2020 - Repozytorium publikacji - Politechnika Gdańska

Pokaż publikacje z roku

Publikacje z roku 2020

Pokaż wszystkie

Nowoczesne metody termografii w systemie monitorowania stanu sieci przesyłowych
- Filip Ratkowski
- Krzysztof Szuchnik
2020 Wiadomości Elektrotechniczne
W artykule przedstawiono obecnie stosowane metody inspekcji termowizyjnej, skupiając się na prewencyjnej diagnostyce stanu sieci przesyłowej. Badanie termowizyjne ma różne wymiary wpływu na efektywność energetyczną. Z jednej strony wykorzystuje się ją do inspekcji szczelności termoizolacji budynków, wpływając na świadomość, że „najtańsza energia to ta zaoszczędzona”, z drugiej strony jest narzędziem dla operatorów sieci dystrybucyjnych i przesyłowych, zmniejszając prawdopodobieństwo zawodności elementów infrastruktury elektroenergetycznej. Przy zwiększającym się sektorze usług inspekcji termowizyjnych, wywołanym dostępnością kamer termowizyjnych i możliwości z nimi związanymi, takimi jak: termowizyjny skaning laserowy, kolejnym krokiem jest implementacja danych o stanie temperatury obiektu w cyklu życia obiektu w BIM i CMS.
Nuclear Magnetic Resonance Metabolomics Reveals Qualitative and Quantitative Differences in the Composition of Human Breast Milk and Milk Formulas
- Dorota Garwolińska
- Weronika Hewelt-Belka
- Agata Kot-Wasik
- Ulrik Kræmer Sundekilde
2020 Pełny tekst Nutrients
Commercial formula milk (FM) constitutes the best alternative to fulfill the nutritional requirements of infants when breastfeeding is precluded. Here, we present the comparative study of polar metabolite composition of human breast milk (HBM) and seven different brands of FM by nuclear magnetic resonance spectroscopy. The results of the multivariate data analysis exposed qualitative and quantitative differences between HBM and FM composition as well as within FM of various brands and in HBM itself (between individual mothers and lactation period). Several metabolites were found exclusively in HBM and FM. Statistically significant higher levels of isoleucine and methionine in their free form were detected in FM samples based on caprine milk, while FM samples based on bovine milk showed a higher level of glucose and galactose in comparison to HBM. The results suggest that the amelioration of FM formulation is imperative to better mimic the composition of minor nutrients in HBM.
Numerical analyses of novel prefabricated structural wall panels in residential buildings based on laboratory tests in scale 1:1
- Łukasz Skarżyński
- Ireneusz Marzec
- Krzysztof Drąg
- Andrzej Tejchman-Konarzewski
2020 Pełny tekst European Journal of Environmental and Civil Engineering
The paper presents experimental and numerical investigations on novel prefabricated composite building wall panels for residential building constructions. The wall panels were composed of reinforced concrete ribbed elements with the core from the EPS foam as the thermal insulation. The wall panels in the full-scale 1:1 were subjected to vertical loads. In the first step, the experiments were analysed with simple usual static methods. Next they were analysed numerically using the finite element method based on two different constitutive continuum models for concrete. First, an elasto-plastic model with the Drucker-Prager criterion defined in compression and with the Rankine criterion defined in tension was used. Second, a coupled elasto-plastic damage formulation based on the strain equivalence hypothesis was used. In order to properly describe strain localization in concrete, both models were enhanced in a softening regime by a characteristic length of micro-structure by means of a non-local theory. A satisfactory agreement between the experiments and FE analyses was achieved. In addition, the FE results with the non-local approach were compared with the crack band model.
Numerical analysis of high temperature minichannels heat exchanger performance
- Jan Wajs
- Tomasz Kura
- Dariusz Mikielewicz
- Elżbieta Fornalik-Wajs
- Jarosław Mikielewicz
2020
Nowadays, the most difficult technological challenge in energy sector is connected with the gas micro-CHP units, dedicated to the distributed power generation. They are expected to be of high efficiency and at the same time of compact in size. Regarding the first reason, significant increase in microturbine efficiency can only be achieved by increase in the engine operating temperature. Therefore, one of the critical elements in such installation is the recuperator, which contributes to the overall microturbine efficiency in considerable part. Taking into account the system size and its efficiency, only the compact heat exchangers with passive techniques of the heat transfer intensification can fulfil strict requirements. Very promising are the cylindrical/plate heat exchangers with minichannels or heat exchangers with jets/microjets technology. In the paper an own construction of plate heat exchanger with minichannels, proposed for high-efficiency gas microturbine engines with external combustion chamber is considered. It consists of a set of steel plates with the channels of rectangular crossection, with 3 mm width and 1.5 mm depth. This unit can be supplied with air at temperature about 1000 C and transfer the thermal energy to air at temperature close to the ambient level. A numerical model was developed for the entire unit and validated with the experimental results, coming from the analysis conducted on the prototype in the “cold” conditions (at 18 C) and normal operating conditions (at 957 C). The experimental and numerical results, referring to the pressure drop, agreed within 2%-14% range, while referring to the heat rate – within 1%-7% range. Analysis of local thermal and hydraulic results was a source of few ideas, concerning an optimization of the heat exchanger construction, oriented at the improvement of its performance.
