2023 - Publications Repository - Gdańsk University of Technology

Show publications from the year

Publications from the year 2023

Show all

DYNAMIC POSITIONING CAPABILITY ASSESSMENT BASED ON OPTIMAL THRUST ALLOCATION
- Agnieszka Piekło
- Anna Witkowska
- Tomasz Zubowicz
2023 Full text Polish Maritime Research
The article presents an efficient method of optimal thrust allocation over the actuators in a dynamically positioned ship, according to the DNV-ST-0111 standard, Level 1. The optimisation task is approximated to a convex problem with linear constraints and mathematically formulated as quadratic programming. The case study is being used to illustrate the use of the proposed approach in assessing the DP capability of a rescue ship. The quadratic programming- based approach applied for dynamic positioning capability assessment allows for fast calculations to qualitatively compare different ship designs. In comparison with the DNV tool, it gives 100% successful validation for a ship with azimuth thrusters and a pessimistic solution for a ship equipped with propellers with rudders. Therefore, it can be safely applied at an early design stage.
Dziecięce pieluchy jednorazowe: walory konsumenckie a wpływ na zdrowie dziecka pod kątem zawartości związków endokrynnie czynnych
- Aneta Chabowska
- Justyna Płotka-Wasylka
- Natalia Jatkowska
2023 Full text Analityka: Nauka i Praktyka
Układ hormonalny reguluje wiele procesów zachodzących w organizmie ludzkim. Jego funkcjonowanie może zostać zaburzone przez działanie związków z grupy endokrynnie czynnych (ang. Endocrine Disrupting Compounds, EDC) obecnych w otaczającym nas środowisku. Związki te mogą wpłynąć szkodliwie nie tylko na osobę eksponowaną na ich bezpośrednie działanie, ale również na jej potomstwo. Wyniki wieloletnich badań umożliwiły stwierdzenie, że związki EDC mogą powodować mutacje, prowadzące następnie do zmian nowotworowych, jak również dezaktywować niektóre procesy zachodzące w organizmie, niezbędne do zachowania homeostazy. Z uwagi na negatywny wpływ EDC na organizm ludzki szczególnie ważnym wydaje się monitorowanie ich zawartości w produktach przeznaczonych dla dzieci, których mechanizmy detoksykacji nie są jeszcze w pełni rozwinięte. Jednym z dóbr konsumenckich stosowanych od pierwszych dni życia dziecka są pieluchy jednorazowe. Niemniej jednak należy zadać sobie pytanie czy produkt ten jest bezpieczny dla dzieci pod kątem zawartości związków chemicznych, w tym ECD.
Dziedzictwo lokalne w kontekście programu Reconnecting With Your Culture Poland / UNESCO, prelekcje w ramach Pomorskiej Nocy Naukowców, prelekcje: "Rola dziedzictwa lokalnego" (AK), "Dzieci a rozumienie dziedzictwa: (PDŻ)
- Agnieszka Kurkowska
- Paulina Duch-Żebrowska
2023
Tematem prelekcji było lokalne dziedzictwo kulturowe oraz postawy obywatelskie, ponieważ tylko poznanie i pogłębienie dziedzictwa kulturowego pozwala docenić teraźniejszość i dobrze budować przyszłość.
Ecology In Tribology: Selected Problems of Eliminating Natural Oil-Based Lubricants from Machine Friction Couples
- Michał Wasilczuk
- Jacek Łubiński
- Katarzyna Zasińska
2023 Full text TRIBOLOGIA
The elimination of mineral oil-based lubricants from machines has multiple beneficial effects on the natural environment. Firstly – these lubricants are a direct threat to the environment in the event of leaks; secondly – their elimination reduces the demand for crude oil from which they are obtained. In addition, in many cases, e.g. when replacing traditional lubricants with water, friction losses in the bearings can also be reduced due to the lower viscosity of the water, which reduces the energy dissipation in machines. On the other hand, the introduction of self-lubricating materials or water-lubricated bearings causes problems related to the need to adapt the design of machines and materials used to new operating conditions and changed properties of the lubricants. In the paper, selected examples of problems related to the use of ecological lubricants are discussed. The high cost of PEEK based polymers resulted in the emergence of cheaper substitutes on the market; however, in the conducted research, the substitutes presented worse properties than those declared by their manufacturers
Edge and Pair Queries-Random Graphs and Complexity
- Dariusz Dereniowski
- Przemysław Gordinowicz
- Paweł Prałat
2023 Full text ELECTRONIC JOURNAL OF COMBINATORICS
We investigate two types of query games played on a graph, pair queries and edge queries. We concentrate on investigating the two associated graph parameters for binomial random graphs, and showing that determining any of the two parameters is NP-hard for bounded degree graphs.
