Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

Ten serwis zostanie wyłączony 2025-02-11.

Nowa wersja platformy, zawierająca wyłącznie zasoby pełnotekstowe, jest już dostępna.
Przejdź na https://bibliotekanauki.pl

Ograniczanie wyników

Znaleziono wyników: 2

Liczba wyników na stronie

Wyniki wyszukiwania

Sortuj według:

Ogranicz wyniki do:

Topological derivative method for electrical impedance tomography problems

100%

Ferreira A. D. , Novotny A. A. , Sokołowski J.

Informatyka, Automatyka, Pomiary w Gospodarce i Ochronie Środowiska

2016

tom nr 2

4--8

In the field of shape and topology optimization the new concept is the topological derivative of a given shape functional. The asymptotic analysis is applied in order to determine the topological derivative of shape functionals for elliptic problems. The topological derivative (TD) is a tool to measure the influence on the specific shape functional of insertion of small defect into a geometrical domain for the elliptic boundary value problem (BVP) under considerations. The domain with the small defect stands for perturbed domain by topological variations. This means that given the topological derivative, we have in hand the first order approximation with respect to the small parameter which governs the volume of the defect for the shape functional evaluated in the perturbed domain. TD is a function defined in the original (unperturbed) domain which can be evaluated from the knowledge of solutions to BVP in such a domain. This means that we can evaluate TD by solving only the BVP in the intact domain. One can consider the first and the second order topological derivatives as well, which furnish the approximation of the shape functional with better precision compared to the first order TD expansion in perturbed domain. In this work the topological derivative is applied in the context of Electrical Impedance Tomography (EIT). In particular, we are interested in reconstructing a number of anomalies embedded within a medium subject to a set of current fluxes, from measurements of the corresponding electrical potentials on its boundary. The basic idea consists in minimize a functional measuring the misfit between the boundary measurements and the electrical potentials obtained from the model with respect to a set of ball-shaped anomalies. The first and second order topological derivatives are used, leading to a non-iterative second order reconstruction algorithm. Finally, a numerical experiment is presented, showing that the resulting reconstruction algorithm is very robust with respect to noisy data.

W dziedzinie optymalizacji kształtu i topologii zaproponowano nową koncepcję pochodnej topologicznej danego funkcjonału kształtu. Zastosowano asymptotyczną analizę w celu określenia pochodnej topologicznej funkcjonału kształtu dla zagadnień eliptycznych. Pochodna Topologiczna – PT (ang. the topological derivative – TD) jest miarą wpływu wtrącenia w postaci małego defektu na funkcjonał kształtu w badanym obszarze dla eliptycznego zagadnienia brzegowego. Obszar z małym defektem traktowany jest jako obszar zaburzony przez zmiany topologii. Oznacza to, że dana pochodna topologiczna stanowi aproksymację pierwszego rzędu ze względu na mały parametr, który określa objętość defektu dla obliczanego funkcjonału kształtu w zaburzonym obszarze. PT jest funkcją zdefiniowaną w obszarze niezaburzonym, który może być wyznaczony na podstawie znajomości rozwiązania zagadnienia brzegowego w tym (niezaburzonym) obszarze. Oznacza to że PT może być wyznaczona poprzez rozwiązanie zagadnienia brzegowego w obszarze niezaburzonym. Można rozważyć pierwszego jak również drugiego rzędu pochodną topologiczną, zapewniającą aproksymację funkcjonału kształtu ze znacznie lepszą precyzją w porównaniu do PT pierwszego rzędu rozwinięcia w obszarze zaburzonym. W niniejszej pracy PT jest zastosowana w kontek- ście Elektrycznej Tomografii Impedancyjnej (ETI). W szczególności jesteśmy zainteresowani w rekonstrukcji pewnej liczby anomalii wewnątrz obszaru, na podstawie pomiarów potencjału na brzegu rozpatrywanego obszaru. Podstawowa idea zawarta jest w minimalizacji funkcjonału, będącego miarą niedopasowania między pomiarami potencjału na brzegu obszaru a potencjałem elektrycznym uzyskanym na podstawie modelu matematycznego uwzględniającego zbiór anomalii o kształcie kuli. Zastosowanie pierwszego i drugiego rzędu pochodnej topologicznej prowadzi do nieiteracyjnego algorytmu rekonstrukcyjnego drugiego rzędu. W zakończeniu artykułu przedstawiono eksperyment numeryczny, wykazujący, że zaproponowany algorytm obrazowania jest bardzo odporny na zaszumione dane pomiarowe.