Numerical investigation on behaviour of cylindrical steel tanks during mining tremors and moderate earthquakes
- Daniel Burkacki
- Michał Wójcik
- Robert Jankowski
2020 Earthquakes and Structures
Cylindrical steel tanks are important components of industrial facilities. Their safety becomes a crucial issue since any failure may cause catastrophic consequences. The aim of the paper is to show the results of comprehensive FEM numerical investigation focused on the response of cylindrical steel tanks under mining tremors and moderate earthquakes. The effects of different levels of liquid filling, the influence of non-uniform seismic excitation as well as the aspects of diagnosis of structural damage have been investigated. The results of the modal analysis indicate that the level of liquid filling is really essential in the structural analysis leading to considerable changes in the shapes of vibration modes with a substantial reduction in the natural frequencies when the level of liquid increases. The results of seismic and paraseismic analysis indicate that the filling the tank with liquid leads to the substantial increase in the structural response under ground motions. It has also been observed that the peak structural response values under mining tremors and moderate earthquakes can be comparable to each other. Moreover, the consideration of spatial effects related to seismic wave propagation leads to a considerable decrease in the structural response under non-uniform seismic excitation. Finally, the analysis of damage diagnosis in steel tanks shows that different types of damage may induce changes in the free vibration modes and values of natural frequencies.
Numerical Solution of the Two-Dimensional Richards Equation Using Alternate Splitting Methods for Dimensional Decomposition
- Dariusz Gąsiorowski
- Tomasz Kolerski
2020 Pełny tekst Water
Research on seepage flow in the vadose zone has largely been driven by engineering and environmental problems affecting many fields of geotechnics, hydrology, and agricultural science. Mathematical modeling of the subsurface flow under unsaturated conditions is an essential part of water resource management and planning. In order to determine such subsurface flow, the two-dimensional (2D) Richards equation can be used. However, the computation process is often hampered by a high spatial resolution and long simulation period as well as the non-linearity of the equation. A new highly efficient and accurate method for solving the 2D Richards equation has been proposed in the paper. The developed algorithm is based on dimensional splitting, the result of which means that 1D equations can be solved more efficiently than as is the case with unsplit 2D algorithms. Moreover, such a splitting approach allows any algorithm to be used for space as well as time approximation, which in turn increses the accuracy of the numerical solution. The robustness and advantages of the proposed algorithms have been proven by two numerical tests representing typical engineering problems and performed for typical properties of soil.
Numerical solutions for blood flow in elastic vessels
- Henryk Leszczyński
- Artur Poliński
- Monika Wrzosek
2020 MATHEMATICAL METHODS IN THE APPLIED SCIENCES
We consider the differential–algebraic system for the blood flow and pressure in the systemic arteries. By the operator splitting method, we transform the system into the hyperbolic one, introduce the bicharacteristics, and perform the time–space nonuniform discretization, obtaining the innovative difference scheme. Our results are illustrated with numerical experiments.
Numerical Study of Concrete Mesostructure Effect on Lamb Wave Propagation
- Beata Zima
- Rafał Kędra
2020 Pełny tekst Materials
The article presents the results of the numerical investigation of Lamb wave propagation in concrete plates while taking into account the complex concrete mesostructure. Several concrete models with randomly distributed aggregates were generated with the use of the Monte Carlo method. The influence of aggregate ratio and particle size on dispersion curves representing Lamb wave modes was analyzed. The results obtained for heterogeneous concrete models were compared with theoretical results for homogeneous concrete characterized by the averaged macroscopic material parameters. The analysis indicated that not only do the averaged material parameters influence the dispersion solution, but also the amount and size of aggregate particles. The study shows that Lamb waves propagate with different velocities in homogeneous and heterogeneous models and the difference increases with aggregate ratio and particle size, which is a particularly important observation for wave-based diagnostic methods devoted to concrete structures.
