Publications Repository - Gdańsk University of Technology

Page settings

polski
Publications Repository
Gdańsk University of Technology

Show publications from the year

Publications from the year 2018

Show all
  • An Empirical System Loss Model for Body Area Networks in a Passenger Ferry Environment
    • Paweł Tomasz Kosz
    • Sławomir Ambroziak
    • Jacek Stefański
    • Krzysztof Cwalina
    • Luis M. Correia
    • Kenan Turbic
    2018

    This paper presents a general empirical system loss model for estimating propagation loss in Body Area Networks in off-body communications at 2.45 GHz in a passenger ferry environment. The model is based on measurements, which were carried out in dynamic scenarios in the discotheque passenger ferry environment. The model consists of three components: mean system loss, attenuation resulting from the variable antenna position on the human body, and attenuation due to fading. Preliminary results for system loss components in dynamic scenarios in the discotheque environment are presented. The components of mean system loss and variable antenna position attenuation are modelled by using a linear regression. The obtained root mean square error for the mean system loss is lower than 5 dB. The fading components are modelled by Lognormal and Nakagami-m distributions.

  • An Empirical System Loss Model for Body Area Networks in a Passenger Ferry Environment
    • Paweł Tomasz Kosz
    • Sławomir Ambroziak
    • Jacek Stefański
    • Krzysztof Cwalina
    • Luis M. Correia
    • Kenan Turbic
    2018

    This paper presents a general empirical system loss model for estimating propagation loss in Body Area Networks in off-body communications at 2.45 GHz in a passenger ferry environment. The model is based on measurements, which were carried out in dynamic scenarios in the discotheque passenger ferry environment. The model consists of three components: mean system loss, attenuation resulting from the variable antenna position on the human body, and attenuation due to fading. Preliminary results for system loss components in dynamic scenarios in the discotheque environment are presented. The components of mean system loss and variable antenna position attenuation are modelled by using a linear regression. The obtained root mean square error for the mean system loss is lower than 5 dB. The fading components are modelled by Lognormal and Nakagami-m distributions.

  • An Experimental Investigation of Pressure Wave Celerity During the Transient Slurry Flow
    • Apoloniusz Kodura
    • Michał Kubrak
    • Paweł Stefanek
    • Katarzyna Weinerowska-Bords
    2018 GeoPlanet: Earth and Planetary Sciences

    Transportation of slurries in pressure pipelines is an example of a complex flow due to specific parameters of transported medium. For practitioners, the economy of designing and maintenance is usually the most important factor. For this reason, most of hydrotransport installations are fairly simple; however, they become more vulnerable to negative effects of the transient flow which can occur in pressure pipelines. As the consequence, the phenomenon may cause major damage, and thus, it should be precisely described. A deep analysis of transients in slurries is crucial, both from theoretical and practical points of view. In this paper, the experimental investigation of pressure wave celerity during the transient flow of slurries in the high density polyethylene pressure pipe was described. The value of this celerity has a significant influence on the pressure changes in the pipeline, and thus, its correct determination is crucial to calculate the actual maximal pressure increases or decreases. To achieve the aim, two sets of the physical tests were performed. The first series were carried out with use of a physical model, enabling the measurements of pressure characteristics caused by a rapid valve closure. The experiments were accomplished both for slurries of different densities and for water. The second series were carried out in a real hydrotransport installation. The analysis of the experimental data was compared with the theoretical equation for the wave celerity. Experimental data indicates a huge difference compared to the theoretical values of celerity. The results confirm the necessity for revision of the theoretical expression for the wave celerity.

