uogólniony rozkład normalny. Badania symulacyjne poparte są analizą danych rzeczywistych.

2

Seismic landslide hazard assessment of central seismic gap region of Himalaya for a Mw 8.5 scenario event

Nayek Partha Sarathi, Gade Maheshreddy

Acta Geophysica

|

2021

|

Vol. 69, no. 3

747--759

EN

In this study, seismic landslide hazard analysis is performed for central seismic gap (CSG) region of Himalaya for a future scenario earthquake of magnitude (Mw) 8.5. Initially, PGA values are estimated by using stochastic fnite fault seismological model. Further, the PGA values along with slope displacement prediction equation are used to estimate the Newmark’s sliding displacement. Monte Carlo simulations are performed by considering uncertainties in the material properties. Finally, the hazard map in terms of the probability of slope displacement (DN) value exceeding the threshold values of 5 cm is presented. The probability value varies between 0.1 and 1 and high probability in higher Himalayas highlights the possibility of huge number of co-seismic landslides in this region. The developed seismic landslide hazard map will help local authorities and planners with tools for assessing the seismic landslide risk associated with the use of land and taking necessary measures to minimize the damages.

3

The maximum likelihood method for Student’s t-distributed autoregressive model with infinite variance

Stępniak Paweł, Wyłomańska Agnieszka

Mathematica Applicanda

|

2020

|

Vol. 48, no. 2

133--156

EN

Discrete-time series models are popular in different applications. The most classical one is the autoregressive moving average (ARMA) time series that is the stationary model. In its classical version, the ARMA model is based on Gaussian distribution. However, the gaussianity is a too simplistic assumption for many real phenomena description, especially when large observations may appear in the data. Thus, we are departing from the assumption of the normal distribution of the data and propose the infinite-variance AR model based on the Student’s t-distribution. We introduce the maximum likelihood method for the estimation of the model’s parameters. The idea is based on the Maclaurin series expansion of the likelihood function. The effectiveness of the proposed approach is demonstrated using Monte Carlo simulations. Finally, the real financial time series are considered by using the presented methodology.

PL

Dyskretne modele szeregów czasowych są popularne w różnych zastosowaniach. Najbardziej klasycznym z nich jest szereg czasowy autoregresyjny średniej ruchomej (ARMA), który jest modelem stacjonarnym. W swojej klasycznej wersji model ARMA jest oparty na rozkładzie normalnym. Jednak założenie o gaussowskiej strukturze jest zbytnim uproszczeniem w przypadku opisu wielu zjawisk rzeczywistych, zwłaszcza gdy w danych mogą pojawić się duże obserwacje. W związku z tym odchodzimy od założenia o normalnym rozkładzie danych i proponujemy model AR o nieskończonej wariancji oparty na rozkładzie t-Studenta o nieskończonej wariancji. W pracy przedstawiamy metodę największej wiarygodności do estymacji parametrów modelu. Pomysł opiera się na reprezentacji funkcji wiarygodności poprzez szereg Maclaurina. Skuteczność proponowanego podejścia została wykazana za pomocą symulacji Monte Carlo. W końcowej części artykułu przedstawione zostały zastosowania zaproponowanej metodologii do opisu danych rzeczywistych.

4

Estimation of maintenance costs of a pipeline for a U-shaped hazard rate function in the imprecise setting

Romaniuk Maciej, Hryniewicz Olgierd

Eksploatacja i Niezawodność

|

2020

|

Vol. 22, no. 2

352--362

EN

In this paper, we discuss imprecise settings for an evaluation of the maintenance costs of a water distribution system (WDS). Moments of failures of pipes are modelled using a newly proposed three-piece convex hazard rate function (HRF) for which number of previous failures is taken into account, too. Both fuzzy sets and shadowed sets are used to model the impreciseness of important parameters of this HRF and the costs of maintenance services. Contrary to more classical and widely-used approaches to cost analysis (i.e. a constant yield or nominal value of money), a strictly stochastic process (i.e. the one-factor Vasicek model) of an interest rate is assumed in the analysis of maintenance costs. This approach models future behaviour of the interest rate (i.e. the future value of money) in a more realistic way. Respective algorithms together with exemplary results of numerical simulations for two setups, which are related to fuzzy and shadowed sets, are also provided.

