Publications Repository - Gdańsk University of Technology

Page settings

polski
Publications Repository
Gdańsk University of Technology

Publications from the year 2018

Show all
  • Optymalizacja topologiczna części lotniczych
    • Dawid Zieliński
    2018 Full text

    Ostatnie 40 lat to ciągły rozwój przemysłu lotniczego, dzięki któremu możliwe jest wykonywanie bezpiecznych, szybkich oraz ekonomicznych lotów. Projektowanie i budowa nowoczesnych samolotów wymaga jednak wykorzystywania wysoko rozwiniętych metod oraz technologii, dzięki którym możliwe jest sprostanie stawianym przed nimi wymaganiom. EADS Innovation Works, jako organizacja badawczo-technologiczna, jest zaangażowana w rozwój oraz optymalizację procesów produkcyjnych. Jednym z najnowszych obszarów działalności organizacji w tej dziedzinie jest wykorzystanie technik przyrostowych, a w szczególności technologii Direct Metal Laser Sintering (DMLS).


  • Ordered titania nanotubes layer selectively annealed by laser beam for high contrast electrochromic switching
    • Katarzyna Siuzdak
    • Mariusz Szkoda
    • Mirosław Sawczak
    • Jakub Karczewski
    • Jacek Ryl
    • Adam Cenian
    2018 THIN SOLID FILMS

    The phase conversion from amorphous into crystalline one in the selected area of as-anodized titania nanotubes was achieved via laser treatment. The optimized processing parameters enable fast, one-minute crystallization of titania within an area limited by a shadow mask and without any morphology damage of ordered TiO2 tubular film. The laser annealed titania nanotubes could be easily overgrown by a conducting polymer without any additional activation procedure. The organic matrix infiltrated down to the titanium substrates as was revealed on the basis of depth profile of elemental composition recorded using X-ray photoelectron spectroscopy technique performed under the etching mode. Obtained inorganic-organic composite exhibits a doubling of its colour depending on the applied potential and high contrast electrochromic properties were verified.


  • Origin and fate of nanoparticles in marine water – Preliminary results
    • Bożena Graca
    • Aleksandra Zgrundo
    • Danuta Zakrzewska
    • Monika Rzodkiewicz
    • Jakub Karczewski
    2018 CHEMOSPHERE

    The number, morphology and elemental composition of nanoparticles (<100 nm) in marine water was investigated using Variable Pressure Scanning Electron Microscopy (VP-SEM) and Energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS). Preliminary research conducted in the Baltic Sea showed that the number of nanoparticles in seawater varied from undetectable to 380 (x102) cm-3. Wind mixing and density barriers (thermocline) had a significant impact on the abundance and distribution of nanoparticles in water. Many more nanoparticles (mainly nanofibers) were detected in periods of intensive primary production and thermal stratification of water than at the end of the growing season and during periods of strong wind mixing. Temporal and spatial variability of nanoparticles as well as air mass trajectories indicated that the analysed nanofibers were both autochthonous and allochthonous (atmospheric), while the nanospheres were mainly autochthonous. Chemical composition of most of analysed nanoparticles indicates their autochthonous, natural (biogenic/geogenic) origin. Silica nanofibers (probably the remains of flagellates), nanofibers composed of manganese and iron oxides (probably of microbial origin), and pyrite nanospheres (probable formed in anoxic sediments), were all identified in the samples. Only asbestos nanofibers, which were also detected, are probably allochthonous and anthropogenic.


