2018 - Publications Repository - Gdańsk University of Technology

Show publications from the year

Publications from the year 2018

Show all

Forecasting values of cutting power for the sawing process of impregnated pine wood on band sawing machine
- Daniel Chuchała
- Kazimierz Orłowski
2018 Full text Mechanik
W artykule przedstawiono prognozowane wartości mocy skrawania dla pilarki taśmowej (ST100R firmy STENNER), które są stosowane w polskich tartakach. Wartości mocy skrawania oszacowano dla drewna sosny zwyczajnej (Pinus sylvestris L.), które zostało poddane impregnacji. Dla porównania wyznaczono również wartości mocy skrawania dla drewna niezaimpregnowanego. Wartości te określono za pomocą innowacyjnej metody prognozowania sił skrawania, która uwzględnia elementy mechaniki pękania. Uzyskane w ten sposób prognozy porównywano z wartościami mocy skrawania otrzymanymi metodą klasyczną, opartą na właściwym oporze skrawania.
Formation of intermetallic compounds in the solid-liquid composites of the Ga-Ni system
- Ihor Shtablavyi
- Stepan Mudry
- O Kovalskyi
- P Demchenko
- R Serkiz
- Marcin Stanisław Łapiński
- Yu Klanichka
2018 Materials Research Express
The processes of formation of intermetallic compounds in the composite system of liquid gallium-nickel powder by the methods of x-ray diffraction, scanning electron microscopy and differential thermal analysis have been studied. A change in the phase composition was discovered and the influence of thermal treatment of the composites under investigation on the phase formation processes was analyzed. The mechanism of gallium enriched intermetallic compounds formation is proposed, taking into account the content of the composite, the temperature and the duration of chemical interaction of components in the melt-solid system.
Fractional Calculus Evaluation of Hyaluronic Acid Crosslinking in a Nanoscopic Part of Articular Cartilage Model System
- Piotr Bełdowski
- Piotr Weber
- Tristan De Leon
- Wayne K. Auge
- Adam Gadomski
2018 Full text
This work presents a study of the mechanism of physical crosslinking of hyaluronic acid in the presence of common phospholipids in synovial joint organ systems. Molecular dynamic simulations have been executed to understand the formation of hyaluronan networks at various phospholipid concentrations. The results of the simulations suggest that the mechanisms exhibit subdiffusion characteristics. Transportation quantities derive as a function of time during numerical calculations of mean square displacement, and observations of sublinear growth were noted. Coarse-grained models are deployed to obtain a mathematical description where a random walker and several subdiffusion schemes of its motion describe the models. The ﬁndings of this study may establish mechanisms of biopolymer network formations in normal and pathologic synovial ﬂuid and help elucidate the mechanism of facilitated AC biolubrication.
Fracture Toughness and Shear Yield Strength Determination for Two Selected Species of Central European Provenance
- Ludka Hlaskova
- Kazimierz Orłowski
- Zdenek Kopecky
- Martin Svitak
- Tomasz Ochrymiuk
2018 Full text BIORESOURCES
When offcut of wood is formed by shearing, Atkins’s analyses of sawing processes can be applied. Using this modern approach, it is possible to determine the fracture toughness and shear yield strength of wood. This model is only applicable for the axial-perpendicular cutting direction because both of these parameters are suitable for the given direction of cutting edge movement and cannot be considered material constants. Alternatively, these parameters can be recalculated for the perpendicular and axial directions of cutting when the parameters are considered non-variable quantities. The set of data necessary for calculation can be easily obtained while cutting wood with common circular saw blades. It is necessary to assure a minimum of two levels of workpiece height and two diverse levels of feed speed. The main aim was to develop an alternative methodology for simultaneous determination of wood fracture toughness and shear yield strength for two principal directions regarding wood grains on the basis of cutting tests performed during circular saw blade cutting for two selected wood species of Central Europe provenance, such as spruce (Picea abies L.) and beech (Fagus silvatica L.).
