Ograniczanie wyników
Czasopisma
Autorzy
Lata
Preferencje
Język
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników

Znaleziono wyników: 248

Liczba wyników na stronie
Strona / 13
Wyniki wyszukiwania
Wyszukiwano:
w słowach kluczowych:  numerical methods
Sortuj według:

Ogranicz wyniki do:
Strona / 13
EN
The light scattering process can be modeled mathematically using the Fredholm integral equation. This equation is usually solved after its discretization and transformation into the system of algebraic equations. Volume integral equations can be also solved without discretization using the Monte Carlo algorithm, but its application to the light scattering simulations has not been sufficiently studied. Here we present the implementation of this algorithm for one and three-dimensional light scattering computations and discuss its applicability in this field. We show that the Monte Carlo algorithm can provide valid and accurate results but, due to its convergence properties, it might be difficult to apply for problems with large volumes or refractive indices of scattering objects.
EN
Various numerical methods were proposed for analysis of the light scattering phenomenon. An important group of these methods is based on solving the volume integral equation describing the light scattering process. The popular method from this group is the discrete dipole approximation. Discrete dipole approximation uses various numerical algorithms to solve the discretized integral equation. In the recent years, the application of the Monte Carlo algorithm as one of them was proposed. In this research, we analyze the application of the Monte Carlo algorithm for two cases: the light scattering by large particles and by random conglomerates of small particles. We show that if proper preconditioning of the numerical problem is applied, the Monte Carlo algorithm can solve the underlying systems of linear equations. We also show that the efficiency of the Monte Carlo algorithm can be increased by reusing performed computations for various incident electromagnetic waves and the applicability of the Monte Carlo algorithm depends on the particular use case. It is unlikely to be used in the case of light scattering by the large particles due to computational times inferior comparing with the other numerical methods but may become useful in the case of light scattering by the random conglomerates of small scattering particles.
EN
Identification of working fluids and development of their mathematical models should always precede construction of a proper model of the analysed thermodynamic system. This paper presents method of development of a mathematical model of working fluids in a gas turbine system and its implementation in Python programming environment. Among the thermodynamic parameters of the quantitative analysis of systems, the following were selected: specific volume, specific isobaric and isochoric heat capacity and their ratio, specific enthalpy and specific entropy. The development of the model began with implementation of dependencies describing the semi-ideal gas. The model was then extended to the real gas model using correction factors reflecting the impact of pressure. The real gas equations of state were chosen, namely due to Redlich–Kwong, Peng–Robinson, Soave– Redlich–Kwong, and Lee–Kesler. All the correction functions were derived analytically from the mentioned equations of real gas behaviour. The philosophy of construction of computational algorithms was presented and relevant calculation and numerical algorithms were discussed. Created software allowed to obtain results which were analysed and partially validated.
EN
Load flow studies are carried out in order to find a steady state solution of a power system network. It is done to continuously monitor the system and decide upon future expansion of the system. The parameters of the system monitored are voltage magnitude, voltage angle, active and reactive power. This paper presents techniques used in order to obtain such parameters for a standard IEEE – 30 bus and IEEE-57 bus network and makes a comparison into the differences with regard to computational time and effectiveness of each solver.
5
Wykorzystanie metod numerycznych w konstruowaniu osadników wielostrumieniowych
PL
Zastosowano metodę numeryczną do modelowania układów wielofazowych. Główny nacisk położono na weryfikację i sposób zdefiniowania takich parametrów analizy, jak skład ziarnowy oraz krok czasowy. Zaproponowano metodykę wykonania numerycznych symulacji pracy osadnika pod kątem wykorzystania w procesie optymalizacji konstrukcji osadnika wielostrumieniowego.
EN
Sedimentation process was modeled by a multiphase system simulation, in which the dispersed phase was defined on the basis of its phys. properties. The numerical simulations were carried out as variables in time (time step 0.5 s) by using the Ansys Fluent package. Good agreement between modeling results and lab. tests was obsd.
PL
W artykule przedstawiono oceny maksymalnych głębokości wnikania strumieni kumulacyjnych w stal pancerną w funkcji odległości od podstawy wkładki. Dane – chwilowe współrzędne położeń, mas oraz prędkości elementów strumieni były wynikiem obliczeń numerycznych działania wybranych konstrukcji ładunków kumulacyjnych. Pokazano, iż głębokość krateru jest funkcją dopuszczalnego wydłużenia elementów strumienia oraz ich minimalnej prędkości. Wyniki porównano z danymi doświadczalnymi.