Edge coloring of graphs of signed class 1 and 2
- Robert Janczewski
- Krzysztof Turowski
- Bartłomiej Wróblewski
2023 DISCRETE APPLIED MATHEMATICS
Recently, Behr (2020) introduced a notion of the chromatic index of signed graphs and proved that for every signed graph (G, σ) it holds that ∆(G) ≤ χ′(G,σ) ≤ ∆(G) + 1, where ∆(G) is the maximum degree of G and χ′ denotes its chromatic index. In general, the chromatic index of (G, σ) depends on both the underlying graph G and the signature σ. In the paper we study graphs G for which χ′(G, σ) does not depend on σ. To this aim we introduce two new classes of graphs, namely 1± and 2±, such that graph G is of class 1± (respectively, 2±) if and only if χ′(G, σ) = ∆(G) (respectively, χ′(G, σ) = ∆(G) + 1) for all possible signatures σ. We prove that all wheels, necklaces, complete bipartite graphs Kr,t with r ̸= t and almost all cacti graphs are of class 1±. Moreover, we give sufficient and necessary conditions for a graph to be of class 2±, i.e. we show that these graphs must have odd maximum degree and give examples of such graphs with arbitrary odd maximum degree bigger than 1.
Editorial, SI EATA2023
- Piotr Jaskuła
- Adam Zofka
2023 Full text Road Materials and Pavement Design
The European Asphalt Technology Association (EATA) is an organisation of leading European engineers and scientists involved in the asphalt material research. Every two years, the EATA celebrates its international pavement conference, with the aim of disseminating the key advances in scientific knowledge related to asphalt materials and technologies, and to encourage the transfer and application of this knowledge worldwide. Since the first event strictly selected papers are also published in a Special Issue of Road Material and Pavement Design Journal (RMPD) journal.
Edu Inspiracje WZiE: Postawione na głowie, czyli słów kilka o odwróconym nauczaniu
- Marzena Grzesiak
- Alina Guzik
2023 Pismo PG
Odwrócone nauczanie jest znane od dawna, ale jego współczesne zastosowanie datuje się na rok 2012, kiedy pojawiła się publikacja Bergmann’a i Saams. Pilotażowe wdrożenie tej metody zostało zrealizowane dla formie przedmiotu realizowanego w języku angielskim Modelowanie procesów biznesowych, skierowanego do studentów Politechniki Gdańskiej. Wśród zasobów udostępnionych przed zajęciami najczęściej wykorzystywano pliki PDF (zawierające opisy i zrzuty ekranowe danego zagadnienia) oraz filmy. Na podstawie opinii studentów oraz doświadczeń innych nauczycieli opisanych w literaturze, opracowane zostaną rekomendacje dla przeprojektowania kursu, z zachowaniem zasad metody odwróconego uczenia się.
Edu Inspiracje WZiE: Sztuczna inteligencja w edukacji. Czy strach ma wielkie oczy?
- Karol Flisikowski
- Alina Guzik
2023 Full text Pismo PG
Na dzień dzisiejszy bardzo trudno jest odróżnić treści pisane przez człowieka od tych generowanych przez AI, a najsmutniejsze jest to, że wszyscy, którzy używają pożyczonej inteligencji w nadmiarze, pozbawiają się okazji do uczenia i rozwoju. W rezultacie życie staje się łatwiejsze, ale mądrości jakby ubywa. W artykule dokonano krytycznego przeglądu narzędzi i algorytmów opartych o sztuczną inteligencję wspierający procesy edukacyjne.