Frequent Sequence Mining in Web Log Data
- Paweł Weichbroth
2018
The amount of information available even on a single web server can be huge. On the other hand, the amount of visitors (users) can often reach a number of at least six digits. Users vary in gender, age and education, and in consequence their information needs are different. Moreover, they subconsciously expect to get more adequate content after visiting the first few pages. The scope of this kind of problem relates to the domain of information filtering, as a method for delivering relevant information. To solve such a problem, different sources of unstructured or structured data can be used, one of the latter type being web server log data. Executed logging processes on the server side can gather valuable data showing requests sent by users to available resources shared on a particular web site. In this paper, we introduce the Apriori-like FWP algorithm for frequent sequence mining in web log data. Discovered sequences present reconstructed navigation paths across shared web pages by a number of users satisfying a defined minimum. Such knowledge can primarily be used for content recommendation, as well as in cross-marketing strategies and email promotion campaigns.
Freshening of salinized groundwater in Gdańsk Quaternary aquifer
- Maria Przewłócka
- Beata Jaworska-Szulc
- Bohdan Kozerski
- Małgorzata Pruszkowska-Caceres
- Adam Szymkiewicz
- Andrzej Kwaterkiewicz
2018
The main Quaternary aquifer in the Gdańsk region connects directly with salt waters of the Martwa Wisła River and the Gulf of Gdańsk. This aquifer has been used for many years by large municipal and industrial intakes located on the marine lowlands, with maximum output 6236 m3 /h in 1985. Owing to an intensive exploitation, groundwater in the area of the Old Gdańsk has been salinized by intrusion of salt water from the Martwa Wisła River. Concentration of chlorides in some wells reached 2000-3000 mgCl/dm3 , leading to degradation of groundwater resources in this area. As a consequence the “Grodza Kamienna” groundwater intake had to be put out of operation. Salt water intrusion from the Gulf of Gdańsk was provoked in 1970s and 1980s by overexploitation of groundwater resources by three municipal intakes situated on the marine terrace. Concentration of chlorides in some piezometers of the “Czarny Dwór” groundwater intake amounted to 700 – 1000 mgCl/dm3 , however in the pumping wells of the intake it never exceeded the drinking water standards. In 1990s groundwater pumping rates in both areas were lowered. As a result, the chloride concentration decreased and the resources started to recover. Current observations prove that groundwater of the main Quaternary aquifer is freshening and salt water intrusion has stopped. However, elevated concentrations of chlorides are observed in the shallow aquifer, due to anthropopressure.
From Knowledge based Vision Systems to Cognitive Vision Systems: A Review
- Thamiris Souza
- Caterine De
- Cesar Sanin
- Edward Szczerbicki
2018 Full text
Computer vision research and applications have their origins in 1960s. Limitations in computational resources inherent of that time, among other reasons, caused research to move away from artificial intelligence and generic recognition goals to accomplish simple tasks for constrained scenarios. In the past decades, the development in machine learning techniques has contributed to noteworthy progress in vision systems. However, most applications rely on purely bottom-up approaches that require large amounts of training data and are not able to generalize well for novel data. In this work, we survey knowledge associated to Computer Vision Systems developed in the last ten years. It is seen that the use of explicit knowledge has contributed to improve several computer vision tasks. The integration of explicit knowledge with image data enables the development of applications that operate on a joint bottom-up and top-down approach to visual learning, analogous to human vision. Knowledge associated to vision systems is shown to have less dependency on data, increased accuracy, and robustness.
From Sequential to Parallel Implementation of NLP Using the Actor Model
- Michał Zielonka
- Jarosław Kuchta
- Paweł Czarnul
2018 Full text Advances in Intelligent Systems and Computing
The article focuses on presenting methods allowing easy parallelization of an existing, sequential Natural Language Processing (NLP) application within a multi-core system. The actor-based solution implemented with the Akka framework has been applied and compared to an application based on Task Parallel Library (TPL) and to the original sequential application. Architectures, data and control flows are described along with execution times for an application analyzing an online dictionary of foreign words and phrases.