  • Original footbridge in Mikolajki, Poland
    • Maciej Malinowski
    • Anna Banaś
    • Marcin Jeszka
    • Arkadiusz Sitarski
    2018 STAHLBAU

    In summer 2016, a new footbridge in the town of Mikołajki (Poland) was built, over a stream connecting two adjacent lakes – Talty and Mikołajki. Its modern construction, based on the shape of a DN ice-boat, makes it inique in Poland, and probably in the world as well. This novel and dynamic shape became a significant landmark associated not only with Mikołajki, but also with the whole region of Mazury, as well as with sailing itself. The system of the footbridge illumination is innovative within Europe. With a blaze of lights, it not only emphasizes the bridge shape but also introduces interesting changes into the appearance of the surrounding. The bridge carrying structure is a two-span cable-stayed system suspended on a single pylon. Since on the one hand the city enjoys large number of tourist visitors, and on the other hand sailing had to be kept largely uninterrupted, steel as the principal material and a relevant construction technology had to be applied. The load tests performed gave positive confirmation of the bridge’s safety.


  • Oszacowanie ładunku zanieczyszczeń biogennych transportowanych do Zatoki Gdańskiej przez Potok Oliwski
    • Karolina Matej-Łukowicz
    • Nicole Nawrot
    • Ewa Wojciechowska
    2018 Full text Journal of Ecological Engineering

    Ciągłe zmiany w środowisku wynikające z zaspokajania ciągle rosnących potrzeb ludności mają poważne konsekwencje. Coraz częstsze zjawiska powodziowe, pogorszenie jakości wód powierzchniowych i zwiększające się zanieczyszczenie mórz są w dużym stopniu skutkiem działalności człowieka. Rosnący udział powierzchni uszczelnionej przyczynia się do zwiększenia zarówno stopnia zanieczyszczenia, jak i ilości wód opadowych, a w konsekwencji ładunku zanieczyszczeń. Celem pracy było określenie szacunkowego ładunku zanieczyszczeń biogennych dopływających do Morza Bałtyckiego z obszaru zlewni Potoku Oliwskiego, jednego z cieków przepływających przez teren miasta Gdańsk. W opracowaniu przedstawiono wyniki badań jakości wody Potoku Oliwskiego, jednego z największych gdańskich odbiorników wód opadowych ze zlewnią o powierzchni prawie 29 km2. Próbki wody pobierano w sześciu punktach (trzech w zlewni naturalnej i trzech w zurbanizowanej) podczas pogody bezopadowej i po wystąpieniu epizodu opadowego. Oznaczono stężenia i obliczono ładunki roczne związków biogennych odprowadzanych do Zatoki Gdańskiej. Największy ładunek azotanów (V) i fosforu całkowitego odprowadzany jest latem i wynosi odpowiednio 4 tony NO3- w przeliczeniu na rok i prawie 2 tony Pog rocznie. Ortofosforany odprowadzane są głównie jesienią, a ich roczny ładunek wprowadzany do Morza Bałtyckiego to prawie 4 tony. Większość substancji biogennych pochodzi ze zlewni zurbanizowanej, dlatego należy w tym obszarze zlokalizować i ograniczyć źródła zanieczyszczeń.


  • OTRZYMYWANIE BIOWODORU Z ODPADÓW LIGNOCELULOZOWYCh
    • Edyta Słupek
    • Karolina Kucharska
    • Marian Antoni Kamiński
    2018 Full text

    nergia elektrycznaobecnie jest przede wszystkimwytwarzana na drodze spalania węgla,ciężkiego oleju opałowego z ropy naftowejlubgazu ziemnego, które sąnieodnawialnymi źródłamienergii. Globalne zapotrzebowanie oraz zużycie energiiwzrasta wtempie 2-3% rocznie. Dlatego poszukujesię alternatywnych odnawialnych surowcówoszczególnym znaczeniu w wytwarzaniu biopaliw.