PL

W niniejszym artykule omawiamy nieprecyzyjne podejścia do problemu obliczenia kosztów eksploatacji systemu dystrybucji wody (WDS). Czasy uszkodzeń rur modelowane są z wykorzystaniem nowo zaproponowanej trzyczęściowej wypukłej funkcji intensywności uszkodzeń (hazard rate function, HRF) dla której brana jest pod uwagę również liczba wcześniejszych uszkodzeń. Do modelowania nieprecyzyjności istotnych parametrów tej HRF oraz kosztów działań serwisowych są wykorzystywane zarówno zbiory rozmyte jak i zbiory cieniowane. W przeciwieństwie do bardziej klasycznych i szeroko wykorzystywanych podejść do analizy kosztów eksploatacji (tzn. stałej stopy procentowej lub wartości nominalnej pieniądza), założono ściśle stochastyczny proces (tzn. jednoczynnikowy model Vasicka) dla stopy procentowej. Podejście to modeluje przyszłe zachowanie stopy procentowej (czyli przyszłej wartości pieniądza) w bardziej realistyczny sposób. Zaprezentowano również odpowiednie algorytmy wraz z przykładowymi wynikami symulacji numerycznych dla dwóch zestawów parametrów, związanych ze zbiorami rozmytymi i cieniowanymi.

5

A probabilistic tool for multi-hazard risk analysis using a bow‑tie approach: application to environmental risk assessments for geo‑resource development projects

Garcia-Aristizabal Alexander, Kocot Joanna, Russo Raffaella, Gasparini Paolo

Acta Geophysica

|

2019

|

Vol. 67, no. 1

385--410

EN

In this paper, we present a methodology and a computational tool for performing environmental risk assessments for georesource development projects. The main scope is to implement a quantitative model for performing highly specialised multi-hazard risk assessments in which risk pathway scenarios are structured using a bow-tie approach, which implies the integrated analysis of fault trees and event trees. Such a model needs to be defined in the interface between a natural/built/ social environment and a geo-resource development activity perturbing it. The methodology presented in this paper is suitable for performing dynamic environmental risk assessments using state-of-the-art knowledge and is characterised by: (1) the bow-tie structure coupled with a wide range of probabilistic models flexible enough to consider different typologies of phenomena; (2) the Bayesian implementation for data assimilation; (3) the handling and propagation of modelling uncertainties; and (4) the possibility of integrating data derived form integrated assessment modelling. Beyond the stochastic models usually considered for reliability analyses, we discuss the integration of physical reliability models particularly relevant for considering the effects of external hazards and/or the interactions between industrial activities and the response of the environment in which such activities are performed. The performance of the proposed methodology is illustrated using a case study focused on the assessment of groundwater pollution scenarios associated with the management of flowback fluids after hydraulically fracturing a geologic formation. The results of the multi-hazard risk assessment are summarised using a risk matrix in which the quantitative assessments (likelihood and consequences) of the different risk pathway scenarios considered in the analysis can be compared. Finally, we introduce an open-access, web-based, service called MERGER, which constitutes a functional tool able to quantitatively evaluate risk scenarios using a bow-tie approach.

6

Analiza niezawodności systemu grawitacyjnego chłodzenia reaktora typu ESBWR

Kaszko A., Niewiński G., Stępień M.

Aparatura Badawcza i Dydaktyczna

|

2017

|

T. 22, nr 3

191--198

PL

Celem niniejszej pracy jest przedstawienie metodologii analizy PSA, która jest wymagana przez Prawo Atomowe dla nowo powstających obiektów jądrowych, oraz zaprezentowanie metody drzew błędów, za pomocą, których zostało określone prawdopodobieństwo niedostępności systemu grawitacyjnego chłodzenia reaktora (GDCS) elektrowni typu ESBWR zaprojektowanej przez GE Hitachi. Praca ta obejmuje utworzenie drzewa uszkodzeń i wykonanie analizy ilościowej w programie SAPHIRE oraz oszacowanie niepewności za pomocą metody Monte Carlo. Wykazano, że w prawdopodobieństwie awarii pojedynczej linii GDCS (PLINE-A) największy wkład wnosiły zdarzenia podstawowe związane z zaworami serwisowymi.