From unextendible product bases to genuinely entangled subspaces
- Maciej Demianowicz
- Remigiusz Augusiak
2018 Full text PHYSICAL REVIEW A
Unextendible product bases (UPBs) are interesting mathematical objects arising in composite Hilbert spaces that have found various applications in quantum information theory, for instance in a construction of bound entangled states or Bell inequalities without quantum violation. They are closely related to another important notion, completely entangled subspaces (CESs), which are those that do not contain any fully separable pure state. Among CESs one finds a class of subspaces in which all vectors are not only entangled but genuinely entangled. Here we explore the connection between UPBs and such genuinely entangled subspaces (GESs) and provide classes of nonorthogonal UPBs that lead to GESs for any number of parties and local dimensions. We then show how these subspaces can be immediately utilized for a simple general construction of genuinely entangled states in any such multipartite scenario.
Full Network Coverage Monitoring Solutions – The netBaltic System Case
- Damian Karpowicz
- Tomasz Gierszewski
- Krzysztof Nowicki
2018
This paper defines the problem of monitoring a specific network, and more precisely – part of reporting process, which is responsible for the transport of data collected from network devices to station managers. The environment requires additional assumptions, as a specific network related to the netBaltic Project is to be monitored. Two new monitoring methods (EHBMPvU and EHBMPvF) are proposed, which priority is full network coverage. Both are based on employing additional IPv6 headers. Methods have been ana-lyzed in dedicated simulation environment and compared to classic monitoring solution – SNMP. The results show, that one of the proposed solutions outperform the current standard, but depend on traffic characteristics of the network.
Full scale measurements of pressure field induced on the quay wall by bow thrusters – indirect method for seabed velocities monitoring
- Teresa Abramowicz-Gerigk
- Zbigniew Burciu
- Wojciehc Górski
- Maciej Reichel
2018 OCEAN ENGINEERING
The paper presents the results of full-scale experimental investigation of loads generated on the quay wall by bow thrusters during unberthing of a self-manoeuvring vessel. The presented research allowed for the comparison of the measurements results with generally accepted empirical prediction methods and confirmed the utility of the developed measuring setup for the on-line monitoring of jet induced loads. The conclusions from the research are focused on the strengths and limitations of the presented measuring method and its applicability for the on-line monitoring of loads induced by bow thrusters on seabed protection along the quay wall.
Fully bio-based poly(propylene succinate) synthesis and investigation of thermal degradation kinetics with released gases analysis
- Paulina Parcheta
- Iwona Koltsov
- Janusz Datta
2018 Full text POLYMER DEGRADATION AND STABILITY
One of the most important information about polyesters is their thermal stability and phase transition tem- peratures. These characteristics give information about the promising behavior of the polyester during proces- sing. In this work, linear bio-based polyester polyols were prepared with the use of succinic acid and 1.3- propanediol (both with natural origin). As a polycondensation catalyst was used tetraisopropyl orthotitanate (TPT), which different amount was employed. The thermogravimetric analysis allowed to observe high thermal stability and one step of the thermal decomposition. This analysis affirmed also that the catalyst content did not influence the thermal degradation characteristics of the prepared polyols. Nevertheless, it has huge importance in the context of thermal degradation kinetics. It was determined with the use of Ozawa, Flynn, and Wall and Kissinger's methods to verifying catalyst impact on the thermal degradation kinetics. Moreover, probable me- chanism of the prepared bio-based polyols thermal degradation was proposed based on the QMS results.
Functional safety with cybersecurity for the control and protection systems on example of the oil port infrastructure
- Marcin Śliwiński
- Emilian Piesik
2018 Journal of Polish Safety and Reliability Association, Summer Safety and Reliability Seminars
Safety and cybersecurity aspects consist of two different group of functional requirements for the industrial control and protection systems in the oil port installation. It is the main reason why the analyses of safety and cybersecurity shouldn’t be integrated directly. These article presented some important issues of the functional safety analysis with regard to cybersecurity aspects in the oil seaport infrastructure. The proposed approach will be composed of the following items: process and procedure based safety and cybersecurity management, integrated safety and cybersecurity assessment of industrial control system (ICS). The problem is illustrated on practical example of the part oil seaport installation. A method based on quantitative and qualitative information is proposed for the SIL (IEC 61508, 61511) verification with regard of the evaluation assurance levels (EAL) (ISO/IEC 15408), the security assurance levels (SAL) (IEC 62443).