EN
The paper shows the estimations of maximal penetration depths of shaped charge jets in a steel armour as a function of stand-off distance to the liner base. The data – instantaneous coordinates of positions, masses, and velocities of jet elements was received as results of numerical calculations for selected examples of designs of shaped charges. It was shown that the crater’s depth is a function of acceptable maximal extension of jet elements and their minimal velocity. The results were compared with experimental data.
7
A study of thermal conductivity in multilayer building materials and products
EN
At this time, the solution to the problem of energy use, namely: energy conservation and energy efficiency is extremely important. Saving energy in buildings by solving the practical problems of reducing the total consumption of energy resources, is implemented through the use of effective thermal insulation materials, energy-efficient structures of external walls and a significant increase in thermal protection of the operated Fund. The actual solution to these problems is the development of new approaches to the calculation, design and manufacturing of insulation materials in wall constructions and how they are implemented. Therefore, it is necessary to improve the theoretical and scientific basis in order to make a more thorough study of the distribution of temperature within the material from which the design is made. Different methods of researching the thermal conductivity of multilayer structures and methods for calculating the temperature field of single- and multi-layered building structures have been proposed in studies of temperature distribution and energy efficiency improvements of building materials and products.
PL
Obecnie rozwiązanie problemu zużycia energii, a mianowicie: oszczędzanie energii i efektywność energetyczna, jest niezwykle ważne. Oszczędzanie energii w budynkach poprzez rozwiązywanie praktycznych problemów zmniejszenia całkowitego zużycia zasobów energetycznych realizowane jest poprzez zastosowanie efektywnych materiałów termoizolacyjnych, energooszczędnych konstrukcji ścian zewnętrznych oraz znaczny wzrost ochrony cieplnej. Rzeczywistym rozwiązaniem tych problemów jest opracowanie nowych podejść do obliczania, projektowania i produkcji materiałów izolacyjnych wykorzystywanych w konstrukcjach ścian oraz sposobu ich zastosowania. Dlatego konieczne jest ulepszenie podstaw teoretycznych i naukowych w celu dokładniejszego zbadania rozkładu temperatury w materiale, z którego wykonany jest dany element konstrukcji. Do analizy rozkładu temperatury i poprawy efektywności energetycznej materiałów i produktów budowlanych zaproponowano różne metody badania przewodności cieplnej konstrukcji wielowarstwowych oraz obliczania pola temperatur jedno- i wielowarstwowych konstrukcji budowlanych.
EN
In the last 20 years, a new meshless computational method has been developed that is called peridynamics. The method is based on the parallelized code. The subject of the study is the deformation of open-cell copper foams under dynamic compression. The computational model of virtual cellular material is considered. The skeleton structure of such a virtual cellular material can be rescaled according to requirements. The material of the skeleton is assumed as the oxygen free high conductivity (OFHC) copper. The OFHC copper powder can be applied in additive manufacturing to produce the open-cell multifunctional structures, e. g., crush resistant heat exchangers, heat capacitors, etc. In considered peridynamic computations the foam skeleton is described with the use of an elastic-plastic model with isotropic hardening. The dynamic process of compression and crushing with different impact velocities is simulated.
EN
This study appraised optimisations of numerical solutions of the one-dimensional advection–dispersion model (AD-Model) to synthetic data generated using an analytical solution. The motivation for the work was to identify reliable methods for estimating stream solute transport parameters from observed events in small rivers. Numerical solutions of the AD-Model must contend with several effects that might disturb the solution, with the introduction of numerical diffusion and numerical dispersion being particularly important issues. This poses a problem if physical dispersion is being identified by optimising model coefficients using observations of solute transport from field experiments. The discretisation schemes used were the Backward-Time/Centred-Space, Crank–Nicolson, Implicit QUICK, MacCormack and QUICKEST methods. Optimisations were obtained for several grid resolutions by keeping the time step constant whilst varying the space step: the range of Peclet number, Pe, was 1.5–12.0. Generally, increasing the space step led to poorer estimated coefficients and poorer fits to the synthetic concentration profiles. For Pe < 5 only Crank–Nicolson, MacCormack and QUICKEST gave reliable optimised dispersion coefficients: those from Backward-Time/Centred-Space and Implicit QUICK being significantly underestimated. For Pe > 5 Crank–Nicolson and MacCormack gave slightly overestimated dispersion coefficients whilst the other methods gave significantly underestimated dispersion coefficients. These findings were generally consistent with the known presence of numerical diffusion and numerical dispersion in the methods.