  • An experimental investigation on the effect of new continuous core-baffle geometry on the mixed convection heat transfer in shell and coil heat exchanger
    • Rafał Andrzejczyk
    • Tomasz Muszyński
    2018 Full text APPLIED THERMAL ENGINEERING

    In the article, the authors presented the influence of continuous core-baffle geometry at mixed convection heat transfer in shell and coil heat exchanger. Experiments were carried out for a large power range, i.e. from 100W to 1200W and mass flow rates ranging from 0.01 kg/s to 0.025 kg/s. During the experiments, the mass flow rate of cooling water, the temperature of water at the inlet and outlet as well as the wall temperature of the coil (at 6 points over the coil's circumference) and the water temperature in the jacket of the exchanger (at 10 points along the shell height) were measured. The article confirmed that new form of continuous baffle geometry can successfully enhance heat transfer, but rather for small values of mass flow rates. It was also noted that the inlet/outlet configuration has significant influences on the fluid flow as well as temperature distribution at the jacket of the heat exchanger. The new experimental Nusselt numbers correlation at the shell side of the heat exchanger with continuous core-baffles was presented.

  • An improved scalable method of isolating asphaltenes
    • Maksymilian Plata-Gryl
    • Christian Jungnickel
    • Grzegorz Boczkaj
    2018 Full text JOURNAL OF PETROLEUM SCIENCE AND ENGINEERING

    A new, improved and scalable procedure of asphaltene fraction isolation is presented and compared to standard test methods. The new procedure uses 1:40 feedstock to solvent (n-heptane) ratio (g/mL), filtration through a cellulosic thimble and extensive washing in a Soxhlet type extractor. The group type composition and purity of the asphaltene fractions have been examined using thin-layer chromatography with flame-ionization detection. This study revealed that the new procedure provides a higher purity of asphaltene fraction resulting in a more accurate determination of its content in bitumens when comparing to the standard test method. Moreover, an attempt of evaluation of the scale-up possibility of the proposed and standard test methods was made, revealing that new procedure is more scalable than standard test methods. It is possible to obtain large quantities of a high purity asphaltene fraction even on a process scale. This feature is crucial for technical analytics, for researchers studying asphaltenes characteristic as well as for other novel applications of asphaltenes such as its use as sorbents in separation techniques.

  • An in-depth look at the tire rubber hardness influence on tire/road noise measurements
    • Erik Bühlmann
    • Sebastian Egger
    • Piotr Mioduszewski
    • Ulf Sandberg
    2018 Full text

    When assessing the acoustic quality of a road pavement with the close-proximity (CPX) or the on-board sound intensity (OBSI) method, the rubber hardness of the reference tire substantially affects the measurement. Practical experience shows that measurement tires can get significantly harder within a single measurement season. This is why one would like to normalize measurements to a reference rubber hardness. The recently published technical specification defining the reference tires for CPX measurements (ISO/TS 11819-3), therefore, includes a new correction for tire rubber hardness. Early experiences with this new correction procedure raised questions about its accuracy. This paper takes an in-depth look on the influence of tire rubber hardness on CPX measurements for both reference tires P1 and H1. It analyses existing and new data and summarizes the research from several scientific contributions on this topic. It provides evidence that the effect of rubber hardness is tire specific and that separate correction factors for the P1 and the H1 tires lead to accuracy gains and improved repeatability and reproducibility of the method. The study concludes by proposing a revised tire-specific approach for the tire rubber hardness correction of CPX measurement results.

  • An Intelligent Decision-Making System for Autonomous Units Based on the Mind Model
    • Zdzisław Kowalczuk
    • Michał Czubenko
    2018 Full text

    This article presents a specific part of current trends in autonomous robotics. It pays special attention to the basic aspects of cognitive architecture. After a brief introduction, we shortly describe the Intelligent System of Decision-making developed at the Gdansk University of Technology.

  • An Off-Body Narrowband and Ultra-Wide Band Channel Model for Body Area Networks in a Ferry Environment
    • Krzysztof Cwalina
    • Sławomir Ambroziak
    • Piotr Rajchowski
    2018

    In the article an off-body narrowband and ultra-wide band channel model for Body Area Networks in a ferry environment is described. A mobile, heterogeneous measurement stand, that consists of three types of devices: miniaturized mobile nodes, stationary reference nodes and a data acquisition server was developed. A detailed analysis of both radio channels parameters in untypical indoor environment was carried out. An analysis of system loss for off-body communication, including mean system loss, slow fading component (corresponding to body shadowing) and fast fading component (associated with the multipath phenomenon), both for the 868 MHz narrowband and for the 6489 MHz ultra-wide band channels, was performed. Obtained system loss exponent values are in the range of [0.13; 0.85] for line-of-sight conditions, and [1.25; 3.46] for non-line-of-sight conditions. For the investigated environment the lognormal distribution was found to be the best describing the slow and fast fading, regardless of the frequency band and on-body antenna placement. A statistical analysis of the model parameters was also carried out and its good matching to the empirical data was proved.