EN

The purpose of this work is to present a methodology of PSA analysis that is required by the Polish Atomic Law for newly emerging nuclear facilities, and to show a fault tree method by which the probability of unavailability was calculated for a gravity driven cooling system (GDCS) of ESBWR type nuclear power plant designed by GE Hitachi. This work includes creating a fault tree and performing quantitative analysis in SAPHIRE program and estimating uncertainty using the Monte Carlo method. It has been shown, that in the probability of the single line fault scenario of the GDCS System, main component is the basic risk related with the services valves.

7

Redefinition of triad’s inconsistency and its impact on the consistency measurement of pairwise comparison matrix

Kazibudzki P.

Journal of Applied Mathematics and Computational Mechanics

|

2016

|

Vol. 15, nr 1

71--78

EN

There is a theory which meets a prescription of the efficient and effective multicriteria decision making support system called the Analytic Hierarchy Process (AHP). It seems to be the most widely used approach in the world today, as well as the most validated methodology for decision making. The consistency measurement of human judgments appears to be the crucial problem in this concept. This research paper redefines the idea of the triad’s consistency within the pairwise comparison matrix (PCM) and proposes a few seminal indices for PCM consistency measurement. The quality of new propositions is then studied with application of computer simulations coded and run in Wolfram Mathematica 9.0.

8

On simulation of maintenance costs for water distribution system with fuzzy parameters

Romaniuk M.

Eksploatacja i Niezawodność

|

2016

|

Vol. 18, no. 4

514--527

EN

In this paper we propose a model for evaluation of maintenance costs of a water distribution system (WDS). The set of possible states of each connection (i.e. a pipeline in the WDS) is related to various possible degrees of quality of the pipe and types of its malfunctions. The process of transitions between these states forms a semi-Markov process. Using Monte Carlo simulations, the length of services and the times of necessary replacements and repairs of the connections are obtained. These values are then used as an input for estimation of the maintenance costs of the whole WDS. During this step we take into account the concept of present value of money. Contrary to other approaches, instead of a constant yield, a stochastic process (the one-factor Vasicek model) of an interest rate is assumed. Then various simulated measures of reliability and the maintenance costs can be analysed, like an influence of various parameters of the pipes (e.g. intensities of damages) on the final costs of the performed services. They can be crucial in the analysis of risk for various possible decisions. Apart from the crisp approach, the Monte Carlo simulations are also applied, if some of the parameters of the WDS are fuzzified. Therefore uncertainty and experts’ knowledge can be easily incorporated into the proposed procedure of the estimation of the maintenance costs. Observed differences between the crisp and the fuzzy output are highlighted. Simulation algorithms, necessary for both of these approaches, are also provided.

PL

W niniejszym artykule przedstawiono model obliczający koszty utrzymania i konserwacji dla systemu dystrybucji wody (WDS). Zbiór możliwych stanów każdego połączenia (tzn. odcinku rurociągu w WDS) jest zdefiniowany przez różne poziomy jakości rury oraz występujące typy uszkodzeń. Proces przejść pomiędzy tymi stanami jest opisany procesem semi-Markowa. Wykorzystując symulacje Monte Carlo, uzyskano długości okresów obsługi oraz momenty niezbędnych wymian i napraw. Wartości te są następnie wykorzystywane do estymowania kosztów utrzymania całego WDS. W kroku tym brana jest pod uwagę wartość pieniądza w czasie. W przeciwieństwie do innych podejść, zamiast stałej stopy procentowej, założono stochastyczny proces stopy (dany jednowymiarowym modelem Vasicka). Następnie na podstawie przeprowadzonych symulacji wykonano analizę opartą o różne miary niezawodności i obliczone koszty obsługi, np. zbadano wpływ parametrów połączenia (takich jak intensywność uszkodzeń) na ostateczne koszty konserwacji. Analizy tego typu mogą pełnić istotną rolę w ocenie ryzyka dla różnych możliwych do podjęcia decyzji. Poza podejściem typu crisp, zastosowano również symulacje Monte Carlo gdy niektóre z parametrów WDS zostały określone w sposób rozmyty. Dzięki temu można wykorzystać niepewność oraz wiedzę ekspercką w proponowanej metodzie estymacji kosztów obsługi. Zwrócono uwagę na różnice występujące pomiędzy podejściem crisp i rozmytym. Zostały również opisane niezbędne dla obydwu podejść odpowiednie algorytmy symulacyjne.

