Publications Repository - Gdańsk University of Technology

Page settings

polski
Publications Repository
Gdańsk University of Technology

Publications from the year 2011

Show all
  • Modeling of Common Mode Currents Induced by Motor Cable in Converter Fed AC Motor Drives
    • Jarosław Łuszcz
    2011

    Investigation of conducted EMI generation in AC motor fed by pulse width modulated frequency converters requires to consider parasitic capacitances in converters, motor windings and feeding cables to be taken into account. Motor voltage transients and related common mode currents are significantly correlated with resonance effects occurring in load circuits. An analysis of frequency converter load impedance-frequency characteristics allows for identification and determination of frequency ranges in which the foremost contributions to EMI noise generation have the voltage ringing phenomena associated with the load parasitic capacitances. This paper presents a method to model an AC motor with a feeding cable in conducted EMI frequency range up to 30 MHz. Distributed parasitic capacitances of AC motor windings are modeled by a ladder circuit. The proposed circuit model allows for an analysis of the influence of motor feeding cable parameters on common mode currents generated in AC motor drive system, particularly in AC motor itself. The simulation results obtained based on the proposed ladder circuit model are verified by the experimental tests which have been carried out for an exemplary adjustable speed AC motor drive application.


  • Modeling of Composite Shells in 6-Parameter Nonlinear Theory with Drilling Degree of Freedom
    • Jacek Chróścielewski
    • Ireneusz Kreja
    • Agnieszka Sabik
    • Wojciech Witkowski
    2011 Full text MECHANICS OF ADVANCED MATERIALS AND STRUCTURES

    Within the framework of a 6-parameter nonlinear shell theory, with strain measures of Cosserat type, constitutive relations are proposed for thin elastic composite shells. The material law is expressed in terms of five engineering constants of classical anisotropic continuum plus an additional parameter accounting for drilling stiffness. The theory allows for unlimited displacements and rotations. A number of examples are presented to show the correctness of the proposed model.


  • Modeling of natural convection with Smoothed Particle Hydrodynamics: Non-Boussinesq formulation
    • Kamil Szewc
    • Jacek Pozorski
    • A. Taniere
    2011 INTERNATIONAL JOURNAL OF HEAT AND MASS TRANSFER


  • Modeling organic nitrogen conversions in activated sludge bioreactors
    • Jacek Mąkinia
    • Krishna Pagilla
    • Krzysztof Czerwionka
    • H. David Stensel
    2011 WATER SCIENCE AND TECHNOLOGY

    For biological nutrient removal (BNR) systems designed to maximize nitrogen removal, the effluent total nitrogen (TN) concentration may range from 2.0 to 4.0 g N/m3 with about 25-50% in the form of organic nitrogen (ON). In this study, current approaches to modeling organic N conversions (separate processes vs. constant contents of organic fractions) were compared. A new conceptual model of ON conversions was developed and combined with Activated Sludge Model No. 2d (ASM2d). The model addresses a new insight into the processes of ammonification, biomass decay and hydrolysis of particulate and colloidal ON (PON and CON, respectively). Three major ON fractions incorporated are defined as dissolved (DON) (o0.1 mm), CON (0.1-1.2 mm) and PON (41.2 mm). Each major fraction was further divided into two sub-fractions - biodegradable and non-biodegradable. Experimental data were collected during field measurements and lab experiments conducted at the ''Wschod'' WWTP (570,000 PE) in Gdansk (Poland). The accurate steady-state predictions of DON and CON profiles were possible by varying ammonification and hydrolysis rates under different electron acceptor conditions. With the same model parameter set, the behaviors of both inorganic N forms (NH4-N, NOX-N) and ON forms (DON, CON) in the batch experiments were predicted. The challenges to accurately simulate and predict effluent ON levels from BNR systems are due to analytical methods of direct ON measurement (replacing TKN) and lack of large enough database (in-process measurements, dynamic variations of the ON concentrations) which can be used to determine parameter value ranges.


  • Modeling the effect of parasitic capacitances on the dead-time distortion in multilevel NPC inverters
    • Krzysztof Jakub Szwarc
    • Artur Cichowski
    • Janusz Nieznański
    • Paweł Szczepankowski
    2011

    A simple model is derived and verified for evaluating the effect of parasitic capacitances on the dead-time related voltage distortion in multilevel NPC voltage source inverters. The model permits well-defined and precise compensation of dead-time distortion, exhibiting meaningful improvement on compensation methods neglecting the effects of parasitic capacitances. A simple formula is given for evaluating the capacitances as serial/parallel connections of transistor capacitances and external capacitances (introduced by the cables and load).