  • An Off-Body Narrowband and Ultra-Wide Band Channel Model for Body Area Networks in a Ferryboat Environment
    • Krzysztof Cwalina
    • Sławomir Ambroziak
    • Piotr Rajchowski
    2018 Full text Applied Sciences-Basel

    In the article an off-body narrowband and ultra-wide band channel model for body area networks in a ferryboat environment is described. Considering the limited number of publications there is a need to develop an off-body channel model, which will facilitate the design of radio links, both from the multimedia services provider and the security point of view, for body area networks in this atypical environment. A mobile heterogeneous measurement stand, using radio distance measurements, which consists of three types of devices: miniaturized mobile nodes, stationary reference nodes, and a data acquisition server, was developed. A detailed analysis of both radio channels’ parameters was carried out. An analysis of system loss for off-body communication, including mean system loss, large-scale fading (corresponding to body shadowing), and small-scale fading (associated with the multipath phenomenon), both for 868 MHz narrowband and for 6489 MHz ultra-wide band channels, was performed. A statistical analysis of the obtained system loss model parameters was also carried out; good fit to the empirical data is observed.

  • An optimised placement of the hard quality sensors for a robust monitoring of the chlorine concentration in drinking water distribution systems
    • Rafał Łangowski
    • Mieczysław Brdyś
    2018 Full text JOURNAL OF PROCESS CONTROL

    The problem of an optimised placement of the hard quality sensors in drinking water distribution systemsunder several water demand scenarios for a robust monitoring of the chlorine concentration is formulatedin this paper. The optimality is understood as achieving a desired trade off between the sensors and theirmaintenance costs and the accuracy of estimation of the chlorine concentration. The contribution of thiswork is a comprehensive approach to optimised sensor placement by addressing a single, bi and multi-objective problem formulations including a comparison of the proposed methods in terms of the numberof hard sensors placed and the performance of the monitoring system. During the design of optimisedsensors placement algorithms, the interval observer, recently developed by the authors is applied as thesoft sensors. Finally, for the purpose of validating the performance of the algorithms, they are applied tothe model of a real drinking water distribution system.

  • An overview of the cognitive and biological effects of city nighttime illumination including a London case study
    • Karolina Zielińska-Dąbkowska
    • Kyra Xavia
    2018 Full text Conscious Cities Anthology 2018:Human-Centred Design, Science, and Technology

    Current scientific research demonstrates how critical the effects of city nighttime illumination are upon cognitive and biological health1 – which needs to be adequately acknowledged, understood and addressed by conscious cities and the plans they develop. Until recent decades, the design of nighttime lighting was determined mostly by electrical engineers who often applied technical standards to meet the requirements of vehicle-focused cities. Unfortunately, consideration of pedestrians and their visual needs to navigate throughout urbanscapes at night were ignored, and so too, was the impact that artificial lighting might have on them, and the environment. Today, the majority of urban city lighting has been installed without full awareness of its impact, and as a result, artificial light at night (ALAN) and light pollution have become an obvious public nuisance, a health risk and an environmental burden2,3. While poor lighting has its drawbacks, a lack of lighting can have many positive aspects, and urban settings can benefit from protecting, preserving and promoting natural darkness. We present two recent planning and design initiatives of London, in the UK, where the quality of light and value of darkness were not given the degree of attention and consideration they deserve. This paper has particular relevance for urban policy makers, city planners, architects, designers, consultants and researchers as it explores the various problems caused by the obvious lack of responsible nighttime illumination.