9

Analiza odkształceń sieci krystalicznej w sąsiedztwie dyslokacji

Jóźwik P., Turos A., Jagielski J., Natarajan S., Nowicki L.

Materiały Elektroniczne

|

2015

|

T. 43, nr 2

18--26

PL

W pracy opisano procedury symulacji Monte Carlo procesu rozpraszania wstecznego w kryształach zawierających dyslokacje. Sigmoidalny kształt ugiętych rzędów (płaszczyzn) atomowych można przybliżyć funkcją arctan, co stanowi model dystorsji sieci krystalicznej w pobliżu półpłaszczyzny dyslokacji krawędziowej. Badania strukturalne kryształów AlGaN i SrTiO3 za pomocą HRTEM pozwoliły wyznaczyć parametry geometryczne zaburzeń sieci krystalicznej w sąsiedztwie dyslokacji (kąt ugięcia w punkcie przegięcia funkcji arctan oraz odległość między jej asymptotami). Zależność każdego z tych parametrów od odległości od krawędzi dyslokacji można przybliżyć funkcją ekspotencjalnego zaniku i wyznaczyć współczynniki tej funkcji. Dane te zostały wykorzystane w symulacjach Monte Carlo widm rozpraszania wstecznego AlGaN oraz SrTiO3 i pozwoliły na ilościową parametryzację rozkładu dyslokacji w defektowanych kryształach.

EN

A procedure of Monte Carlo simulation of a backscattering process in crystals containing dislocations was described in this publication. Sigmoidally bent atomic rows (planes) can be approximated by an arctan function being a model of the lattice distortion in the vicinity of a dislocation. HRTEM analysis of AlGaN and SrTiO3 crystals allowed determination of the geometrical parameters of crystalline structure distortion in the vicinity of a dislocation (a bending angle at the inflexion point of the arctan function as well as the distance between its asymptotes). A dependence of each of these parameters on the distance from a dislocation edge can be approximated by an exponential decay function. The parameters of this function can be calculated from the experimental data. The parameters obtained were used in Monte Carlo simulation of the backscattering process in AlGaN and SrTiO3 and enabled quantitative determination of the depth distribution of dislocations in defected crystals.

10

Analiza niezawodności systemu zabezpieczenia reaktora typu PWR

Kowal K., Borysiewicz M.

Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska

|

2015

|

nr 1

73--79

PL

Celem niniejszej pracy było określenie prawdopodobieństwa niedostępności systemu zabezpieczenia reaktora typu PWR firmy Westinghouse. Obiektem referencyjnym, dla którego wykonano analizę była Elektrownia Jądrowa Surry zlokalizowana w Stanach Zjednoczonych. Praca ta obejmuje utworzenie drzewa uszkodzeń i wykonanie analizy ilościowej w programie SAPHIRE oraz oszacowanie niepewności za pomocą metod Monte Carlo.

UK

Метою даного дослідження було визначити ймовірність відмови системи захисту реактора типу PWR фірми Westinghouse. Посилаючись на об'єкт, для якого був проведений аналіз АЕС Surry (США). Ця робота включає в себе створення дерева відмов і виконання кількісного аналізу в програмі SAPHIRE та оцінки невизначеності за допомогою методу Монте-Карло.

EN

The aim of this work was to assess the probability of the Westinghouse PWR reactor protection system (RPS) unavailability. The reference facility for which the analysis has been made was Surry Nuclear Power Plant located in the United States. This work includes RPS fault tree development and qualitative analysis using the SAPHIRE code, as well as the uncertainty assessment by applying the Monte Carlo techniques.

11

Analiza niezawodności awaryjnego odbioru ciepła powyłączeniowego w reaktorze typu PWR

Kowal K., Borysiewicz M.

Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska

|

2015

|

nr 3

59--64

PL

Celem niniejszej pracy było określenie prawdopodobieństwa awarii pomocniczego systemu wody zasilającej reaktora typu PWR firmy Westinghouse. Obiektem referencyjnym, dla którego wykonano analizę była Elektrownia Jądrowa Surry (USA). Praca ta obejmuje utworzenie drzewa uszkodzeń i wykonanie analizy ilościowej w programie SAPHIRE oraz oszacowanie niepewności za pomocą metod Monte Carlo.

