Publications Repository - Gdańsk University of Technology

Page settings

polski
Publications Repository
Gdańsk University of Technology

Show publications from the year

Publications from the year 2019

Show all
  • Electronic Noses in Medical Diagnostics
    • Wojciech Wojnowski
    • Tomasz Dymerski
    • Jacek Gębicki
    • Jacek Namieśnik
    2019 CURRENT MEDICINAL CHEMISTRY

    Electronic nose technology is being developed in order to identify aromas in a way parallel to the biologic olfaction. When applied to the field of medicine, such device should be able to identify and discriminate between different diseases. In recent years this kind of approach finds application in medical diagnostics, and especially in disease screening. Despite the fact that devices utilizing chemical sensor arrays are not routinely used in everyday medical practice, their prospective use would solve some established issues in healthcare. It would also find application in prophylactics by facilitating a widespread deployment of screening tests. In this review the comprehensive summary of research in medical diagnostics using electronic noses is presented. A special attention has been paid to application of these devices and sensor technologies, in response to current trends in medicine.

  • Electrophoretic co-deposition of Fe2O3 and Mn1,5Co1,5O4: Processing and oxidation performance of Fe-doped Mn-Co coatings for solid oxide cell interconnects
    • E Zanchi
    • B Talic
    • A Sabato
    • Sebastian Molin
    • A Boccaccini
    • F Smeacetto
    2019 JOURNAL OF THE EUROPEAN CERAMIC SOCIETY

    The “in-situ” Fe-doping of the manganese cobalt spinel was achieved by electrophoretic co-deposition of Mn1,5Co1,5O4 and Fe2O3 powders followed by a two-step reactive sintering treatment. The effects on the coating properties of two different Fe-doping levels (5 and 10 wt.% respectively) and two different temperatures of the reducing treatment (900 and 1000 °C) are discussed. Samples with Fe-doped coatings demonstrated a lower parabolic oxidation rate and thinner oxide scale in comparison with both the undoped Mn1,5Co1,5O4 spinel coating and bare Crofer 22 APU. The best corrosion protection was achieved with the combined effect of Fe-doping and a higher temperature of the reducing step at 1000 °C.

  • Electro-thermal buckling of elastically supported double-layered piezoelectric nanoplates affected by an external electric voltage
    • Mohammad Malikan
    2019 Full text Multidiscipline Modeling in Materials and Structures

    Purpose Thermal buckling of double-layered piezoelectric nanoplates has been analyzed by applying an external electric voltage on the nanoplates. The paper aims to discuss this issue. Design/methodology/approach Double-layered nanoplates are connected to each other by considering linear van der Waals forces. Nanoplates are placed on a polymer matrix. A comprehensive thermal stress function is used for investigating thermal buckling. A linear electric function is used for taking external electric voltages into account. For considering the small-scale effect, the modified couple stress theory has been applied. An analytical solution has been used by taking various boundary conditions. Findings EEV has a considerable impacted on the results of various half-waves in all boundary conditions. By increasing EEV, the reduction of critical buckling temperature in higher half-waves is remarkably slower than lower half-waves. By considering long lengths, the effect of EEV on the critical temperature will be markedly decreased. Originality/value This paper uses electro-thermal stability analysis. Double-layered piezoelectric nanoplates are analyzed. A comprehensive thermal stress function is applied for taking into account critical temperature.

  • Elektro- i magnetomodulacja dysocjacji ekscytonów w organicznych układach jednoskładnikowych i dwuskładnikowych typu donor elektronu - akceptor elektronu
    • Daniel Pelczarski
    2019 Full text