  • Modeling two phase flow in large scale fractured porous media with an extended multiple interacting continua method
    • Alexandru Tatomir
    • Adam Szymkiewicz
    • Holger Class
    • Rainer Helmig
    2011 Full text CMES-COMPUTER MODELING IN ENGINEERING & SCIENCES

    We present a two phase flow conceptual model, the corresponding simulator (2pMINC) and a workflow for large-scale fractured reservoirs, based on a continuum fracture approach which uses the multiple interacting continua (MINC) method complemented with an improved upscaling technique. The complex transient behavior of the flow processes in fractured porous media is captured by subgridding the coarse blocks in nested volume elements which have effective properties calculated from the detailed representation of the fracture system. In this way, we keep a physically based approach, preserve the accuracy of the model, avoid the common use of empirically derived transfer functions and considerably reduce the complexity of the problem which is reflected in the speedup factors up to 1000. The results are verified by comparison to a discrete fracture model (DFM) for which the fractures and matrix are explicitly accounted for. The simulator is applied to an idealized medium with periodic fracture pattern and to a real, naturally fractured reservoir, mapped on the "wave platforms" along the Bristol Channel. The evaluation shows that the extended MINC model is able to reproduce both, the large-scale permeability and the dynamics of the fracture-matrix mass transfer, correctly.


  • Modélisation d'ordre non entier des machines synchrones. Modèle fréquentiel non linéaire, identification des paramètres, calcul de la réponse temporelle.
    • Szymon Racewicz
    2011

    Dans les réseaux d'énergie électrique contemporains, on assiste à une diversification considérable des différentes sources d'énergie. L'énergie produite est transformée par une grande quantité de dispositifs électriques pour être finalement acheminée à diverses installations électriques. Il devient donc primordial d'améliorer les modèles des différents composants électriques afin de pouvoir prévoir les interactions entre eux et éventuellement revenir à une étape de conception des réseaux.Dans ce livre, un modèle fréquentiel non linéaire du générateur synchrone est présenté. Contrairement aux modèles classiques comportant des cellules R-L, il intègre des impédances d'ordre un demi qui permettent de bien caractériser les phénomènes d'induction électromagnétique sur une grande plage de fréquences, tout en réduisant l'ordre et le nombre des paramètres du modèle. Ces impédances ont été validées par rapport aux mesures effectuées sur une tôle ferromagnétique bobinée, ainsi qu'en les comparant aux simulations par éléments finis. L'identification des paramètres de la machine étudiée est faite grâce aux caractéristiques SSFR mesurées sur la machine synchrone saturée.


  • Modelling and analysis of beam/bar structure by application of bond graphs
    • Cezary Orlikowski
    • Rafał Hein
    2011 Full text Journal of Theoretical and Applied Mechanics

    The paper presents an uniform, port-based approach to modelling of beam/bar systems (trusses). Port-based model of such distributed parameter system has been defined by application of the bond graph methodology and the distributed transfer function method (DTFM). The proposed method of modelling enables to formulate input data for computer analysis by application of the DTFM. The constructed computational package enables the frequency domain analysis. Additionally presented approach uses the DTFM to obtain modal reduced model of considered system in the form of modal bond graph. Presented algorithm in simply way allows to obtain modal reduced model of complex distributed-lumped parameter beam/bar systems.


  • Modelling method for a class of distributed-lumped parameter systems
    • Rafał Hein
    • Cezary Orlikowski
    2011

    The paper presents an alternative approach for modelling and order reduction of continuous system. The proposed methodology combines application of two methods: the modal decomposition method and the rigid finite element method. The given continuous structure is divided into 1D continuous substructures. For each 1D substructure modal decomposition and reduction procedure is applied. Interactions between substructures are described by lumping technique. Presented method enables to obtain reduced, low order model of continuous 2D and 3D systems. The proposed approach is illustrated by an simple example


  • Modelling of in-plane wave propagation in a plate using spectral element method and Kane-Mindlin theory with application to damage detection
    • Magdalena Rucka
    2011 ARCHIVE OF APPLIED MECHANICS

    This paper presents results of experimental and numerical analyses of in-plane waves propagatingin a 5 mm-thick steel plate in the frequency range of 120-300 kHz. For such a thickness/frequency ratio,extensional waves reveal dispersive character. To model in-plane wave propagation taking into account thethickness-stretch effect, a novel 2D spectral element, based on the Kane-Mindlin theory, was formulated. Anapplication of in-plane waves to damage detection is also discussed. Experimental investigations employing alaser vibrometer demonstrated that the position and length of a defect can precisely be identified by analysingreflected and diffracted waves.