EN

The aim of this work was to assess the failure probability of the Westinghouse PWR auxiliary feedwater system (AFWS). The reference facility for which the analysis has been made was Surry Nuclear Power Plant located in the United States. This work includes AFWS fault tree development and qualitative analysis using the SAPHIRE code, as well as the uncertainty assessment by applying the Monte Carlo techniques.

12

Monte Carlo simulations and self-consistent field theory applied to calculations of density profiles in A1BA2 triblock copolymer melts

Dzięcielski M., Wołoszczuk S., Banaszak M.

Polimery

|

2014

|

T. 59, nr 7-8

580--584

EN

Using two complementary numerical methods, the lattice Monte Carlo simulations with parallel tempering and self-consistent field theory, we investigate the distribution of A1, B, and A2 segments in the lamellar nanostructure of A1BA2 triblock copolymer melts. While the lattice Monte Carlo method is in principle exact, it is limited by a variety of factors, such as finite size effects, long relaxation times required to reach the thermal equilibrium and geometry of the underlying lattice. It is also limited to chains consisting of relatively few segments. The self-consistent field theory, on the other hand, is free of the above limitations, but it is a mean-field approach which does not take into account the thermal fluctuations. Therefore we confront the results obtained from the two above methods and draw conclusions concerning both the comparison of the two methods and the localization of the A1 segments in the B domain with increasing length of the A1 block. For Monte Carlo simulations we employ two types of chains, 2-32-30 and 1-16-15, and for the self-consistent field theory we use the corresponding values of the thermodynamic incompatibility parameter, c/v.

PL

Teorię samozgodnego pola średniego i symulacje Monte Carlo wykorzystano do oceny dystrybucji segmentów A1, B i A2 w strukturach warstwowych. Porównano wyniki uzyskane za pomocą tych dwóch metod i przedstawiono wnioski dotyczące zmian lokalizacji segmentów A1 w domenie B wraz ze zwiększaniem długości bloków A1.

13

Monte Carlo simulations of the Ising model on a square lattice with random Gaussian interactions

Gębarowski R.

Czasopismo Techniczne. Nauki Podstawowe

|

2014

|

R. 111, z. 3-NP

51--57

EN

The paper shows Monte Carlo simulations of the Ising model on a square lattice with no external magnetic field. In particular, the uncertainty of the spin coupling interactions in the Ising model has been considered. The influence on the phase transition of the Gaussian noise in the spin coupling values has been demonstrated.

PL

W artykule przedstawiono symulacje Monte Carlo modelu Isinga na sieci kwadratowej przy braku zewnętrznego pola magnetycznego. W szczególności rozważono niepewność wartości energii sprzężenia oddziałujących spinów w modelu Isinga. Zademonstrowano wpływ na przejście fazowe obecności szumu gaussowskiego w wartościach stałej sprzężenia oddziałujących spinów.

14

The new approach to estimation of the hazard function in business demography on example of data from New Zealand

Zając P.

Managerial Economics

|

2013

|

nr 13

99--110

EN

The author presents the new methodology for the estimation of the hazard function for the new born enterprises’ survival rate called FIRM. The methodology is based on construction of a stochastic process and is examined in the Monte Carlo simulation study with real data. The dataset is provided by Statistics New Zealand and contains all enterprises born in period between 2001-2010. Enterprises are divided in clusters according to the number of employees and for each cluster individual simulations are made. Achieved coefficients of determination in clusters are around 90%. The author finds substantial differences in survival probability according to employee count size in the company. Simulations done in this study allow to estimate mean and standard deviation of life duration for enterprises and prediction of the hazard function for each cluster.