    W ramach rozprawy doktorskiej przeprowadzono badania procesu dysocjacji stanów wzbudzenia elektronowego w układach molekularnych jedno- i dwuskładnikowych typu donor elektronu - akceptor elektronu. Do tego celu wykorzystano technikę spektroskopii elektro- i magnetomodulacyjnej wykonując pomiary zarówno fotoprądu, jak i elektromodulowanej fotoluminescencji. Spektroskopia magnetomodulacyjna okazała się skutecznym narzędziem do opisu roli par elektron-dziura (e-h) w procesach fotogeneracji i rekombinacji nośników ładunku. Elektromodulowaną fotoluminescencję obserwowano w układach dwuskładnikowych: m-MTDATA:BCP, 2TNATA:BCP i m-MTDATA:BPhen. Wielkość wygaszenia fotoluminescencji w polu elektrycznym o natężeniu powyżej 106 V/cm przekraczała 7% - na przykład w układzie m-MTDATA:BCP maksymalne wygaszenie wynosiło około 90%, a w układzie mieszanym w którym BCP zamieniono na BPhen - około 35%. Sygnały EML przejawiały dodatkowo tendencje do „nasycania się”, szczególnie dobrze widocznego w przypadku układów 2TNATA:BCP i m-MTDATA:BPhen. Wartość promienia par pierwotnych uzyskana na podstawie analizy wyników pomiaru fotoprądu w układach dwuskładnikowych jest zwykle większa od wartości otrzymanej w pomiarach optycznych EML, co pokazano na przykładzie układu m-MTDATA:BCP. W celu przeprowadzenia spójnej interpretacji wyników fotoprądowych i optycznych założono - zdając sobie sprawę, iż rozkład par pierwotnych może mieć bardziej złożony charakter - że w generacji fotoprądu uczestniczą dwa rodzaje par: o promieniu krótkim i o promieniu dłuższym. Pary e-h o krótszym promieniu dominują w procesie wygaszania fotoluminescencji, z kolei pary o dłuższym promieniu - w generacji fotoprądu. Zatem, stany ekscypleksowe zanikające promieniście powstają zdecydowanie wydajniej w wyniku rekombinacji bliźniaczej krótkich par e-h, podczas gdy długie pary mogą efektywniej dysocjować na swobodne nośniki ładunku albo zanikać bezpromieniście do stanu podstawowego, nie wnosząc wkładu do sygnału EML. Zgodnie z zaproponowanym modelem, pary o dłuższym promieniu powinny z większym prawdopodobieństwem podlegać konwersji międzysystemowej do stanu trypletowego, ze względu na fakt, iż elektrostatyczne oddziaływania wymienne maleją wraz ze wzrostem promienia pary. Spośród singletowych i trypletowych par e-h o długim promieniu - wydajniej dysocjują te pierwsze, co wynika z ich silniejszego sprzężenia z produktami jonowymi reakcji rozpadu.

  • Elektrolity stosowane w kondensatorach elektrochemicznych
    • Dominik Knozowski
    • Monika Wilamowska-Zawłocka
    • Ewa Klugmann-Radziemska
    2019 Przemysł Chemiczny

    Przedstawiono trzy główne grupy elektrolitów ciekłych stosowanych w kondensatorach elektrochemicznych: elektrolity wodne, organiczne oraz ciecze jonowe. Przedstawiono ich właściwości, skład, problemy związane z użytkowaniem, a także najnowsze osiągnięcia w rozwoju poszczególnych grup elektrolitów ciekłych. Omówiono także dodatki do elektrolitów, ich rodzaje oraz wpływ na właściwości elektrolitu i pracę urządzenia.

  • Elektrownia Ostrołęka C w budowie a „momentum-FSI”
    • Janusz Badur
    • Jacek Chróścielewski
    2019 Nowa Energia

    Mimo przeszkód, trwa budowa elektrowni Ostrołęka C. O tym zapewniają nas główni decydenci – Jarosław Małkowski, Prezes Elektrowni Ostrołęka, czy Sławomir Żygowski, Prezes GE Power, firmy odpowiedzialnej projekt, wykonanie i budowę. Możemy o tym dowiedzieć się w mediach społecznościowych. Ale te same media informują również, że 31 lipca 2019 r. Sąd okręgowy w Poznaniu stwierdził nieważność uchwały Walnego Zebrania Akcjonariuszy spółki Enea, zezwalającej na budowę 1000 MW bloku elektrowni w Ostrołęce. Sąd uznał, że uchwała ma wady formalne dyskwalifikujące budowę. Czy oznacza to koniec tego wspaniałego projektu? Można się z dużym prawdopodobieństwem spodziewać, iż kolejnej instancji sądu UE utrzymają ten werdykt

  • Elementy psychologii w kontekście autonomii robotów
    • Michał Czubenko
    • Zdzisław Kowalczuk
    2019 Full text