  • ANALIZA AERODYNAMICZNA ŁOPAT NA PRZYKŁADZIE PROJEKTU DWUWIRNIKOWEJ TURBINY WIATROWEJ MAŁEJ MOCY
    • Michał Pacholczyk
    • Krzysztof Blecharz
    2018 Full text Zeszyty Naukowe Wydziału Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej

    W artykule przedstawiono proces projektowania oraz analizy aerodynamicznej łopat turbiny wiatrowej z wykorzystaniem metody BEMT (ang. Blade Element Momentum Theory). Dokonano doboru profili aerodynamicznych oraz opisano procedurę wyznaczania optymalnego rozkładu kątów zwichrowania i długości cięciw profili w funkcji długości łopaty dla założonych parametrów wejściowych. Dokonano obliczenia działających sił oraz generowanej mocy aerodynamicznej dla różnych warunków obciążenia turbiny oraz kąta skręcenia łopat. Zaproponowano projekt piasty wirnika umożliwiający regulację ustawienia łopat w warunkach laboratoryjnych. Silnik wiatrowy został zaprojektowany do wykorzystania w badaniach eksperymentalnych dwuwirnikowej turbiny wiatrowej, której konfigurację przedstawiono w artykule.

  • Analiza czasochłonności docierania technologicznego powierzchni płaskich w operacjach montażowych.
    • Adam Barylski
    2018 Technologia i Automatyzacja Montażu

    Przedstawiono wyniki analiz docierania i mikroszlifowania elementów płaskich na docierarce jednotarczowej mikroziarnami węglika krzemu. Obrabiano elementy ze stali 100Cr oraz z tlenkowej ceramiki technicznej Al2O3. Analizowano czas obróbki i koszty operacji.

  • Analiza czynników wewnętrznych wpływających na czas postępowań sądowych z wykorzystaniem analizy skupień
    • Przemysław Banasik
    • Sylwia Morawska
    • Monika Odlanicka-Poczobutt
    2018 Full text Zeszyty Naukowe. Organizacja i Zarządzanie / Politechnika Śląska

    W artykule przedstawiono problem czasu trwania postępowań 16 sądowych oraz nieprawidłowości stosowanych mierników. Celem artykułu była 17 identyfikacja czynników wpływających na przebieg postępowania sądowego oraz 18 klasyfikacja sędziów ze względu na te czynniki. Przeprowadzono badania 19 jakościowe w zakresie budowy modelu kompleksowego ujęcia czynników 20 wpływających na przebieg postępowania sądowego oraz badania ilościowe, 21 obejmujące obciążenie przepływem spraw pełnoetatowych pracowników 22 wybranego wydziału cywilnego sądu okręgowego w odniesieniu do czynników, 23 które wpływają na to obciążenie. Badania ilościowe oparto na przeglądzie 24 literatury – opracowań, raportów, publikacji krajowych i zagranicznych. 25 W badaniach ilościowych dla przeprowadzenia analizy skupień zastosowano 26 metodę Warda

  • Analiza czynników związanych z warunkami przepływu zawiesiny i właściwościami cząstek wpływających na odporność hydroabrazyjną
    • Marta Buszko
    • Alicja Krella
    2018

    Degradacja powierzchni materiałów spowodowana hydroabrazją zależy od czynników, które można podzielić na trzy główne kategorie: pierwsza związana z warunkami przepływu zawiesiny, druga z właściwościami cząstek stałych oraz trzecia z właściwościami badanego materiału. Czynniki kategorii pierwszej to czynniki mające wpływ na energię kinetyczną uderzenia i tym samym na szybkość erozji. Są to takie czynniki jak kąt uderzenia, prędkość uderzenia i koncentracja cząstek. Spośród parametrów związanych z właściwościami erodentu najbardziej krytyczne, to rozmiar, kształt i twardość cząstek stałych, które wpływają na intensywność niszczenia hydroabrazyjnego. Szybkość erozji wzrasta przy zastosowaniu erodentu o twardości wyższej niż twardość erodowanego materiału oraz wraz ze wzrostem rozmiaru erodentu. Ponadto, cząstki o nieregularnych, ostrych krawędziach również powodują zwiększoną szybkość erozji w porównaniu do cząstek zaokrąglonych. Niszczenie hydroabrazyjne ma charakter synergiczny, ze względu na interakcję wspomnianych powyżej czynników. W niniejszej pracy skupiono się na czynnikach z pierwszej i drugiej kategorii (parametry związane z warunkami przepływu oraz właściwościami erodentów).