PL

Autor przedstawia nową metodologię o nazwie FIRM służącą do estymacji funkcji hazardu dla prawdopodobieństwa przeżycia nowo powstałych przedsiębiorstw. Metodologia opiera się na konstrukcji procesu stochastycznego i jest przetestowana z wykorzystaniem symulacji Monte Carlo na rzeczywistych danych. Dane pochodzą z Nowej Zelandii i zawierają informację na temat przedsiębiorstw powstałych w tym kraju w latach 2001—2010. Przedsiębiorstwa podzielone są na grupy w zależności od liczby pracowników, symulacje prowadzone są dla każdej grupy. Współczynniki determinacji osiągnięte w procesie symulacji oscylują w okolicy 90%. Autor zauważa znaczące różnice w prawdopodobieństwie przeżycia przedsiębiorstw w zależności od wielkości firmy mierzonej liczbą pracowników. Przeprowadzone symulacje pozwoliły na estymację średniej i odchylenia standardowego długości życia przedsiębiorstw oraz predykcję nieznanych wartości funkcji hazardu w każdej z grup

15

Synergiczny wpływ wymiaru nanoporów węgla aktywnego oraz utlenienia jego powierzchni na adsorpcję CO2 z mieszanin CH4/CO2

Furmaniak S., Terzyk A. P., Gauden P. A., Kowalczyk P., Harris P. J. F

Inżynieria i Ochrona Środowiska

|

2013

|

T. 16, nr 2

245--254

PL

W związku z rosnącym znaczeniem metanu jako paliwa rozdział mieszaniny CH4 i CO2 jest procesem ważnym z praktycznego punktu widzenia, ponieważ CO2 stanowi częstą domieszkę zarówno naturalnego gazu ziemnego, jak i biogazu. Jedną ze stosowanych w tym celu metod jest technika pressure swing adsorption, bazująca na różnicach w adsorpcji składników mieszaniny. Wśród stosowanych adsorbentów ważne miejsce zajmują węgle aktywne. Ponieważ pomiary doświadczalne adsorpcji mieszanin gazów są czasochłonne i wymagają zaawansowanej aparatury, symulacje komputerowe mogą stanowić prostszą i szybszą alternatywę. W pracy przedstawiono wyniki zastosowania symulacji Monte Carlo w wielkim zespole kanonicznym do modelowania adsorpcji i rozdziału mieszaniny CH4/CO2 na węglach aktywnych. Wykorzystano model węgla zaproponowany przez Harrisa i innych. Analizowano wpływ zarówno systematycznie zmieniającej się porowatości węgla, jak i obecności na jego powierzchni różnych ilości grup tlenowych. Wykazano, że oba czynniki wpływają na rozdział mieszaniny CH4/CO2. Spośród nich to utlenienie powierzchni węgla jest czynnikiem bardziej istotnym. Podczas gdy zwiększenie odsetka małych mikroporów (o średnicy poniżej 1 nm) pozwala na zwiększenie skuteczności rozdziału o kilkadziesiąt procent, to wprowadzenie grup karbonylowych prowadzi nawet do 2-3-krotnego wzrostu wartości równowagowego współczynnika rozdziału. Węgiel optymalny do rozdziału mieszaniny CH4/CO2 powinien nie tylko posiadać odpowiednio małe pory, ale również zawierać możliwie dużo grup powierzchniowych.

EN

The growing importance of methane as a fuel makes the separation of CH4 and CO2 mixtures an important process from a practical point of view. CO2 is a frequent impurity of natural gas and biogas. The pressure swing adsorption (PSA) technique is one of the methods used in practice to separate gas mixtures. This method is based on the differences in adsorption of mixture components. Activated carbons are important adsorbents used in the PSA process. Since experimental measurements of gas mixtures adsorption are time-consuming and require sophisticated equipment, computer simulations may be a simpler and faster alternative. The current work presents the results of the use of Monte Carlo simulations in grand canonical ensemble for modelling the adsorption and separation of CH4/CO2 mixture on activated carbons. The model of carbons proposed by Harris et al. is used. The influence of both the carbon porosity (systematically changing) and the presence of surface oxygen groups is analysed. The results show that the both factors affect the separation of CH4/CO2 mixture. Among them, the oxidation of carbon surface is a far more important factor. While the increase in percentage of the smallest micropores (having a diameter below 1 nm) makes it possible to increase separation efficiency by a few tens of percent, the introduction of carbonyl groups results even in 2-3 times greater value of the equilibrium separation factor. The optimal carbon for separation of CH4/CO2 mixtures should not only contain the appropriate small pores, but it should also have the high concentration of surface functionalities.