    W niniejszym opracowaniu zaprezentowano szerokie spektrum zagadnień związanych z psychologią poznawczą w kontekście antropoidalnej robotyki. W szczególności omówiono sposób przetwarzania informacji u człowieka, od bodźca do reakcji, tak aby przedstawioną wiedzę można było wykorzystać przy projektowaniu robotów autonomicznych. Na początku pracy szczegółowo omówiono procesy poznawcze: percepcję sensoryczną, spostrzeganie, procesy uwagi świadomej i nieświadomej, pamięć oraz myślenie. Bodźce, postrzegane przez detektory sensoryczne, są przetwarzane najpierw do postaci wrażeń (pojedynczych cech), a następnie do postaci spostrzeżeń (pojedynczych obiektów). Spostrzeżenia są rozpoznawane w oparciu o pamięć długotrwałą (LTM). Uwaga jest swoistym systemem zarządzającym wszystkimi procesami poznawczymi. Z pomocą uwagi i pamięci długotrwałej funkcjonują mechanizmy myślenia, a wśród nich procesy podejmowania decyzji i rozumowania (uogólnionego wnioskowania). Z drugiej strony, aby jakakolwiek decyzja mogła być podjęta, jednostka, agent lub robot musi być poddany określonej motywacji. Dlatego w dalszej części pracy zaprezentowano systemy motywacyjne oparte na potrzebach, które m.in. można odnieść do popędów lub pragnień. Innym, szybkim systemem motywacyjnym jest moduł emocjonalny. W książce przedstawiono dwie podstawowe teorie, somatyczną i ocenną, które objaśniają tworzenie się emocji, jak również inne modele emocji człowieka, stosowane w psychologii. W ostatniej części książki znaleźć można przykłady zastosowań przedstawionych teorii. W szczególności wyróżniono roboty oparte na koncepcji antropoidalnej. Po krótkim ich przeglądzie, Czytelnik zapoznawany jest z zestawem wybranych obliczeniowych systemów emocji oraz kompletnych architektur kognitywnych.

  • EM‐driven constrained miniaturization of antennas using adaptive in‐band reflection acceptance threshold
    • David Johanesson
    • Sławomir Kozieł
    • Adrian Bekasiewicz
    2019 INTERNATIONAL JOURNAL OF NUMERICAL MODELLING-ELECTRONIC NETWORKS DEVICES AND FIELDS

    Numerical optimization of geometry parameters is a critical stage of the design process of compact antennas. It is also challenging because size reduction is constrained by the necessity of fulfilling imposed electrical performance requirements. Furthermore, full‐wave electromagnetic (EM) analysis needs to be used for reliable performance evaluation of the antenna structure, which is computationally expensive. In this paper, an improved procedure for optimization‐driven design miniaturization of antenna structures is considered. We investigate the properties of explicit formulation with the footprint area minimization being a primary design objective and a penalty function introduced to control reflection characteristic of the antenna at hand. Deficiencies of this approach are pointed out, in particular, difficulties in exploring the boundary of the feasible part of the design space (otherwise necessary due to the fact that the reflection constraint is normally active at the minimum size antenna design). A novel formulation with adaptive adjustment of the maximum acceptable in‐band reflection level threshold is proposed and demonstrated to be superior over the conventional (fixed threshold) setup, ie, leading to smaller footprints without degrading electrical performance parameters. Our considerations are illustrated using 2 broadband antenna structures.

  • Emerging anticancer activity of candidal glucoseamine-6-phosphate synthase inhibitors upon nanoparticle-mediated delivery
    • Ahmet Kertmen
    • Julia Przysiecka
    • Emerson Coy
    • Łukasz Popenda
    • Ryszard Andruszkiewicz
    • Stefan Jurga
    • Sławomir Milewski
    2019 LANGMUIR