  • Otrzymywanie i modyfikowanie biodegradowalnych materiałów opakowaniowych na bazie keratyny i bakteryjnej nanocelulozy
    • Agata Sommer
    2018

    Tematyka badawcza pracy dotyczy materiałów opakowaniowych otrzymanych na bazie polimerów naturalnych uzyskiwanych z różnych surowców. W przeglądzie literaturowym opisano metody uzyskiwania polimerów biodegradowalnych i charakterystykę właściwości materiałów otrzymanych na ich bazie oraz metody ich modyfikacji na przykładzie bakteryjnej celulozy i keratyny. Zakres pracy obejmował otrzymywanie błon celulozowych w hodowli bakteryjnej Gluconacetobacter xylinus oraz rozpuszczalnych hydrolizatów keratynowych z piór drobiowych, a następnie modyfikowanie właściwości użytkowych wytworzonych materiałów pod kątem ich użycia jako materiałów opakowaniowych do żywności. W części doświadczalnej określono wpływ warunków suszenia bakteryjnej celulozy na jej właściwości mechaniczne i barierowe wobec pary wodnej oraz prześledzono zmiany w właściwościach użytkowych i strukturalnych wywołane modyfikacją roztworem NaOH, kolagenu, dodatkiem nanonapełniaczy oraz plastyfikacją materiałów celulozowych. Zoptymalizowano warunki nietoksycznej, chemicznej ekstrakcji keratyny z piór drobiowych i oznaczono właściwości chemiczne i biologiczne tego hydrolizatu i wytworzonej z niego folii..


  • Otrzymywanie, właściwości i struktura w ciele stałym tiosiarczanów amoniowych oraz związków pokrewnych
    • Agnieszka Brozdowska
    2018 Full text

    W pracy doktorskiej otrzymywano tiosiarczany amoniowe i związki pokrewne, takie jak politioniany amoniowe czy S-alkilotiosiarczany oraz scharakteryzowano otrzymane związki. Praca o charakterze podstawowym ma na celu systematyczne przebadanie tytułowych soli, co umożliwi znalezienie szerszego zastosowania dla tej grupy związków. W części literaturowej opisano siarkę oraz jej znane związki tlenowe, a w szczególności tiosiarczany, politioniany oraz S-alkilo- i S-arylotiosiarczany, dla których przedstawiono metody otrzymywania, zastosowania oraz znane struktury krystalograficzne. Omówiono także krótko aminy oraz sole amoniowe. Dalej scharakteryzowano badania strukturalne oraz oddziaływania międzycząsteczkowe mające znaczenie dla rozprawy doktorskiej. Następnie przedstawiono cel i zakres pracy doktorskiej. W części eksperymentalnej podano szczegółowy opis przeprowadzonych syntez oraz aparaturę i metodykę badawczą. W osobnym rozdziale zebrano wyniki badań i wnioski. Na koniec przedstawiono krótkie podsumowanie. Ponadto w pracy zawarto: podziękowania, spis dorobku naukowego oraz załączniki, w tym dołączono płytę CD zawierającą m.in. pliki z opisywanymi w pracy strukturami, i cytowaną literaturę. W badaniach do pracy doktorskiej zsyntezowano osiemnaście tiosiarczanów amoniowych, pięć politionianów amoniowych i S-alkilotiosiarczan amoniowy. Dla otrzymanych związków zbadano właściwości fizykochemiczne oraz wyznaczono dwadzieścia struktur w ciele stałym. W zależności od użytej w syntezie aminy otrzymywano tiosiarczany amoniowe o strukturze typu 3D lub 2D, w której wyróżnić można domeny warstwowe, a także strukturę typu 1D zbudowaną z połączonych prętów. Ponadto uzyskano chiralne kryształy soli tiosiarczanowych z 1,2-diaminopropanem, 1,5-diaminopentanem oraz S-(-)-1-fenyloetyloaminą. Politoniany amoniowe wykazują tendencję do współkrystalizacji, w badaniach otrzymano dwa związki o mieszanej sieci kationowej i dwa związki o mieszanej sieci anionowej oraz jedną sól prostą. Przeprowadzono także szereg syntez S-alkilotiosiarczanów, w których udało się wyizolować i scharakteryzować dwa produkty reakcji. Z badań aktywności biologicznej dla wybranych tiosiarczanów oraz politionianów amoniowych wynika, iż tytułowe związki wykazują właściwości przeciwdrobnoustrojowe wobec wybranych szczepów modelowych.