16

Hall Mobility in 4H-SiC, measurements and Monte Carlo simulation

Woźny J., Donnarumma G., Lisik Z.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2011

|

Vol. 52, nr 3

23-25

EN

Investigation of Hall Mobility in 4H-SIC done by means of simulation and measurements is presented. The Hall Mobility was calculated by means of Monte Carlo method and measured wilh the Van Der Pauw Approach. We found that simple Monte Carlo approach is yet accurate to retrieve proper shape of Hall Mobility dependence. These results were also confirmed by measurements done on well characterized samples. Results of Monte Carlo method are convergent with measurements and literature results. Thus Monte Carlo approach can be treated as a method for getting robust material parameters.

PL

W artykule przedstawiona jest analiza ruchliwości Halla elektronów w 4H-SIC przeprowadzona jednocześnie przy pomocy pomiarów i symulacji. Ruchliwość Halla została wyliczona przy pomocy metody Monte Carlo a zmierzona za pomocą metody Van der Pauwa. Symulacje wykazały, iż metoda Monte Carlo jest na tyle dokładna, iż nawet przy wykorzystaniu prostych modeli zjawisk poprawnie odzwierciedla zależności ruchliwości od temperatury i poziomu domieszkowania. Wyniki symulacji zostały również potwierdzone pomiarami próbek SiC o dokładnie znanych parametrach. Uzyskane wyniki symulacji są zbieżne z danymi pomiarowymi i wartościami podawanymi w literaturze. Symulacje Monte Carlo można zatem traktować jako wiarygodną metodę określania parametrów półprzewodnika.

17

Random homopolymerization of an AB2 monomer as studied by Monte Carlo methods

Lechowicz J., Polanowski P., Galina H.

Polimery

|

2010

|

T. 55, nr 6

435-439

EN

Monte Carlo simulations were carried out to model the molecular size distribution in a hyperbranched polymerization involving a monomer of AB2 type, where A and B were functional groups reacting with each other only. Three approaches were tested: the off-attice percolation, classical percolations on square or cubic lattices with adjustable reaction range, and the dynamic lattice liquid (DLL) simulation. The latter was used also to investigate dependence of the average radii of gyration of hyperbranched macromolecules on the conversion.

PL

Przeprowadzono symulacje Monte Carlo w modelowaniu rozkładu wymiarów (makro)cząsteczek podczas homopolimeryzacji monomeru typu AB2, gdzie A i B stanowią grupy funkcyjne, które mogą reagować wyłącznie naprzemiennie. Wykorzystano trzy typy przybliżeń: modele bezkratowe, modele perkolacyjne na kracie dwu- i trójwymiarowej z regulowanym zakresem przereagowania oraz modele DLL (Dynamic Lattice Liquid=dynamiczna ciecz sieciowa, por. rys. 1 i tabela 1). Na rysunku 2 przedstawiono zmiany liczbowo średnich stopni polimeryzacji (Pn), wraz z rosnącym stopniem przereagowania układu. Metoda DLL pozwoliła na określenie średniego promienia bezwładności (Rg) hiperrozgałęzionych cząsteczek w układzie reakcyjnym. Rysunek 3 ilustruje podwójnie logarytmiczną zależność tego promienia żyracji od Pn. Stwierdzono, że wymiar fraktalny df=2,55 jest zbliżony do wartości uzyskanych w typowych układach perkolacyjnych (df=2,53).

18

Prognozowanie poziomu ryzyka finansowego dla układu kopalni węgla brunatnego i elektrowni

Jurdziak L., Wiktorowicz J.