Edukacja matematyczna na poziomie akademickim na kierunkach ścisłych i technicznych w dobie technologii mobilnych i sztucznej inteligencji
- Anita Dąbrowicz-Tlałka
2023 Full text e-mentor
Rozwój technologii oraz rozwiązań bazujących na sztucznej inteligencji daje szansę pomocy nauczycielom i uczniom w rozwoju i poprawianiu wyników nauczania i uczenia się. Wszystko wskazuje na to, że narzędzia takie jak ChatGPT wkrótce staną się akceptowaną częścią zestawu narzędzi technologicznych. Musimy tylko nauczyć się, jak bezpiecznie i optymalnie z nich korzystać. Stosowanie technologii cyfrowej w edukacji matematycznej na poziomie akademickim jest ogromnym wyzwaniem. Z jednej strony mamy do dyspozycji wiele narzędzi, z których często sprawniej korzystają uczący się niż nauczyciele, a z drugiej strony deficyty wiedzy i umiejętności matematycznych kandydatów na studia wymagają wprowadzania wielu zmian w programach realizowanych w czasie zajęć. W przypadku edukacji matematycznej na kierunkach ścisłych i technicznych powinno to skłaniać do działań związanych z analizą stosowanych metod edukacyjnych oraz do wypracowania efektów uczenia się pozwalających studentom nie tylko na sprawne poruszanie się w cyfrowym świecie, ale i na jego współtworzenie. W artykule przedstawiono wybrane wyniki badań ankietowych przeprowadzonych wśród studentów pierwszego roku studiów inżynierskich związanych z wykorzystywaniem aplikacji i oprogramowania wspierającego edukację matematyczną. Pokazano również przykłady e-technologii stosowanych do uczenia się i rozwiązywania zadań, wskazano na ich możliwości oraz zagrożenia, jakie mogą stwarzać. Zasygnalizowano też konieczność modyfikacji programów i metod nauczania matematyki na poziomie akademickim pozwalających studentom na osiąganie efektów uczenia się z optymalnym wykorzystaniem technologii.
Efekty docierania jednotarczowego ceramiki Al2O3 narzędziem z poliamidu PA2200 wykonanym metodą selektywnego spiekania laserowego
- Dawid Zieliński
2023 Full text
Przedmiot badań niniejszej rozprawy doktorskiej stanowi analiza procesu docierania jednotarczowego powierzchni płaskich z wykorzystaniem spiekanych z proszku poliamidowego metodą selektywnego spiekania laserowego prototypowych narzędzi ściernych. Tarcze docierające zbudowane zostały z niezależnych segmentów ściernych tworzących płaską powierzchnię czynną narzędzia przeznaczoną do docierania materiałów metalowych i niemetalowych, w tym ceramiki technicznej. W pracy zaprezentowano efekty technologiczne uzyskane w wyniku przeprowadzonych serii badań eksperymentalnych docierania ceramiki technicznej Al2O3 i dotyczących m.in. wielkości ubytku materiałowego, wartości parametrów chropowatości i falistości powierzchni, wydajności procesu obróbki, a także kształtu i wielkości zużycia narzędzi. Dokonano ponadto oceny istotności statystycznej różnic efektów technologicznych uzyskiwanych w poszczególnych seriach badań eksperymentalnych. Analizowano wpływ zmiennych wielkości wejściowych wraz z oceną istotności statystycznej oddziaływania i ich interakcji na wybrane wielkości wyjściowe. Wyznaczono modele matematyczne wybranych efektów docierania oraz dokonano ich oceny i walidacji. Porównanie rezultatów obróbkowych z wybranymi narzędziami ściernymi stosowanymi w technologii docierania oraz szlifowania z kinematyką docierania wskazało na duży potencjał oraz użyteczność opracowanych narzędzi.