Funkcjonowanie zespołów napędu hydraulicznego maszyn w niskich temperaturach otoczenia
- Ryszard Jasiński
2018
W pracy przedstawiono cztery warianty klasyfikacji rozruchów oziębionego napędu hydraulicznego. Pierwsza sytuacja dotyczy zagadnienia, w którym wszystkie zespoły układu napędowego wraz z olejem mają taką samą niską temperaturę podczas rozruchu. Pozostałe warianty odnoszą się do rozruchu w warunkach szoku termicznego wywołanych zasilaniem ciepłym czynnikiem roboczym oziębionych zespołów hydraulicznych. Rozruch zespołów w takich warunkach powoduje wstąpienie wiele niekorzystnych zjawisk. Jednym z nich są zmiany luzów między współpracującymi elementami zespołów hydraulicznych. W Laboratorium Hydrauliki Wydziału Mechanicznego Politechniki Gdańskiej, na stanowiskach w komorach niskich temperatur, przebadano: pompy zębate, tłoczkowe osiowe i promieniowe, siłowniki, silniki satelitowe i orbitalne, silnik tłokowy promieniowy oraz rozdzielacze proporcjonalne i klasyczne oraz serwozawór. Podczas badań zespołów rejestrowano wiele parametrów, na podstawie których uzyskano dane o przebiegach zmian temperatury elementów zespołów hydraulicznych, ciśnienia w kanałach zespołów, prędkości obrotnej, natężenia przepływu, momentu obrotowego w funkcji czasu. Przeprowadzono analizę zjawisk cieplnych typowych zespołów hydraulicznych, uruchamianych w warunkach szoku termicznego. Opracowano i opisano trzy metody do określenia obszarów parametrów prawidłowego lub nieprawidłowego działania zespołu hydraulicznego w warunkach szoku termicznego na podstawie analizy zmian luzów efektywnych między współpracującymi elementami. Tymi metodami są: eksperymentalna, analityczna i symulacji komputerowej. Wyznaczono wartości współczynników przejmowania ciepła w zależności od prędkości obrotowej lub natężenia przepływu. Wyznaczone współczynniki przejmowania ciepła posłużyły do przeprowadzenia symulacji komputerowych procesów nagrzewania zespołów hydraulicznych. Uzyskano rozkłady pól temperatury elementów zespołów hydraulicznych oraz przebiegi temperatury tych elementów potrzebne do wyznaczenia luzów między współpracującymi elementami zespołów. W pracy pokazano rezultaty symulacji komputerowej niektórych zespołów hydraulicznych: pompy wielotłoczkowej osiowej, silnika satelitowego i rozdzielacza proporcjonalnego. Wyniki z symulacji komputerowej porównano z wynikami eksperymentalnymi i uzyskano dużą zbieżność przebiegów temperatury elementów z badań eksperymentalnych i symulacji komputerowych. Przedstawiono kilka sposobów zapobiegania zanikowi efektywnego luzu.
Furan Fragmentation in the Gas Phase: New Insights from Statistical and Molecular Dynamics Calculations
- Ewa Erdmann
- Marta Łabuda
- Néstor Aguirre
- Sergio Díaz-Tendero
- Manuel Alcamí
2018 Full text JOURNAL OF PHYSICAL CHEMISTRY A
We present a complete exploration of the different fragmentation mechanisms of furan (C4H4O) operating at low and high energies. Three different theoretical approaches are combined to determine the structure of all possible reaction intermediates, many of them not described in previous studies, and a large number of pathways involving three types of fundamental elementary mechanisms: isomerization, fragmentation, and H/H2 loss processes (this last one was not yet explored). Our results are compared with the existing experimental and theoretical investigations for furan fragmentation. At low energies the first processes to appear are isomerization, which always implies the breaking of one C−O bond and one or several hydrogen transfers; at intermediate energies the fragmentation of the molecular skeleton becomes the most relevant mechanism; and H/H2 loss is the dominant processes at high energy. However, the three mechanisms are active in very wide energy ranges and, therefore, at most energies there is a competition among them.