EN
art I of this paper presents basic knowledge about Finite Element Method including the modeling method of ship structures. Numerical modeling methods were also shortly described. A ship hull and the upper works are typical thin-walled structures. Modeling method of plates (typical 2-D elements) with stiffeners (1-D elements) is presented in details. In the part II of the article, practical example of Ro-Ro ship's deck analyses was performed using Patran-Nastran software (MSC Software). The most common and dangerous risks and errors occurring in the process of ship structure modeling were discussed.
PL
W pierwszej części pracy przedstawiono podstawową wiedzę o Metodzie Elementów Skończonych ze szczególnym uwzględnieniem metod modelowania konstrukcji okrętowych. Metody modelowania numerycznego zostały również krótko omówione. Kadłub statku oraz jego nadbudówka to typowa konstrukcja cienkościenna. Dokładnie przedsta­wiono metodę modelowania płyt (typowe elementy 2-D) wraz z usztywnieniami (elementy 1-D). W części drugiej artykułu zaprezentowano szereg analiz przeprowadzonych na przykładzie pokładu statku typu ro-ro, z wykorzystaniem oprogramowania Patran-Nastran (MSC Software). Omówiono najpopularniejsze i najgroźniejsze błędy występujące podczas modelowania konstrukcji okrętowych.
PL
EN
The paper describes the known processes of collapsing of shaped charge conical liner elements to the axis of symmetry and their partition into an internal part creating the jet and an external part remaining in the slug. An element of the liner has the length of a numerical cell and is divided into 18 layers perpendicularly to the liner contour. The existence of velocity gradients along some liner elements creating the jet is shown – the first internal layers of liner elements get the maximal velocities. In consequence the shaped charge jet has a layered structure which is similar to a shaped charge jet produced by half-spherical liner. Axial homogeneity of the jet is a function of liner material granulation and numerical cells dimensions in our case. Results of numerical calculations are compared with results of analytical calculations based on the PER model.
12
Analiza nośności połączenia wciskowego
PL
Przedstawiono analizę numeryczną procesu wciskania wału w oprawę i sposób określania nośności wcisku w programie obliczeniowym FEMAP v.11.2, z zastosowaniem metody elementów skończonych (MES). Porównano wyniki analizy i obliczeń (uzyskane na podstawie analogii Lamego) i zweryfikowano doświadczalnie z wykorzystaniem systemu pomiarowego MTS.
EN
The analysis of interference-fit joints process and theirs strength, by finite element method (FEM) in FEMAP v. 11.2 numerical system is presented. The results of the analysis are compared with the numerical results obtained with the Lame calculations. All results were also verified experimentally with the MTS measurement system.
13
Selected applications of differential equations in Vanilla Options valuation
EN
The purpose of this paper is to present the applications of differential equations in Vanilla Options pricing. At the beginning we introduce main assumptions of the Black-Scholes Model with necessary comments, which as a norm can not be easily found in literature. In section 2, we show what the diffusion equation and the fair price of the European option have in common. Please note that these considerations were originally presented as proof of the Black-Scholes Formula. In sections 3 and 4 we explain why valuation of the American option can be coming down to Free Boundary Problem. Note: It is very interesting that the same mathematical model is well known as Stefan Problem describing temperature distribution in a homogeneous medium undergoing a phase change. At the end, we introduce the Finite Difference Method which will be used to solve problem numerically. We will describe the main features of the method and highlight situations in which the method might fail. At the end we make a comparison with other, widely used methods. The contribution of this paper is in an empirical analysis of effectiveness of the Finite Difference Method applied to the considered problem. Beyond this, the article has a review character.
PL
Celem niniejszego artykułu jest przedstawienie zastosowań równań różniczkowych w wycenie opcji waniliowych. Na początku przedstawiamy główne założenia modelu Blacka-Scholesa z niezbędnymi komentarzami, których jako normę nie można łatwo znaleźć w literaturze. Następnie pokazujemy, co wspólnego ma równanie dyfuzji ze sprawiedliwą ceną opcji europejskiej. Należy pamiętać, że te rozważania zostały pierwotnie przedstawione jako dowód wzoru Blacka-Scholesa. Kolejno wyjaśniamy, dlaczego wycena opcji amerykańskiej może zostać sprowadzona do problemu ze swobodnym brzegiem, znanym jako problem Stefana opisującym propagacje temperatury w niejednorodnym ośrodku ulegającym przemianom fazowym. W końcowej części pracy wprowadzamy metodę różnic skończonych, która posłuży do numerycznego rozwiązania problemu. Opisujemy główne cechy metody pokazując potencjalne zagrożenia, które mogą pojawić się w wyniku zastosowania tej metody bez dokładnego zrozumienia jej struktury. Dokonujemy również porównania z innymi, szeroko stosowanymi metodami.