Efektywność skrępowania betonu w grubościennych słupach typu Concrete-Filled Steel Tube o przekroju kołowym
- Marcin Abramski
- Piotr Korzeniowski
- Jarosław Kondrat
2023 Full text Materiały Budowlane
W słupach typu CFST w stanie granicznym dochodzi do zwiększenia wytrzymałości betonu rdzenia na skutek jego skrępowania. Zaistnienie tego zjawiska zależy od wielu czynników. Jednym z najważniejszych z nich jest sztywność obwodowa płaszcza stalowego. Jej wpływ na efektywność wzrostu wytrzymałości betonu rdzenia przebadano eksperymentalnie na grupie 48 grubościennych słupów CFST. Wykazano, że nadmierne zwiększanie grubości płaszcza słupa CFST nie przekłada się na wzrost jego nośności sprowadzonej. Jest wręcz przeciwnie: następuje jej spadek. Znacznie lepsze wykorzystanie pozytywnego wpływu skrępowania betonu rdzenia można osiągnąć z zastosowaniem rur cienkościennych niż grubościennych.
Effect of Arc Strikes on High Strength Low Alloy Steels Welded by SMAW
- Dariusz Fydrych
- Przemysław Raczko
- Aleksandra Świerczyńska
- Michał Landowski
- Adrian Wolski
- Grzegorz Rogalski
2023 Full text Advances in Science and Technology Research Journal
Wet welding with covered electrodes (Shielded Metal Arc Welding – SMAW) is the most commonly used method of carrying out welding repair works in a water environment. Limited visibility and the inability to move freely under water result in an increased risk of formation of welding imperfections such as lack of fusion, lack of penetration and arc strikes. The work focused on changes in the properties and structure of steel subjected to the impact of short (0.2 s) arc ignitions generated by covered electrodes in air and under water for three high strength steel grades: S460N, S460M and S500MC. Visual tests, macroscopic and microscopic metallographic tests, microhardness measurements and diffusible hydrogen content in deposited metal determination were performed. A significant influence of the environment on changes in the morphology and microhardness of steel in the vicinity of arc strikes was found. The microhardness of the areas covered by the rapid thermal cycle caused by SMAW increased from 200–230 HV0.5 to 400–500 HV0.5 depending on the steel grade. The presence of welding imperfections: cavities and cracks were detected. The susceptibility of all steel grades subjected to short thermal cycles to cracking was confirmed by the results of measurements of the diffusible hydrogen content: 38.6 ml/100 g and 84.5 ml/100 g for air and water environment, respectively. No influence of changes in the welding current on the behavior of the material in the tested conditions was found. The conducted research shows that leaving arc strikes on the structure may have serious consequences and cause a failure.
Effect of austempering temperature on microstructure and cyclic deformation behaviour of multiphase low-carbon steel
- X. Y. Long
- Ricardo Branco
- Wojciech Macek
- Reza Masoudi Nejad
- Grzegorz Lesiuk
- Shun-Peng Zhu
- A. M. Amaro
2023 Full text Archives of Civil and Mechanical Engineering
This paper examined the cyclic deformation behaviour of multiphase low-carbon steel that was subjected to austempering heat treatments at four temperatures (190 °C, 230 °C, 275 °C, and 315 °C) below the martensite start temperature (Ms = 353 °C). The tests were conducted at room temperature, under fully reversed strain-controlled conditions, with strain amplitudes in the range 0.5–1.0%. The microstructure was observed by transmission electron microscopy, and the fracture surfaces were examined by scanning electron microscopy. The steel had a bainite/martensite microstructure, with increasing bainite content for higher austempering temperatures. Irrespective of the tested conditions, it strain-hardened during the first two cycles and then, strain-softened until failure. The austempering temperature did not significantly affect the stress-based, strain-based and energy-based relationships. However, lower austempering temperatures slightly improved the fatigue performance.