  • Analiza elektromodulowanej fotoluminescencji w organicznych układach molekularnych
    • Karol Falkowski
    2018 Full text

    Celem niniejszej rozprawy doktorskiej jest poddanie interpretacji danych doświadczalnych uzyskanych w pomiarach elektromodulowanej fotoluminescencji (EML), na gruncie różnych modeli teoretycznych separacji nośników ładunku pod wpływem zewnętrznego pola elektrycznego w organicznym molekularnym ciele stałym. Zainteresowanie powyższą tematyką wynika z konieczności weryfikacji istniejących modeli zjawisk fizycznych w materiałach molekularnych lub stworzenia nowych modeli. Należy przy tym pamiętać, że skuteczna adaptacja opisów zjawisk w półprzewodnikach nieorganicznych może wymagać nieraz daleko idących modyfikacji, a nawet przyjęcia zupełnie nowego podejścia, co może być zadaniem trudnym. Wobec obiecujących perspektyw elektroniki molekularnej, podjęty wysiłek wydaje się być opłacalny. W pracy dokonano szczegółowego omówienia najważniejszych modeli opisujących proces rozdziału nośników ładunku, z uwzględnieniem dyfuzji w ośrodku ciągłym oraz dyskretnym. Przedstawiono modele rozpatrujące wpływ zewnętrznego pola elektrycznego na proces dysocjacji oraz te modele, w których bierze się pod uwagę skończoną szybkość rekombinacji końcowej nośników ładunku. Porównano cechy rozwiązania równania dyfuzji w modelu Onsagera z roku 1934 z modelem Onsagera z roku 1938, gdy położenie maksimum rozkładu promieni par e-h znajduje się w punkcie rekombinacji (odległość między nośnikami w parze e-h wynosi zero), a funkcja rozkładu odległości przechodzi w funkcję delta Diraca. Ponadto, uzyskane wyniki numeryczne pozostają w zgodzie z faktem, że model Onsagera z roku 1938 jest granicznym przypadkiem bardziej ogólnego modelu Sano-Tachiyi-Noolandiego-Honga (STNH), gdy promień sfery rekombinacji końcowej nośników ładunku dąży do zera, a szybkość tejże rekombinacji zmierza do nieskończoności. Wykorzystując w rozprawie model Millera-Abrahamsa, przeprowadzono także gruntowną analizę procesu dysocjacji par e-h w dyskretnej sieci krystalicznej. W rozpatrywanym modelu założono, że szybkość rekombinacji końcowej nośników ładunku jest skończona, co pozwoliło ocenić jej wpływ na wydajność rozdziału par e-h. Przeanalizowano również wpływ, nieporządku energetycznego oraz braku symetrii sferycznej funkcji falowej nośników, na wydajność dysocjacji par e-h.

  • Analiza energochłonności pojazdu szybkiej kolei miejskiej z uwzględnieniem zmiennej sprawności napędu trakcyjnego
    • Aleksander Jakubowski
    • Leszek Jarzębowicz
    • Krzysztof Karwowski
    • Andrzej Wilk
    2018 Full text Zeszyty Naukowe Wydziału Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej

    Wzrost popularności miejskiego szynowego transportu zelektryfikowanego skłania do poszukiwania możliwości zwiększenia jego efektywności energetycznej. W pracy przedstawiono wyniki symulacji jazdy pociągu szybkiej kolei miejskiej (SKM) przy różnych profilach prędkości oraz obciążeniu, dla zmiennej oraz stałej sprawności energetycznej napędu pojazdu. Zmienną sprawność napędu pojazdu uwzględniono na podstawie m.in. sporządzonej mapy sprawności silnika w zależności od jego prędkości kątowej i momentu obciążenia. Mapę zaimplementowano w modelu pojazdu zrealizowanym w środowisku Matlab/Simulink, pozwalającym na wykonanie przejazdu teoretycznego dla różnych strategii prowadzenia pociągu. Zaprezentowano przebiegi zużycia energii zespołu trakcyjnego na przykładowym odcinku linii SKM w Trójmieście. Uzyskane wyniki stanowią podstawę do dalszych badań efektywności energetycznej pojazdów SKM.