    Numerous glutamine analogues have been reported as irreversible inhibitors of the glucosamine-6-phosphate (GlcN-6-P) synthase in pathogenic Candida albicans in the last 3.5 decades. Among the reported inhibitors, the most effective N3-(4-methoxyfumaroyl)-L-2,3- diaminopropanoic acid (FMDP) has been extensively studied in order to develop its more active analogues. Several peptide−FMDP conjugates were tested to deliver FMDP to its subcellularly located GlcN-6-P synthase target. However, the rapid development of fungal resistance to FMDP−peptides required development of different therapeutic approaches to tackle antifungal resistance. In the current state of the global antifungal resistance, subcellular delivery of FMDP via free diffusion or endocytosis has become crucial. In this study, we report on in vitro nanomedical applications of FMDP and one of its ketoacid analogues, N3-trans-4-oxo-4-phenyl-2-butenoyl-L-2,3-diaminopropanoic acid (BADP). FMDP and BADP covalently attached to polyethylene glycol-coated iron oxide/silica core−shell nanoparticles are tested against intrinsically multidrug-resistant C. albicans. Three different human cancer cell lines potentially overexpressing the GlcN-6-P synthase enzyme are tested to demonstrate the immediate inhibitory effects of nanoparticle conjugates against mammalian cells. It is shown that nanoparticle-mediated delivery transforms FMDP and BADP into strong anticancer agents by inhibiting the growth of the tested cancer cells, whereas their anti-Candidal activity is decreased. This study discusses the emerging inhibitory effect of the FMDP/BADP−nanoparticle conjugates based on their cellular internalization efficiency and biocompatibility.

  • EMISJA AKUSTYCZNA JAKO SYGNAŁ DIAGNOSTYCZNY ODWZOROWUJĄCY ZMĘCZENIOWE ZUŻYCIE WARSTW ŚLIZGOWYCH PANWI ŁOŻYSK GŁÓWNYCH I KORBOWYCH SILNIKÓW O ZAPŁONIE SAMOCZYNNYM
    • Jerzy Girtler
    2019 Full text Journal of Polish CIMEEAC

    W artykule przedstawiono wyniki badań laboratoryjnych, z których wynika, że emisja akustyczna (EA) może być uznana za sygnał diagnostyczny, przydatny do identyfikacji stanu technicznego łożysk głównych i korbowych okrętowych silników o zapłonie samoczynnym. Wykazano w nim bowiem, że parametry emisji akustycznej takie jak: czas rejestracji, energia sygnału, amplituda sygnału, ilość przekroczeń poziomu dyskryminacji, czas narastania, RMS – pochodna energii, pozycja w domenie częstotliwości, rozkład wartości szczytowych amplitud, widmo częstotliwości uzyskane poprzez transformację Fouriera, przemieszczenia dominującej częstotliwości w czasie, mogą być parametrami diagnostycznymi, gdyż odwzorowują one uszkodzenia warstw ślizgowych panwi wspomnianych łożysk. Wykazano, że zastosowana w badaniach aparatura należącą do rodziny AMSY-5 Vallen Systeme GmbH jest przydatna do badania EA generowanej w panwiach łożysk silników spalinowych tłokowych. Scharakteryzowano ogólnie stanowisko laboratoryjne przysposobione do prowadzenia badań zmęczeniowych łożysk ślizgowych. Przedstawiono fotografie uszkodzonych panwi oraz opisy tych uszkodzeń i odpowiadające im rejestracje parametrów EA. Artykuł zawiera także analizę rezultatów badań, z których wynika, że istnieje możliwość wyselekcjonowania parametrów EA, które umożliwiają wykrywanie zmian stanu technicznego panwi łożysk ślizgowych silników spalinowych na wczesnym etapie inicjacji tych uszkodzeń. Zaproponowano hipotezę, która umożliwia sformułowanie odpowiedniej diagnozy o stanie technicznym panwi łożysk ślizgowych.

  • Emotion monitoring system for drivers
    • Zdzisław Kowalczuk
    • Michał Czubenko
    • Tomasz Merta
    2019 Full text IFAC-PapersOnLine

    This article describes a new approach to the issue of building a driver monitoring system. Actual systems focus, for example, on tracking eyelid and eyebrow movements that result from fatigue. We propose a different approach based on monitoring the state of emotions. Such a system assumes that by using the emotion model based on our own concept, referred to as the reverse Plutchik’s paraboloid of emotions, the recognition of emotions is carried out by means of a video camera and an external algorithm that recognizes real/internal emotions based on facial expressions. The final emotion is estimated by the Kalman filter, where the emotion is treated as measurement data. The aim of our future work is to determine the impact of the driver’s emotional state on driving safety.