  • Otwarty dostęp do statystyk uczelni powinien być czymś normalnym! Wywiad z Benedettem Leporim, koordynatorem European Tertiary Education Register (ETER)
    • Joanna Wolszczak-Derlacz
    2018 Full text Nauka i Szkolnictwo Wyższe

    Wywiad dotyczy wyzwań związanych z tworzeniem publicznie dostępnej i zharmonizowanej bazy obejmującej dane na temat poszczególnych instytucji szkolnictwa wyższego z krajów europejskich: European Tertiary Education Register (ETER) oraz możliwości wykorzystania jej do porównań międzynarodowych. Benedetto Lepori przekonuje w nim, że ogólny dostęp do danych na poziomie indywidualnych uczelni powinien być czymś normalnym. Dodatkowo uważa, że wykorzystywanie podejścia nakłady-wyniki wraz z zaawansowanymi narzędziami badawczymi w zakresie oceny efektywności i produktywności jest zasadne z punktu widzenia stawianych pytań badawczych, jednak nie powinno się ich automatycznie stosować np. do ewaluacji uniwersytetów czy dystrybucji środków finansowych.


  • Oxidation and hydrogen behavior in Zr-2Mn alloy
    • Natalia Zienkiewicz
    • Julia Paradowska
    • Waldemar Serbiński
    • Grzegorz Gajowiec
    • Anna Hernik
    • Andrzej Zieliński
    2018 Full text Advances in Materials Science

    The purpose of the present research was to determine the oxidation and hydrogenation behavior in the new Zr-2Mn alloy. The oxidation of alloy was performed at temperatures between 350°C and 900°C for 30 minutes. The hydrogen charging was made for 72 h at a current density 80 mA/cm2. The charged samples were heat treated at 400°C for 4 h to obtain a uniform hydrogen profile content across the sample. The oxidation resulted in an appearance of non-uniform oxide layers of thickness increasing with temperature. The surface damage was observed at higher temperatures 700 and 900°C. After charging with hydrogen followed by annealing no hydrides were found. The observed effect is evidence that the oxide layers may form effective barriers against hydrogen diffusion even if they are partially degraded. The absence of hydrides or hydride cracking may be caused by an absence in Zr-Mn alloys of such phase precipitates, which may trap diffusive hydrogen and initiate the hydrides. The positive influence of manganese on the formation of the thick oxide layer and relative resistance to delayed hydride cracking may be attributed to its affinity of oxygen, the ability to form thick and compact oxide layers during oxidation, the formation of solid solution in zirconium and no precipitates enhancing nucleation of hydrides.


  • Oxygen sensitivity of hydrogenesis’ and methanogenesis’
    • Krzysztof Pastuszak
    • Gaweł Sołowski
    2018

    In the chapter, results of dark fermentation of sour cabbage in presence of oxygen with concentrations 2-9% are presented. The presence of oxygen in such concentration inhibits methanogesis (and methane production more than 2 times) and increases hydrogen production 6 times. It also shortens the fermentation process above 40%.


  • Oznaczenie ilości wodoru dyfundującego w stopiwie drutów proszkowych Kobelco DW-A70L
    • Dariusz Fydrych
    • Grzegorz Rogalski
    • Aleksandra Świerczyńska
    2018

    Na zlecenie firmy VELTECH Konrad Matolicz wykonano pomiary ilości wodoru dyfundującego w stopiwie dwóch wytopów drutu proszkowego gatunku Kobelco DW-A70L. Ze względu na klasę badanego drutu (H5) pomiary zrealizowano metodą rtęciową, która jest zalecana przez właściwą normę regulującą badania nawodorowania stopiwa spoiw do spawania. Wyniki pomiarów ilości wodoru dyfundującego w stopiwie drutów proszkowych gatunku Kobelco DW-A70L (wytopy NB6522 oraz NC7831) w warunkach przeprowadzonych badań spełniają wymogi normy PN EN ISO 3690 w zakresie nawodorowania stopiwa dla klasy H5 (poziom wodoru dyfundującego w stopiwie nie przekracza 5 ml/100g).