Effect of bending-torsion on fracture and fatigue life for 18Ni300 steel specimens produced by SLM
- Wojciech Macek
- Reza Masoudi Nejad
- Shun-Peng Zhu
- Jarosław Trembacz
- Ricardo Branco
- José Domingos Costa
- J.a.m. Fereira
- Carlos Capela
2023 MECHANICS OF MATERIALS
In this study, different fracture surfaces caused by fatigue failure were generated from 18Ni300 steel produced by selective laser melting (SLM). Hollow round bars with a transverse hole were tested under bending-torsion to investigate the crack initiation mechanisms and fatigue life. Next, the post-failure fracture surfaces were examined by optical profilometer and scanning electron microscope. The focus is placed on the relationship between the fatigue features (e.g., bending-torsion ratio, fatigue crack initiation angles, and fatigue life) and the fracture surface topography parameters (e.g., height parameter Sx, volume parameters Vx, maximal pit and valley angles). The analysis was carried out using the entire fracture surface of the tested specimens. It was found that the decrease of the shear stress level significantly reduces the value of the fracture surface parameters. A fatigue life prediction model based on both the surface topography values and the applied load was proposed. Fatigue life predictions for different loading ratios agreed well with the experimental results and were slightly better than those of other existing models. The proposed model can be helpful for post-mortem analysis of engineering components sub-jected to multiaxial fatigue.
Effect of crystallinity on structural, thermal, and in vitro dissolution properties of Na2O-CaO-Nb2O5/MgO-P2O5 glass-ceramics
- Natalia Wójcik
- Stefania Wolf
- Jakub Karczewski
- Jacek Ryl
- Sharafat Ali
2023 JOURNAL OF THE EUROPEAN CERAMIC SOCIETY
The impact of the crystallinity on structural, thermal, and in vitro dissolution properties were examined for Na2O- CaO-Nb2O5/MgO-P2O5 glasses/glass-ceramics. Glass-ceramics were synthesized via a spontaneous crystallization process. The Nb content in the materials increased with melting temperature, furthermore, the crystallinity is proportional to the Nb content. The presence of crystalline niobates and phosphates is confirmed by FTIR analysis which is consistent with XRD. The FTIR results indicate that the phosphate network is built of different proportions of Q2, Q1, and Q0 units, depending on the amount and type of crystalline phase. Most of the samples show an improvement in thermal stability. The in vitro dissolution test showed that the highest mass loss for most of the samples occurred during the first 6 days of immersion in the PBS solution. The presence of small phosphate crystals favors the deposition of hydroxyapatite on samples’ surfaces while the larger niobate crystals dissolve more readily.
Effect of dendrimer-based interlayers for enzyme immobilization on a model electrochemical sensing system for glutamate
- Marcin Urbanowicz
- Kamila Sadowska
- Bartłomiej Lemieszek
- Agnieszka Paziewska-Nowak
- Anna Sołdatowska
- Marek Dawgul
- Dorota G. Pijanowska
2023 BIOELECTROCHEMISTRY
In this paper, we discuss dendrimer usage in enzyme-based electrochemical biosensors, particularly with respect to biomolecule loading on the sensing surface. A novel approach to design bioactive layers with immobilized enzymes for electrochemical biosensors using the surface plasmon resonance (SPR) method in combination with electrochemical impedance spectroscopy was presented. The gold surface was modified with linear linkers (various mercaptoalkanoic acids and aminoalkanethiols) and poly(amidoamines) dendrimers from the first- to fifth-generation. The best functionalization procedure was established by detailed SPR studies and transferred onto gold electrodes to electrochemically examine the model enzymatic reaction catalysed by glutamate oxidase. In the case of the chronoamperometric method, the determined sensitivity was 3.36±0.08 μA∙mM-1 , and the low limit of detection (LOD) was 1.52 μM. Comparing the sensitivity and LOD obtained for CV measurements, the values of these parameters were 2.5 times higher and 4 times lower, respectively, for the fourth-generation dendrimer-based biosensor and the biosensor with a linear linker. The positive impact of the dendrimer interlayer on the long-term enzyme activity was also confirmed. The research results indicate the possibility of a significant increase in the sensor response using the dendrimer itself without enriching it with electrochemical components.