  • Emulator and simulator of Terma SCANTER and ARPA radar data server
    • Maciej Sac
    • Sylwester Kaczmarek
    • Marcin Narloch
    2019 Full text Zeszyty Naukowe Akademii Marynarki Wojennej

    The software solutions presented in this paper generate real-time data compatible with ARPA radar standard as well as Terma SCANTER 2001 radar cooperating with Video Distribution and Tracking (VDT) server. Two different approaches to this problem are considered: emulation based on the data captured from real devices and simulation of objects on the sea. For both of them architecture, implementation details and functional test results are presented. The developed software will be used to test new functionalities of the multimedia surveillance system implemented for the Maritime Division of the Polish Border Guard within the STRADAR project.

  • Enabling Deeper Linguistic-based Text Analytics – Construct Development for the Criticality of Negative Service Experience
    • Ojo Adegboyega
    • Nina Rizun
    2019 Full text IEEE Access

    Significant progress has been made in linguistic-based text analytics particularly with the increasing availability of data and deep learning computational models for more accurate opinion analysis and domain-specific entity recognition. In understanding customer service experience from texts, analysis of sentiments associated with different stages of the service lifecycle is a useful starting point. However, when richer insights into issues associated with negative sentiments and experiences are desired to inform intervention, deeper linguistic analyses such as identifying specific touchpoints and the context of the service users become important. While research in this direction is beginning to emerge in some domains, we are yet to see similar efforts in the domain of healthcare. We present in this paper the results from our construct development effort for quantifying how critical a negative patient experience is using different elements of the available textual feedback as a key basis for prioritizing interventions by service providers. This involves the identification of the different dimensions of the construct, associated linguistic markers and metrics to compute the criticality index. We also present the results of the application of our developed conceptualization to linguistic-based text analysis of a small dataset of patient experience feedback.

  • Energy Demand of Short-Range Inland Ferry with Series Hybrid Propulsion Depending on the Navigation Strategy
    • Magdalena Kunicka
    • Wojciech Litwin
    2019 Full text ENERGIES

    Interest in hybrid propulsion systems that can be used on small vessels has increased significantly in recent years. They can replace inefficient and environmentally burdensome conventional systems based on diesel engines. Hybrid propulsion has many advantages such as high energy efficiency and virtually noiseless operation, and therefore it fits well with the current trends of “green shipping” and “zero emission”. The aim of the research conducted was to examine and analyse the varied energy demand of a small inland ferry with electric propulsion depending on the navigation strategy. The work included tests carried out on a model of the vessel. Conventional resistance tests involving towing the model at a constant speed proved to be of no use for the unit, which, during a short voyage, moves with variable speeds and manoeuvres. Therefore, atypical and unique tests were performed to determine the energy consumption during the acceleration of the unit and the parameters of navigation with the propulsion turned off. The work resulted in calculated forecasts of energy consumption by the ship depending on the adopted cruising style and a proposal of the most energy-efficient way to cross the shipping route connecting the two banks of the Motława River in the city of Gdańsk.

  • ENERGY EFFICIENT SMALL INLAND PASSENGER SHUTTLE FERRY WITH HYBRID PROPULSION - CONCEPT DESIGN, CALCULATIONS AND MODEL TESTS
    • Magdalena Kunicka
    • Wojciech Litwin
    2019 Full text Polish Maritime Research

    In recent years, there has been a significant development in “green” and energy efficient propulsion systems, which fits into the general trend of environmentally friendly “green shipping”. The pursued goal is to construct a safe passenger ship that is low in energy demand and equipped with a highly energy efficient, emission-free propulsion system. The paper presents main problems encountered by designers of a small, hybrid-powered ferry powered lithium batteries. The conducted research allowed to create a design of an energy efficient hull shape, which decreases the demand for energy. Completed remote control model tests resulted in a proposal of an energy efficient and safe propulsion system with good manoeuvring capabilities. Measurements completed on an existing ferry permitted completing energy balance and forming an energy management policy. The paper contains the emission calculations computed for the existing ferry that are necessary for the environmental impact analysis. The soon to be constructed, newly designed vessel will provide a valuable contribution to hybrid-propulsion, energy management and unmanned technologies research.