Polityka Energetyczna

|

2009

|

T. 12, z. 2/2

205-216

PL

Artykuł prezentuje wstępne wyniki analizy ryzyka finansowego planowanej budowy kopalni węgla brunatnego i elektrowni w okolicy Legnicy. W oparciu o dane jakościowe i ilościowe z rozpoznania złoża i parametry planowanej kopalni i elektrowni z projektu Foresight zbudowano w arkuszu Excel model ich funkcjonowania. Posłużył on do wygenerowania przepływów finansowych w kolejnych latach działania tego układu. Niepewne parametry (jakościowe, kosztowe i cenowe) potraktowano jako zmienne losowe o dobranych rozkładach i wykorzystano program @Risk do wygenerowania wielu wariantów przebiegu przedsięwzięcia poprzez zastosowanie symulacji Monte Carlo. Uzyskane wyniki pokazują ryzyko finansowe, które może być mierzone, jako prawdopodobieństwo niepowodzenia przedsięwzięcia inwestycyjnego. Ryzyko to zwiększa się wraz ze wzrostem zmienności przepływów pieniężnych pomimo tego, że oczekiwana wartość NPV pozostaje niezmienna. Rezultatem analizy jest istotna redukcja ryzyka inwestycji traktowanej jako wspólne przedsięwzięcie zamiast dwóch przedsięwzięć budowy kopalni i elektrowni realizowanych osobno. Przedstawione wyniki mają jedynie poglądowy charakter i nie mogą być wykorzystane do oceny opłacalności projektu, gdyż celem pracy było przedstawienie metody analizy ryzyka na bazie zmienności przepływów finansowych, a nie precyzyjne prognozy.

EN

The paper presents preliminary outcomes of financial risk analysis for planned construction of a lignite mine and a power station near Legnica. Based on quality and quantitative data from the deposit exploration and parameters of the planned mine and the power station from the Foresight project the model of their operation has been built in the Excel spreadsheet. It has been used to generate cash flows in following years of operation of this system. Uncertain parameters (quality, cost and price) were treated as random variables with selected probability distributions and the @Risk program was used for generating many variants of the project development by application of Monte Carlo simulations. The results show the financial risk, which can be measured as the probability of losses. This risk increases together with the increase of variability of cash flows although the expected NPV value remains constant. The important outcome from the analysis is the substantial reduction of risk of losses when the investment is treated as joint operation instead of separate enterprises of building the mine and the power plant separately. The outcomes have only general character and can not be used for profitability evaluation of considered project due to the objective of the approach was presentation of the methodology of risk analysis based on cash flows variability but not the precise prognosis.

19

Modelowanie numeryczne rozpływu elektronów w skaningowym mikroskopie elektronowym o zmiennym ciśnieniu

Krysztof M., Słówko W.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2009

|

Vol. 50, nr 9

55-58

PL

Prezentowana jest metoda numeryczna Monte Carlo umożliwiająca symulacje ruchu elektronów i jonów w zakresie ciśnień gazu charakterystycznych dla skaningowej mikroskopii elektronowej o zmiennym ciśnieniu (VP SEM), tj. od wysokiej próżni do ciśnień przekraczających 10 hPa. Oprogramowanie wykorzystuje metodę Monte Carlo do modelowania zjawisk towarzyszących zderzeniom elektronów w gazie i komercyjny pakiet SIMlON 3D v.7.0 do wyznaczania torów elektronów między zderzeniami. Przedstawiono wyniki symulacji przepływu elektronów w obszarze wejściowym detektora elektronów wtórnych do VP SEM, obejmujące również wzmocnienie gazowe sygnału i towarzyszące mu szumy.

EN

Authors present a method for computer simulations of electron and ion flow in various gas conditions characteristic for the Variable Pressure SEM, i.e. from high vacuum to pressures exceeding 10 hPa. It combines commercially available packet SIMION 3D v.7.0 destined for tracing trajectories of charged particles in electric and magnetic fields, and a Monte Carlo program modeling phenomena accompanying electron collisions with gas molecules. As an example, results of simulations of the electron flow in an input region of the secondary electron detector for the VP SEM, including gas amplifications and noise to signal ratios have been presented.

20

Od algorytmu dynamicznej cieczy sieciowej do dedykowanego komputera równoległego

Polanowski P., Jung J., Kiełbik R., Napieralski A., Lichy K.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2008

|

R. 84, nr 11

69-73

PL

W tym artykule przedstawiamy koncepcję i realizację dedykowanego komputera równoległego opartego na modelu dynamicznej cieczy sieciowej (ang. dynamic lattice liquid DLL). Jest to złożony układ elektroniczny, który zbudowano przy wykorzystaniu programowalnych tablic logicznych (ang. Field Programmable Gate Array FPGA).

EN

In this text we discuss conception and hardware realization of dedicated parallel computer based on dynamic lattice liquid algorithm (DLL). It is very complex electronic circuit which is built with use of Field Programmable Gate Array – FPGA.