Characterization of shear stress distribution on a flat roof with solar collectors

100%

Thiis T. , Ferreira A. D. , Molnar M. , Erichsen A. V.

Czasopismo Techniczne. Budownictwo

2015

tom Y. 112, iss. 2-B

359--368

In the search for new renewable energy sources, photovoltaic systems and solar thermal collectors have become more common in buildings. With increased efficiency and demand for energy, solar power has also become exploitable at higher latitudes where snow is a major load on buildings. For flat roofs, one usually expects approximately 80% of the snow to be eroded off the roof surface. Installing solar panels would change this since the flow pattern and wind conditions on the roof are affected by their presence. This study shows the erosion of sand particles from underneath solar panels of various configurations associated with different wind velocities. The pattern of erosion is used to determine the relative friction velocity, u*REL, of the wind on the roof. This value is the friction velocity on the roof relative to the friction velocity on a flat roof without solar panels. The experiments, conducted in a wind tunnel, show that the area where u*REL is 0 and where it is expected that sand and snow will accumulate in case of an upwind particle source and decrease with increasing distances between roof and solar panel. It is also shown that a larger gap between the solar panel and roof surface creates larger erosion zones, where u*REL > 1 for both wind directions. Since the erosion is closely linked to the air flow under the solar panels, and that higher air velocity increases the erosion, it is likely that a larger solar panel, extending higher into the free air flow would be desirable to avoid snow accumulation on a flat roof with solar panels. If the solar panel has large enough dimensions, the solar panels can be used as a deflector to decrease snow accumulation on flat roofs. With solar panels of the size in the current experiments, a building with a length smaller than the equivalent of x/L = 0.3 would have u*REL > 1 on most of the roof surface and would thus likely have a lower snow load than an equivalent float roof without solar panels.

Wraz ze zwiększoną efektywnością i zapotrzebowaniem na energię, energia słoneczna stała się możliwa do wykorzystywania w większych szerokościach geograficznych, gdzie śnieg jest głównym obciążeniem budynków. W przypadku płaskich dachów, można się spodziewać, że 80% śniegu jest zwiewane z jego powierzchni. Po zainstalowaniu paneli słonecznych, sytuacja ulega zmianie, gdyż przepływ powietrza i warunki wiatrowe na dachu zmieniają się. Praca przedstawia erozję ziaren piasku spod paneli słonecznych, w różnych układach, przy różnych prędkościach wiatru. Forma erozji jest wykorzystywana do wyznaczania względnej prędkości tarciowej, u*REL, wiatru na dachu, względem dachu bez paneli. Doświadczenia w tunelu aerodynamicznym wskazują obszar, gdzie u*REL = 0 i gdzie piasek i śnieg będą się zbierać w przypadku źródła ziaren w napływie i zmniejszać się wraz ze wzrostem odległości między dachem i panelem słonecznym. Większy odstęp między panelem i dachem przyczynia się do zwiększenia obszarów erozji, gdzie u*REL > 1, dla obu kierunków wiatru. Ponieważ erozja jest silnie związana z przepływem pod panelami, a większa prędkość powietrza powoduje wzrost erozji, prawdopodobne jest, że większy panel słoneczny, sięgający wyżej w przepływie powietrza, jest pożądany, aby uniknąć gromadzenia się śniegu na powierzchni dachu. Jeśli panel ma wystarczająco duże wymiary, może zostać wykorzystany do zmniejszenia gromadzenia się śniegu na dachu. W przypadku paneli słonecznych w rozmiarach użytych w badaniach, budynek o długości mniejszej niż x/L = 0,3 ma u*REL > 1 na większości powierzchni dachu i będzie charakteryzować się mniejszym obciążeniem śniegiem, niż na odpowiednim dachu bez paneli słonecznych.