  • Pantographic metamaterials: an example of mathematically driven design and of its technological challenges
    • Francesco dell'Isola
    • Pierre Seppecher
    • Jean Jacques Alibert
    • Tomasz Lekszycki
    • Grygoruk Roman
    • Marek Pawlikowski
    • David Steigmann
    • Ivan Giorgio
    • Ugo Andreaus
    • Emilio Turco
    • Maciej Gołaszewski
    • Nicola Rizzi
    • Claude Boutin
    • Victor Eremeev
    • Anil Misra
    • Luca Placidi
    • Emilio Barchiesi
    • Leopoldo Greco
    • Massimo Cuomo
    • Antonio Antonio
    • Alessandro Della Corte
    • Antonio Battista
    • Daria Scerrato
    • Inna Eremeeva
    • Yosra Rahali
    • Jean-François Ganghoffer
    • Wolfgang Müller
    • Gregor Ganzosch
    • Mario Spagnuolo
    • Aron Pfaff
    • Katarzyna Barcz
    • Klaus Hoschke
    • Jan Neggers
    • François Hild
    2018 Full text CONTINUUM MECHANICS AND THERMODYNAMICS

    In this paper, we account for the research efforts that have been started, for some among us, already since 2003, and aimed to the design of a class of exotic architectured, optimized (meta) materials. At the first stage of these efforts, as it often happens, the research was based on the results of mathematical investigations. The problem to be solved was stated as follows: determine the material (micro)structure governed by those equations that specify a desired behavior. Addressing this problem has led to the synthesis of second gradient materials. In the second stage, it has been necessary to develop numerical integration schemes and the corresponding codes for solving, in physically relevant cases, the chosen equations. Finally, it has been necessary to physically construct the theoretically synthesized microstructures. This has been possible by means of the recent developments in rapid prototyping technologies, which allow for the fabrication of some complex (micro)structures considered, up to now, to be simply some mathematical dreams. We show here a panorama of the results of our efforts (1) in designing pantographic metamaterials, (2) in exploiting the modern technology of rapid prototyping, and (3) in the mechanical testing of many real prototypes. Among the key findings that have been obtained, there are the following ones: pantographic metamaterials (1) undergo very large deformations while remaining in the elastic regime, (2) are very tough in resisting to damage phenomena, (3) exhibit robust macroscopic mechanical behavior with respect to minor changes in their microstructure and micromechanical properties, (4) have superior strength to weight ratio, (5) have predictable damage behavior, and (6) possess physical properties that are critically dictated by their geometry at the microlevel.


  • Parallel Programming for Modern High Performance Computing Systems
    • Paweł Czarnul
    2018

    In view of the growing presence and popularity of multicore and manycore processors, accelerators, and coprocessors, as well as clusters using such computing devices, the development of efficient parallel applications has become a key challenge to be able to exploit the performance of such systems. This book covers the scope of parallel programming for modern high performance computing systems. It first discusses selected and popular state-of-the-art computing devices and systems available today, These include multicore CPUs, manycore (co)processors, such as Intel Xeon Phi, accelerators, such as GPUs, and clusters, as well as programming models supported on these platforms. It next introduces parallelization through important programming paradigms, such as master-slave, geometric Single Program Multiple Data (SPMD) and divide-and-conquer. The practical and useful elements of the most popular and important APIs for programming parallel HPC systems are discussed, including MPI, OpenMP, Pthreads, CUDA, OpenCL, and OpenACC. It also demonstrates, through selected code listings, how selected APIs can be used to implement important programming paradigms. Furthermore, it shows how the codes can be compiled and executed in a Linux environment. The book also presents hybrid codes that integrate selected APIs for potentially multi-level parallelization and utilization of heterogeneous resources, and it shows how to use modern elements of these APIs. Selected optimization techniques are also included, such as overlapping communication and computations implemented using various APIs.