Fusion of DNA-binding domain of Pyrococcus furiosus ligase with TaqStoffel DNA polymerase as a useful tool in PCR with difficult targets
- Marta Śpibida
- Beata Krawczyk
- Beata Zalewska-Piątek
- Rafał Piątek
- Magdalena Wysocka
- Marcin Olszewski
2018 Full text APPLIED MICROBIOLOGY AND BIOTECHNOLOGY
The DNA coding sequence of TaqStoffel polymer- ase was fused with the DNA-binding domain of Pyrococcus furiosus ligase. The resulting novel recombinant gene was cloned and expressed in E. coli. The recombinant enzyme was purified and its enzymatic features were studied. The fusion protein (PfuDBDlig-TaqS) was found to have enhanced processivity as a result of the conversion of the Taq DNA polymerase from a relatively low processive to a highly processive enzyme. The abovementioned processivity enhancement was about threefold as compared to the recombinant TaqStoffel DNA polymerase (TaqS), and the recombinant fusion protein was more thermostable. It had a half-life of 23 min at 99 °C as compared to 10 min for TaqS. The fusion protein also showed a significantly higher resistance to PCR inhibitors such as heparin or lactoferrin and the fusion polymerase-amplified GC-rich templates much more efficiently and was efficient even with 78% GC pairs.
Future of medicine: personalized oncology
- Natalia Maciejewska
- Maciej Bagiński
2018
Understanding genetic and epigenetic mechanisms of tumorigenesis allows identifying many vital mutations affected the formation of various malignancies. This led to the discovery of a new therapeutic approach, based on molecular mechanisms in the world of medicine, which is called personalized medicine (PM). This review aims to outline the state of the art of the personalized medicine in treatment, taking into account anti-cancer therapy used in selected types of tumors and the difficulties that must be faced with a PM.
Fuzyjne polimerazy DNA – otrzymywanie, charakterystyka i zastosowanie
- Marta Śpibida
2018 Full text
Obecnie reakcje PCR (ang. Polymerase Chain Reaction) wykazują bardzo szerokie zastosowanie w diagnostyce medycznej, biologii molekularnej czy inżynierii genetycznej. Efektywność tych reakcji rozumiana jako wydajność i wierność przeprowadzonej amplifikacji jest nieodłącznie związana ze stosowaną polimerazą DNA i warunkami prowadzenia reakcji PCR. Aby sprostać wymaganiom stawianym przez nowoczesne metody diagnostyczne oraz współczesną inżynierię genetyczną konieczne jest poszukiwanie polimeraz DNA o coraz lepszych właściwościach. Dotychczas wprowadzane modyfikacje amplifikacji DNA to przede wszystkim stosowanie udoskonalonych buforów, wzmacniaczy reakcji PCR, wprowadzanie mutacji w polimerazach DNA lub konstrukcje polimeraz chimerycznych. Coraz popularniejsze stają się również modyfikacje znanych już polimeraz DNA poprzez tworzenie ich fuzji z białkami mogącymi poprawić ich użyteczność. Podstawowym założeniem niniejszej pracy było otrzymanie nowej, lepszej polimerazy DNA jako wynik fuzji polimerazy DNA z białkiem wiążącymi jedno- lub dwuniciowe DNA i zbadanie jej nowych właściwości pod względem procesywności, termostabilności, powinowactwa do matrycy DNA, jak również odporności na inhibitory występujące w próbkach klinicznych (np. we krwi). Modyfikacjom została poddana najbardziej popularna w diagnostyce molekularnej polimeraza DNA z Thermus aquaticus z delecją reszt aminokwasowych tworzących domenę odpowiedzialną za aktywność egzonukleolityczną 5’→3’ (TaqStoffel). Natomiast białkami, które zastosowano do fuzji były białka mające naturalną zdolność do wiązania się z DNA: RB69SSB, TtePriB i NeqSSB oraz domena DBD ligazy P. furiosus. Cechy nowych polimeraz DNA porównano z polimerazą DNA TaqStoffel. Uzyskano polimerazy o ulepszonych podstawowych cechach, bardziej przydatnych do pracy z problematycznymi matrycami (długie i bogate w pary GC) oraz z próbkami, którym mogą towarzyszyć inhibitory z krwi (laktoferyna, heparyna). Ponadto wykazano wzrost termostabilności, procesywności i czułości fuzyjnych polimeraz DNA zwłaszcza w przypadku fuzji z białkiem SSB pochodzącym z Nanoarchaeum equitans (NeqSSB) oraz domeną DBD ligazy Pyrococcus furiosus.Zoptymalizowane i przeprowadzone doświadczenia pozwoliły również na wyznaczenie istotnych cech białek użytych w fuzji z polimerazą DNA (co może być istotne w racjonalnym projektowaniu innych fuzyjnych polimeraz DNA) oraz sposobu badania ich właściwości.