  • Energy Loss Coefficients ki in a Displacement Pump and Hydraulic Motor used in Hydrostatic Drives
    • Agnieszka Maczyszyn
    2019 Full text Polish Maritime Research

    The article aims at defining and analysing the energy loss coefficients in design solutions of rotating displacement machines, with a piston machine as an example. The energy losses observed in these machines include mechanical loss, volumetric loss, and pressure loss. The scale and relations between these losses in different machines depend on machine design and manufacturing quality, and on operating parameters. The operating parameters, in turn, which affect directly or indirectly the above losses depend on whether the machine works in pump or hydraulic motor regime. The article is also a contribution to the development of a library of ki coefficients which define the losses in displacement machines, as the knowledge about these coefficients makes it possible to assess fast and easily the energy efficiency of a machine or drive system at each point of its working area.

  • Energy losses reduction in the medium voltage cable line – case study
    • Krzysztof Dobrzyński
    • Stanisław Czapp
    • Jacek Klucznik
    • Zbigniew Lubośny
    • Janusz Grala
    • Sławomir Noske
    • Dominik Falkowski
    2019

    The paper presents an analysis of energy losses in a power cable system, which is composed of two 30 kV cable lines. This cable system is located at the seaside holiday area, so the load profile during a year is specific. Energy losses related to reactive power transmission, as well as to currents induced in the sheaths of the cables, are subject to analysis. Measurements were made in the system in order to prepare a computer model for calculation of current flow in the cable cores and the metallic sheaths, as well as to calculate power and energy losses. As a result of the conducted analyzes, the methods leading to the reduction of energy losses are shown, and potential savings related to them are revealed.

  • Energy Neutrality Versus Carbon Footprint Minimization In Municipal Wastewater Treatment Plants
    • Mojtaba Maktabifard
    • Ewa Zaborowska
    • Jacek Mąkinia
    2019

    The study presents analysis of the carbon footprint (CF) in six medium and large-size municipal wastewater treatment plants (WWTPs) located across Poland. The novelty of the presented study is searching the relationship between level of energy neutrality and CF in the case studies. Although energy and CF go hand-in-hand to some degree but moving towards energy neutrality in WWTPs might also lead to an increase in the total CF of the plant. A comparative study of CF has taken place by taking into account both direct and indirect emissions for each WWTP. At the end a correlation between level of energy neutrality and the ratio of the indirect to direct emissions has been found.

  • Energy-Aware High-Performance Computing: Survey of State-of-the-Art Tools, Techniques, and Environments
    • Paweł Czarnul
    • Jerzy Proficz
    • Adam Krzywaniak
    2019 Full text Scientific Programming

    The paper presents state of the art of energy-aware high-performance computing (HPC), in particular identification and classification of approaches by system and device types, optimization metrics, and energy/power control methods. System types include single device, clusters, grids, and clouds while considered device types include CPUs, GPUs, multiprocessor, and hybrid systems. Optimization goals include various combinations of metrics such as execution time, energy consumption, and temperature with consideration of imposed power limits. Control methods include scheduling, DVFS/DFS/DCT, power capping with programmatic APIs such as Intel RAPL, NVIDIA NVML, as well as application optimizations, and hybrid methods. We discuss tools and APIs for energy/power management as well as tools and environments for prediction and/or simulation of energy/power consumption in modern HPC systems. Finally, programming examples, i.e., applications and benchmarks used in particular works are discussed. Based on our review, we identified a set of open areas and important up-to-date problems concerning methods and tools for modern HPC systems allowing energy-aware processing.

  • Engineering method of tire rolling resistance evaluation
    • Jerzy Ejsmont
    • Wojciech Owczarzak
    2019 MEASUREMENT

    Tire rolling resistance is one of the most difficult tire parameters to measure. The reason is that for modern tires the force of rolling resistance corresponds to 0.5–1% of tire load, thus measurements of very small forces must be performed in a heavily loaded system. This constitutes great problems, especially in road conditions. Laboratory measurements are easier to perform, as the environment may be better controlled, but roadwheel facilities based on outer drums, in general cannot be equipped with real road pavements. Typically they have steel drums or drums covered by replicas at best. This article describes a laboratory method of rolling resistance evaluation that may be used in preliminary assessment of road pavements (based on small pavement samples) and tires. The method is based on impact induced tire oscillations and gives good ranking of tires and road pavements related to the energy losses that control rolling resistance.