Effect of hybrid modification by ceramic layer formation in MAO process and laser remelting on the structure of titanium bio-alloy Ti13Nb13Zr
- Joanna Sypniewska
- Marek Szkodo
- Beata Majkowska-Marzec
- Aleksandra Mielewczyk-Gryń
2023 CERAMICS INTERNATIONAL
To improve the biological properties of titanium alloy Ti13Nb13Zr, hybrid modifications involving micro-arc oxidation (MAO) and Nd: YAG laser remelting were carried out in two combinations. The first consisted of laser modification before the production of the ceramic layer by the micro-arc oxidation process, and the second combination involved Nd: YAG laser modification after the MAO process. The creation of developed surface morphologies on titanium alloys used in implant manufacturing is currently a widely discussed trend. The modifications used by the authors offer the possibility of obtaining a porous, wettable surface with altered nanohardness. To investigate the structural properties of the obtained hybrid Nd: YAG-MAO and MAO-laser Nd: YAG modifications, the structure roughness tests were performed with a suitable apparatus and atomic force microscope (AFM) and available software. The surface wettability was evaluated and the surface of the modified Ti13Nb13Zr alloy was subjected to evaluation using a scanning electron microscope (SEM), and an optical microscope. Using available software, chemical composition analysis, porosity analysis, and, adhesion analysis were performed. Based on the tests carried out, the possibility of carrying out hybrid modification in various combinations was demonstrated. The presence of Na+ and Ca2+ ions was demonstrated for samples in the combination of laser modification and MAO modification, which is important for biomedical reasons. Each modification allowed changing of the nanohardness, wettability, and roughness in the direction expected, required from biomedical materials. This paper presents an innovative approach to the use of two modifications one using the effect of heat on the matrix and the other focused on the formation of a ceramic coating. Currently, hybrid modifications are desirable in that they allow them to interact positively with each other.
Effect of Laser Treatment on Intrinsic Mechanical Stresses in Titanium and Some of Its Alloys
- Magdalena Jażdżewska
- Michał Bartmański
- Andrzej Zieliński
- Dominika Kwidzińska
2023 Full text Applied Sciences-Basel
Laser surface treatment conducted at different power levels is an option to modify titanium bone implants to produce nano- and microtopography. However, such processing can lead to excess mechanical stress within the surface layer. This research aims to calculate the level of such residual stresses after the surface processing of Ti grade IV, Ti15Mo, and Ti6Al7Nb alloys with an Nd:YAG laser. Light and scanning electron microscopies (SEM), energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS), X-ray diffractometry (XRD), optical profilography, and nano-indentation tests were applied to characterize the surface zone. The laser processing resulted in a distinct surface pattern and the formation of remelted zones 66–126 μm thick, with roughness values ranging between 0.22 and 1.68 μm. The mechanical properties were weakly dependent on the material composition. The residual stresses caused by the laser treatment were moderate, always tensile, increasing with loading, and was the highest for the Ti15Mo alloy.
Effect of Microplastics Pollution on Hydrogen Production from Biomass: A Comprehensive Review
- Zhila Honarmandrad
- Zhila Honarmandrad
- Jacek Gebicki
2023 Full text INDUSTRIAL & ENGINEERING CHEMISTRY RESEARCH
Hydrogen production from biomass and organic wastes is considered as a potential alternative energy source and is known as a clean and CO2-free fuel energy carrier. H2 is considered very promising among the other energy sources; therefore, the effective conversion of biomass and organic solid waste to this secondary energy source is urgently sought. As a result, it is of importance to assess the impact of the existence of microplastics (MPs) pollution in biomass during its fermentation. It was found that, besides the number of plastic particles present in biomass, the size of them plays the most important role in the yield of hydrogen. While plastics in nanoparticle sizes always suppress the production of H2, depending on their concentration, MPs may increase or reduce it. For example, the presence of 60 particles/L of micrometer-sized polyethylene terephthalate reduces hydrogen production by 30%, while 200 particles of it yields 63.6% more hydrogen. This Review examines all available literature on the effects of the presence of various MPs on biohydrogen production.