Garnizon w Gdańsku przykładem kształtowania atrakcyjnych przestrzeni miejskich na terenach powojskowych
- Michał Kwasek
- Karol Grębowski
- Jarosław Przewłócki
2018 Full text Studia Komitetu Przestrzennego Zagospodarowania Kraju PAN
Celem artykułu jest przedstawienie polskiego przykładu działań rewitalizacyjnych na terenach „odzyskiwanych” w mieście. Opisywany proces dotyczy Garnizonu w Gdańsku Wrzeszczu. Tereny te były dawniej zajmowane przez wojsko, obecnie od kilku lat prowadzone są na nich prace budowlane mające na celu stworzenie kompleksowego zespołu mieszkalno-usługowego z bogatą ofertą usług towarzyszących. Rewitalizacja tego obszaru umożliwia włączenie go do silnie zurbanizowanej tkanki miejskiej. Położenie w centrum jednej z głównych dzielnic miasta, bardzo dobre połączenia komunikacyjne sprawiają, że jest to lokalizacja atrakcyjna dla mieszkańców i przedsiębiorców. W artykule odniesiono się do innych realizacji tego typu, podkreślając, że udana rewitalizacja dawnych koszar w Gdańsku w dużym stopniu prowadzona jest z poszanowaniem zastanej tkanki historycznej. Przedstawiony rys historyczny analizowanego terenu umożliwia zapoznanie się z jego dawnym charakterem i jego wpływem na współczesne decyzje projektowe. Wskazane zostały zastosowane sposoby kształtowania atrakcyjnych przestrzeni miejskich.
Gas Composition Influence on the Properties of Boron-Doped Diamond Films Deposited on the Fused Silica
- Bartłomiej Dec
- Mateusz Ficek
- Michał Rycewicz
- Łukasz Macewicz
- Marcin Gnyba
- Mirosław Sawczak
- Michał Sobaszek
- Robert Bogdanowicz
2018 Full text MATERIALS SCIENCE-POLAND
The main subject of this study are molecular structures and optical properties of boron-doped diamond films with [B]/[C] ppm ratio between 1000 and 10 000, fabricated in two molar ratios of CH 4 -H 2 mixture (1 % and 4 %). Boron-doped diamond (BDD) film on the fused silica was presented as a conductive coating for optical and electronic purposes. The scanning electron microscopy images showed homogenous and polycrystalline surface morphology. The Raman spectroscopy confirmed the growth of sp ³ diamond phase and sp ² carbon phase, both regular and amorphous, on the grain boundaries, as well as the efficiency of boron doping. The sp ³ /sp ² ratio was calculated using the Raman spectra deconvolution method. A high refractive index (in a range of 2.0 to 2.4 at λ = 550 nm) was achieved for BDD films deposited at 700 °C. The values of extinction coefficient were below 1.4 at λ = 550 nm, indicating low absorption of the film