14
Composition of wavelet and Fourier transforms
EN
The paper presents the basic properties of the serial composition of two transformations: wavelet and Fourier. Two types of transformations were obtained because wavelet and Fourier transformations do not commute. The consequences of a phenomenon known as a "wavelet crime" are presented. Using wavelets with compact support in the frequency domain (e.g. Meyer wavelets) leads to the representation of signals as sparse matrices. Speech signals were used to test the presented transforms.
PL
W pracy przedstawione są podstawowe własności szeregowego złożenia dwóch transformacji: falkowej i Fouriera. Uzyskano dwa rodzaje transformacji ponieważ transformacje falkowe i Fouriera nie są przemienne. Przedstawione są konsekwencje zjawiska zwanego "przestępstwem falkowym". Zastosowanie falek ze zwartymi nośnikami w dziedzinie częstotliwości (np. falki Meyera) prowadzi do reprezentacji sygnałów w postaci macierzy rzadkich. Sygnały mowy zostały użyte do przetestowania przedstawionych transformacji.
EN
Thermal processes occuring in the solid bodies are, as a rule, described by the well-known Fourier equation (or the system of these equations) supplemented by the appropriate boundary and initial conditions. Such a mathematical model is sufficiently exact to describe the heat transfer processes in the macro scale for the typical materials. It turned out that the energy equation based on the Fourier law has the limitations and it should not be used in the case of the microscale heat transfer and also in the case of materials with a special inner structure (e.g. biological tissue). The better approximation of the real thermal processes assure the modifications of the energy equation, in particular the models in which the so-called lag times are introduced. The article presented is devoted to the numerical aspects of solving these types of equations (in the scope of the microscale heat transfer). The results published by the other authors can be found in the references posted in the works cited below.
PL
Programy typu CFD stanowią przyszłościową alternatywę dla tradycyjnych metod badań mikroklimatu oraz komfortu termicznego na terenach zurbanizowanych. W niniejszej pracy wykorzystano jeden z programów CFD - ENVI-met (4.1.2.) w celu oceny możliwości zastosowania danych pogodowych pochodzących ze stacji meteorologicznych oraz bezpośrednich pomiarów terenowych w symulacjach procesów atmosferycznych. Badaniami objęto dwie przestrzenie publiczne na terenie Łodzi, tj. plac miejski przy skrzyżowaniu ul. Piotrkowskiej i ul. Więckowskiego oraz Stary Rynek. Modelowaniu zostały poddane parametry takie jak temperatura powietrza oraz wilgotność względna. Wyniki przeprowadzonych badań wykazały, że największym stopniem zgodności z wartościami rzeczywistymi charakteryzowały się symulacje bazujące na wartościach pozyskanych z bezpośrednich pomiarów terenowych. Dodatkowo zostały porównane wyniki uzyskane dla bezchmurnej pogody oraz z uwzględnieniem zachmurzenia.
EN
CFD applications are promising alternative to traditional microclimate research and thermal comfort on urbanized areas. The CFD program ENVI-met (4.1.2.) was used in the paper in order to evaluate possibilities of usage of meteorological data obtained from weather stations and direct field research in atmospheric process simulations. Two public spaces such as: the town square at Piotrkowska and Więckowskiego crossroad and Stary Rynek in Lodz were considered in research. Air temperature and relative humidity were modelled in the study. The highest quality of results was obtained in simulations based on direct field measurements. Additionally, simulations for cloudless and cloudiness weather were compared.
EN
The article presents an innovative concept of enhancing the flood embankments and landfills monitoring. The key advantage of such a solution is to obtain a more detailed distribution of components within a flood barrier. It leads to more early and sufficient threat detection, considering the exploitation of the building, thus - a vast enhancement of an embankment’s performance. The method is based on implementing a neural system, composed of a number of parallelly-working neural networks. Each of them generate a singular point of final output view. By implementing such monitoring measures it is possible to successfully reconstruct two-and-three dimensional models of flood barriers and dams - including possible breaches and damages within its inner structure. An important advantage of such a solution is the possibility of replacing the systems that monitor hydrotechnical facilities pixel-by- pixel by neural imaging. The performed research leads to solving the problem of low resolution of such images. As this problem was of crucial value to tomographic imaging method, it was a main obstacle to the development of neural reconstruction method. Moreover, as the results may be obtained in real-time and at various levels, these new functionalities stand out in comparison to currently used methods for monitoring protective banks.