  • Modelling of the Heat Flux Density Distribution for Laser Beam Welding
    • Andrzej Marmołowski
    • Wojciech Kiełczyński
    2011 Solid State Phenomena

    Great interest of the laser beam welding in industry is a new theoretical task, making planning the welding procedure specification and the quality control of welded joints easier. Estimating and calculating the dimensions of a weld pool and temperature distribution near weld mainly concern heat source modelling. In the presented work calculations of welding pool shape and thermal field for cylindrical-powered-normally model of heat source have been presented. Parameters of the model of heat source and weld pool geometry were determined using analytical-numerical calculations. The results of numerical calculations were compared with the experimental data for butt joint made by CO2 laser beam. Comparable results have been observed. Practical recommendations for assumptions of model parameters - the flux density energy distribution of the heat source in case of calculations of the thermal field in the vicinity of a weld pool are given.


  • Modelling of two-component turbulent mass and heat transfer in air-fed pressurised suits
    • Krzysztof Tesch
    • M.w. Collins
    • T.g. Karayiannis
    • M.a. Atherton
    • P. Edwards
    2011 Full text FLOW TURBULENCE AND COMBUSTION

    In this paper the modelling of an important industrial problem is addressed, which involves the two-component turbulent flow with heat transfer that takes place inside protective clothing. The geometry of the flow boundaries is reconstructed in a CAD system from photogrammetry scan data. The overall model is sufficiently realistic to allow, after validation, design improvements to be tested. Those presented here allow the reduction of hotspots over the worker's body surface and increase thermal comfort.


  • Modelowanie chropowatości powierzchni elementów wytwarzanych metodą Stereolitografii
    • Stefan Dzionk
    • Włodzimierz Przybylski
    2011

    Powierzchnia modeli wykonywanych metodą Stereolitografii cechuje struktura zwana ''efektem schodkowym''. Aby minimalizować proces dodatkowej obróbki należy tak ustawiać model w stosunku do warstw przyrostowych aby na najbardziej istotnych powierzchniach uzyskać minimalną chropowatość. W artykule przedstawiono istotne elementy procesu jak i modele struktury powierzchni oraz porównawcze wyniki zgodności z badaniami eksperymentalnymi.


  • Modelowanie i badania doświadczalne implantów stosowanych w operacjach laparoskopowych
    • Izabela Lubowiecka
    • Agnieszka Tomaszewska
    • Czesław Szymczak
    • Błażej Meronk
    • Maciej Śmietański
    2011

    W pracy przedstawiono problemy modelowania implantów wszczepianych do powięzi w czasie operacji przepuklin brzusznych. Zastosowano metodę elementów skończonych w implementacj komputerowej systemu MSC.Marc.Wyniki symulacji komputerowej porównano z wynikami badań doświadczalnych implantu połączonego z powięzia zszywkami, które przeprowadzono w specjalnej, szczelnej komorze. Badany układ implant-powięź poddany był działaniu impulsowego ciśnienia imitujacego kaszel. Uzyskano zadawalajacą zgodność wyników.


  • Modelowanie i symulacja napędów elektrycznych kolejowych pojazdów trakcyjnych z silnikami indukcyjnymi
    • Sławomir Judek
    • Krzysztof Karwowski
    • Lech Lipiński
    • Mirosław Miszewski
    2011 Full text Pojazdy Szynowe

    W artykule zaprezentowano model trakcyjnego układu napędowego dla elektrycznego pojazdu kolejowego. Odwzorowuje on działanie silników indukcyjnych z algorytmem sterowania silnika według metody polowo-zorientowanej RFOC z regulatorami prądów typu PI z ograniczeniami sygnałów wyjściowych. Uzyskane wyniki symulacyjne zweryfikowano z przebiegami rzeczywistymi uzyskanymi podczas jazdy na odcinku testowym. Opracowany model umożliwia wygodną analizę parametrów pojazdu. Wyznaczono energochłonność pojazdu z uwzględnieniem wpływu parametrów sterowania.