  • Parallelization of large vector similarity computations in a hybrid CPU+GPU environment
    • Paweł Czarnul
    2018 Full text JOURNAL OF SUPERCOMPUTING

    The paper presents design, implementation and tuning of a hybrid parallel OpenMP+CUDA code for computation of similarity between pairs of a large number of multidimensional vectors. The problem has a wide range of applications, and consequently its optimization is of high importance, especially on currently widespread hybrid CPU+GPU systems targeted in the paper. The following are presented and tested for computation of all vector pairs: tuning of a GPU kernel with consideration of memory coalescing and using shared memory, minimization of GPU memory allocation costs, optimization of CPU–GPU communication in terms of size of data sent, overlapping CPU–GPU communication and kernel execution, concurrent kernel execution, determination of best sizes for data batches processed on CPUs and GPUs along with best GPU grid sizes. It is shown that all codes scale in hybrid environments with various relative performances of compute devices, even for a case when comparisons of various vector pairs take various amounts of time. Tests were performed on two high-performance hybrid systems with: 2 x Intel Xeon E5-2640 CPU + 2 x NVIDIA Tesla K20m and latest generation 2 x Intel Xeon CPU E5-2620 v4 + NVIDIA’s Pascal generation GTX 1070 cards. Results demonstrate expected improvements and beneficial optimizations important for users incorporating such types of computations into their parallel codes run on similar systems.


  • Parametrized Local Reduced-Order Models With Compressed Projection Basis for Fast Parameter-Dependent Finite-Element Analysis
    • Martyna Mul
    • Grzegorz Fotyga
    • Adam Lamęcki
    • Michał Mrozowski
    2018 IEEE TRANSACTIONS ON MICROWAVE THEORY AND TECHNIQUES

    This paper proposes an automated parametric local model-order reduction scheme for the expedited design of microwave devices using the full-wave finite-element method (FEM). The approach proposed here results in parameterized reduced-order models (ROMs) that account for the geometry and material variation in the selected subregion of the structure. In each subregion, a parameter-dependent projection basis is generated by concatenating several local bases that correspond to different parameter values, yielding a small, dense ROM. The process is automated and uses an adaptive scheme guided by a local goal-oriented error estimator to select points in the parameter space at which a local basis needs to be computed. A two-stage basis compression technique is also proposed to remove the redundancy from the projection basis and yields compact macromodels. Numerical examples, including FE analysis of a fifth-order filter with seven geometric variables as parameters, demonstrate that the approach provides a significant reduction in computational time while preserving the accuracy of the simulations.


  • Participatory approach to urban regeneration processes in polish cities and regions
    • Hanna Obracht-Prondzyńska
    • Anna Gralewska
    • Marta Rusin
    2018

    The paper presents the impact of EU Cohesion Policy 2014-2020 on regeneration processes which are implemented in Polish towns, cities and metropolis when emphasizing general formal and legal framework including examination of the possible distribution of EU funds for regeneration projects within the regional operational programmes. The paper focuses on different approaches to the implementation of Cohesion Policy in Polish regions. Differences are the effect of the national conditions which allow regions to form their own policy within general frameworks. The first study case was the Mazowieckie province and the capital city as the metropolis. However, the Pomeranian province with the innovative way of managing the implementation of the regional operational programmes was presented as a main focus point.


  • Participatory projects in urban area – opportunities and limitations on the example of 2013 Podwórkowa Rewolucja
    • Anna Stasiak
    2018 Full text

    Participatory projects implemented in urban space have a group of supporters and opponents. The aim of this article is to define the possibilities and limitations of this type of spatial activities on the example of the 2013 Podwórkowej rewolucji in the development of the Edukacja obywatelska w działaniu project in cooperation with the Social Innovation Foundation and its Neighborhood House - the Gościna Przystań, where the inhabitants and users of the five Oranieskie courtyards took an active part in the whole design process.