  • Analiza i ocena poprawności działania węzła tarcia w aspekcie II zasady termodynamiki
    • Piotr Bzura
    2018 Full text Scientific Journal of Gdynia Maritime University

    W artykule przedstawiono autorską metodę sprawdzania poprawności działania węzła tarcia traktowanego jako układ tribologiczny w aspekcie II zasady termo-dynamiki na podstawie analizy i oceny wyników badań laboratoryjnych wykonanych na stanowisku badawczym. Jako stanowisko wykorzystany został zmodyfikowany węzeł tarcia aparatu czterokulowego T-02. Zaprezentowano algorytm, według którego zostały wykonane badania empiryczne. Wykazano, że wyniki badań potwierdziły przydatność metody określania entropii całkowitej węzła tarcia do analizy działania „szkodliwego”, umożliwiającej ocenę przydatności płynu smarującego do wytwarzania warstwy smarującej. Na podstawie analizy wyników sformułowano także hipotezę badawczą, z której wynika, że zmiana średniej entropii całkowitej węzła tarcia świadczy o zmianie działania węzła tarcia. Hipoteza ta została zweryfikowana na podstawie testu Anova z uwzględnieniem statystyki Fishera LSD.

  • ANALIZA I OCENA WADLIWOŚCI DZIAŁANIA WĘZŁA TARCIA W ASPEKCIE II ZASADY TERMODYNAMIKI
    • Piotr Bzura
    2018 Full text Journal of Polish CIMEEAC

    W artykule przedstawio no autorską metodę sprawdzania wadliwości działania układ u tribologicznego , którym był węzła tarcia badany w aparacie czterok ulowym T- 02 znajdującym się w Laboratorium Paliw i Smarów. Badania zostały przeprowadzone w aspekcie II zasady termodynamiki na podstawie analizy i oceny wyników badań laboratoryjnych wykonanych na stanowisku badawczym z aparatem T- 02 . Badania te wymagały zmodyfikowan ia wspomnianego węz ła tarcia aparatu czterokulowego T-02. Został przedstawiony algorytm, według którego wykon ano badania empiryczne. Wy kazano, że uzyskane wy niki badań potwierdziły przydatność zaproponowanej w tym artykule metody określania wartości wadliwości działania węzła tarcia do analizy umożliwiającej ocenę przydatności płynu smarującego do wytwarzania war stwy smarującej . Sformułowano także w oparciu o analizę wyników hipotezę badawczą, z której wynika, że zmiana średniej wartości współczynnika wadliwości węzła tarcia świadczy o zmianie działania węzła tarcia. Hipoteza ta została zweryfikowana na podstawie testu Anova z uwzględnieniem statystyki Fishera LSD.

  • Analiza istotności cech znamion skórnych dla celów diagnostyki czerniaka złośliwego
    • Agnieszka Mikołajczyk
    • Michał Grochowski
    2018 Full text Zeszyty Naukowe Wydziału Elektrotechniki i Automatyki Politechniki Gdańskiej

    Pomimo dynamicznego rozwoju metod uczenia maszynowego i ich wdrażania do praktyki lekarskiej, automatyczna analiza znamion skórnych wciąż jest nierozwiązanym problemem. Poniższy artykuł proponuje zastosowanie algorytmu ewolucyjnego do zaprojektowania, wytrenowania i przetestowania całych populacji klasyfikatorów (sztucznych sieci neuronowych) oraz ich iteracyjnego udoskonalania w każdej kolejnej populacji, w celu osiągnięcia jak najlepszej dokładności klasyfikacji znamion skórnych. Algorytm zwraca optymalny zestaw cech opisujących obraz dermatoskopowy wraz z proponowaną architekturą sieci neuronowej. Uzyskano dokładność równą 85.83%, swoistość równą 79.07% oraz czułość równą 92.60%.