  • Modelowanie molekularne w projektowaniu nowych chemoterapeutyków przeciwgrzybowych
    • Aleksandra Miszkiel
    2011

    Gwałtowny wzrost inwazyjnych zakażeń typu grzybowego jest jednym z największych problemów współczesnej medycyny, a mimo to na rynku leków przeciwgrzybicznych dostępnych jest zaledwie kilka chemoterapeutyków. Dzieje się tak, gdyż duże podobieństwo komórek ludzkich i grzybowych jak dotąd uniemożliwiało opracowanie w pełni skutecznych a zarazem nietoksycznych dla człowieka leków. Obecnie prowadzone badania najczęściej skupiają się na różnicach w budowie błony cytoplazmatycznej, na obecności ściany komórkowej w komórkach grzybowych oraz na różnej reakcji na inhibicję syntazy glukozamino-6-fosforanu.Coraz częściej w poszukiwaniach związków aktywnych wykorzystuje się techniki modelowania molekularnego. Głębsze zrozumienie molekularnych podstaw grzybiczej patogenezy, możliwe dzięki połączeniu biochemii z modelowaniem molekularnym, coraz częściej służy pomocą tradycyjnym eksperymentom. Przykładem takiego podejścia są badania mechanizmu działania amfoterycyny B oraz inhibicji enzymu syntazy glukozamino-6-fosforanu.


  • Modelowanie numeryczne krzyżowego wymiennika ciepła w zastosowaniach klimatyzacyjnych
    • Jacek Barański
    • Michał Gliński
    • Marek Jaskólski
    2011 Instal

    Praca przedstawia wyniki obliczeń numerycznych krzyżowego wymiennika ciepła wykorzystywanego w klimatyzacji. Zawarte są wyniki obliczeń 2D i 3D rozpatrywanego wymiennika. Obliczenia wykonano z zastosowaniem oprogramowania CFD Ansys Fluent.


  • Modelowanie procesów i sterowania instalacji komponowania asfaltów
    • Łukasz Michalczyk
    • Kazimierz Duzinkiewicz
    • Robert Piotrowski
    2011 Full text Modelowanie Inżynierskie

    Asfalty są obecnie jednymi z kluczowych produktów rafinerii nafty. Zapewnienie wymaganej jakości tych produktów ma wpływ na jej wyniki ekonomiczne. Wymagana jakość uzyskiwana jest poprzez utrzymanie laboratoryjnie wyznaczonych stosunków ilościowych pomiędzy komponentami. Zadanie to realizowane jest przez hierarchiczne układy sterowania automatycznego. Niezadowalająca jakość działania tych układów może wynikać z braków i niedokładności modeli użytych w procesie ich projektowania. W artykule przedstawiono matematyczny model procesów i sterowania instalacji komponowania asfaltów zbudowany w oparciu o wiedzę i wyniki pomiarów obiektowych. Celem jego budowy było uzyskanie narzędzia analizy, które może służyć poprawie jakości działania instalacji komponowania. Zaprezentowane zostały wyniki badań porównawczych przebiegu kluczowych wielkości instalacji uzyskane z modelu i z obiektu. Podjęta została próba analizy rozbieżności służąca wskazaniu kierunków dalszych badań i obszarów pozyskania danych.


  • Modelowanie propagacji fal sprężystych w tarczy typu T w kontekście możliwości diagnostycznych
    • Jacek Chróścielewski
    • Magdalena Rucka
    • Krzysztof Wilde
    • Wojciech Witkowski
    2011 Full text Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

    Tematem pracy są symulacje przebiegu fal sprężystych w płaskiej tarczy o kształcie przypominającym literę T. Obliczenia wykonano, stosując metodę elementów spektralnych. Porównawcze rozwiązania numeryczne wykonane zostały dla tarczy nieuszkodzonej, jak również dla tarczy z wprowadzonym uszkodzeniem. Zadaniem rejestrowanych sygnałów czasowych przyspieszeń fal sprężystych jest próba wykrycia i zlokalizowania uszkodzenia. W pracy przeprowadzono dyskusję nad możliwością detekcji uszkodzeń w rozpatrywanym typie węzła konstrukcji kratowych.


  • Modelowanie przepływu turbulentnego z fazą dyspersyjną metodą LES
    • Maria Knorps
    2011

    Zostały przedstawione wyniki modelowania metodą LES turbulentnegoruchu płynu z fazą dyspersyjną w kanale grzanym. Wybrane statystyki pól prędkości i temperatury zostały porównane z dostępnymi danymi DNS. Uzyskano dobrą zgodność gęstości rozkładu prawdopodobieństwa temperatury cząstek przy ściankach z danymi eksperymentalnymi. Przedstawiono dalsze możliwości analizy prędkości i temperatury fazy dyspersyjnej w turbulentnym ruchu płynu.