PL
W artykule zaprezentowano nowatorską koncepcję usprawnienia monitoringu wałów i zapór przeciwpowodziowych. Główną przewagą nowego rozwiązania nad znanymi metodami jest uzyskanie dokładniejszego rozkładu komponentów wnętrza zapory, co zasadniczo przyczynia się do wczesnego i niezawodnego wykrycia zagrożeń związanych z eksploatacją tego typu budowli. Dzięki temu, zastosowanie nowej metody spowoduje wzrost niezawodności zabezpieczeń przeciwpowodziowych. W opisywanej metodzie założono wytrenowanie systemu neuronowego złożonego z wielu działających równolegle sieci neuronowych, z których każda generuje pojedynczy punkt obrazu wyjściowego. Powyższy sposób, uwzględniający jednoczesne zastosowanie wielu sieci neuronowych, umożliwia skuteczną realizację trudnych zagadnień rekonstrukcji obrazów dwu i trój-wymiarowych, w tym obrazowanie uszkodzeń i przecieków wnętrza zapór przeciwpowodziowych. Ważną zaletą prezentowanej metody jest możliwość zastąpienia obrazowaniem neuronowym wielu innych, obecnie stosowanych systemów, które monitorują budowle hydrotechniczne w sposób punktowy. Przeprowadzone badania umożliwiają rozwiązanie problemu niskiej rozdzielczości obrazów tomograficznych, co stanowi główną barierę rozwoju tych metod w odniesieniu do dużych budowli ziemnych. Poprawa rozdzielczości rekonstruowanych obrazów, a także możliwość ich uzyskiwania w różnych przekrojach w czasie rzeczywistym, są nowymi funkcjonalnościami, które wyróżniają obrazowanie neuronowe na tle obecnie stosowanych metod monitoringu wałów i zapór przeciwpowodziowych.
EN
Paper presents the results of dynamic behavior analysis of a high-rise building under seismic loads as part of the “base-foundation-building” system. Analysis covers different types of reinforced concrete construction with girder frame and non-girder frame. Using modal analysis, paper presents differences in mode shapes and frequencies caused by the presence or absence of girders. Paper also demonstrates variations in the stress-strain state for the vertical bearing structures under the seismic load for different frame types.
PL
W artykule zostały przedstawione wyniki analizy dynamicznej zachowania się wielokondygnacyjnego budynku wysokiego pod obciążeniem sejsmicznym jako układu "podłoże gruntowe – fundament – budynek". Analiza obejmuje różne rodzaje konstrukcji szkieletowych z betonu zbrojonego o ramie nośnej z belkami wzmocnienia i bez nich. Wykorzystując analizę modalną, w artykule podane różnice we własnych formach i częstotliwościach dla różnych rodzajów szkieletu budynku. W prace również zostały wykazane zmiany w rozkładzie naprężeń w pionowych konstrukcjach nośnych budynku pod obciążeniem sejsmicznym w zależności od rodzaju szkieletu budynku.
EN
The aim of the present work is to verify a numerical implementation of a binary fluid, heat conduction dominated solidification model with a novel semi-analytical solution to the heat diffusion equation. The semi-analytical solution put forward by Chakaraborty and Dutta (2002) is extended by taking into account variable in the mushy region solid/liquid mixture heat conduction coefficient. Subsequently, the range in which the extended semi-analytical solution can be used to verify numerical solutions is investigated and determined. It has been found that linearization introduced to analytically integrate the heat diffusion equation impairs its ability to predict solidus and liquidus line positions whenever the magnitude of latent heat of fusion exceeds a certain value.
EN
The paper presents basic knowledge about Finite Element Method including the modeling method of ship structures. Numerical modeling methods were also shortly described. A ship hull and an upper works is typical thin-wallded structure. Modeling method of plates (typical 2-D elements) with stiffeners (1-D elements) is presented in details. In the part II of the article the practical example of Ro-Ro ship's deck analyses was performed with using Patran-Nastran software (MSC Software). The most common and dangerous risks and errors occurring in the process of ship structure modeling were discussed.
PL
W pracy przedstawiono podstawową wiedzę o metodzie elementów skończonych ze szczególnym uwzględnieniem metod modelowania konstrukcji okrętowych. Metody modelowania numerycznego zostały również krótko omówione. Kadłub statku oraz jego nadbudówka to typowa konstrukcja cienkościenna. Dokładnie przedstawiono metodę modelowania płyt (typowe elementy 2-D) wraz z usztywnieniami (elementy 1-D). W części 2 artykułu zaprezentowano szereg analiz przeprowadzonych na przykładzie pokładu statku typu ro-ro, z wykorzystaniem oprogramowania Patran-Nastran (MSC Software). Omówiono najpopularniejsze i najgroźniejsze błędy występujące podczas modelowania konstrukcji okrętowych.
Strona / 13
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.