Numerical Study on Seismic Response of a High-Rise RC Irregular Residential Building Considering Soil-Structure Interaction
- Tomasz Falborski
2020
The objective of the present study is to investigate the importance of soilstructure interaction effects on the seismic response of a high-rise irregular reinforced-concrete residential building. In order to conduct this research, a detailed three-dimensional structure model was subjected to various earthquake excitations, also including a strong mining tremor. Soil-foundation flexibility was represented using the spring-based solutions, incorporating foundation springs and dashpots. For each soil type analyzed in this study, the foundation stiffness was calculated using the static stiffness, embedment correction factors, and dynamic stiffness modifiers. The influence of diverse soil conditions (represented by their average effective profile velocities and shear moduli) on the dynamic characteristics (e.g. fundamental vibration period) and seismic response (e.g. peak lateral accelerations) of the structure model was investigated and discussed. The numerical analysis results clearly demonstrate that the seismic performance of the building to the strong earthquake shaking can be significantly affected by the soil-structure interaction effects.
O analizach kratownicy ze ściskanym pasem dolnym
- Marcin Krajewski
2020 Inżynieria i Budownictwo
Praca poświęcona jest analizom stateczności kratownicy poddanej obciążeniu skierowanemu pionowo ku górze. Przedstawione zostały badania wpływu stężeń usytuowanych w pasie górnym na nośność wyboczeniową konstrukcji. Przedstawiony został model zastępczy kratownicy w formie ściskanego pasa dolnego na podłożu sprężystym. Analizie poddano również wpływ sztywności skrętnej podpór skrajnych na wartość obciążenia krytycznego.
O historii i działalności Katedry Konstrukcji Metalowych Politechniki Gdańskiej
- Piotr Iwicki
2020 Pełny tekst Inżynieria i Budownictwo
W artykule przedstawiono prowadzone w Katedrze Konstrukcji Metalowych badania naukowe, współpracę z przemysłem i działalność dydaktyczną od czasu jej powstania w 1945 r. po dzień dzisiejszy.
O nadjeżdżającej rewolucji w transporcie
- Paweł Gora
2020 Pełny tekst Pismo PG
1,3 miliona – tyle osób rocznie na świecie ginie w wypadkach drogowych. Ponad 20 milionów zostaje rannych! 4 miliardy złotych – prawie tyle rocznie tracą kierowcy w 7 największych miastach w Polsce z powodu korków (a są to jedynie szacowane koszty straconego czasu i paliwa, bez uwzględnienia np. negatywnego wpływu na środowisko). Czy możemy coś z tym zrobić?
O średniowiecznej architekturze zakonów żebraczych w Chełmnie. Na marginesie tomu pierwszego "Księgi klasztorów ziemi chełmińskiej w średniowieczu"
- Piotr Samól
2020 Pełny tekst Zapiski Historyczne. Poświęcone Historii Pomorza i Krajów Bałtyckich
Celem artykułu było przedstawienie wyników wieloletnich badań autora nad architekturą zakonów żebraczych w Chełmnie i polemika z ustaleniami najnowszej publikacji na ten temat. Autor, historyk architektury, prowadził kwerendy archiwalne i badania terenowe w Chełmnie od 2010 r. zbierając obszerny materiał źródłowy o kościołach świętych Piotra i Pawła (dominikanów) oraz świętych Mikołaja i Jakuba (franciszkanów). Na jego podstawie podjął polemikę z ustaleniami najnowszej monografii dotyczącej budownictwa klasztornego na ziemi chełmińskiej autorstwa Moniki Jakubek-Raczkowskiej, Juliusza Raczkowskiego i Piotr Olińskiego. Artykuł został podzielony na cztery części. W pierwszej z nich omówiono konieczność sprzężenia metod historycznych i architektonicznych, które pozwalają traktować zabytek jak źródło historyczne. Wskazano na niewykorzystane dotychczas źródła z archiwów polskich i niemieckich, które pozwalają doprecyzować historię budowlana założeń zakonów żebraczych w Chełmnie. Druga część dotyczy różnic w ustaleniach na temat kościoła dominikańskiego. Autor odnosi się w niej do podnoszonych w „Księdze klasztorów ziemi chełmińskiej w średniowieczu” wątpliwości, co do interpretacji wyników jego badań z 2014 r. Krótki przegląd stanu badań zestawiono z analizowanymi śladami materialnymi (wynikami badań architektonicznych), co pozwoliło falsyfikować wiele formułowanych w przeszłości hipotez na temat jego rozwoju przestrzennego. W trzeciej części omówiono możliwości rekonstrukcji układu przestrzennego średniowiecznego klasztoru predykantów oraz podstawowe fazy przebudowy w okresie nowożytnym, które poprzedziły rozbiórkę w latach trzydziestych XIX w. Ustalenia te są szczególnie ważne dla prowadzonych w przyszłości badań archeologicznych. Odstąpiono od przedstawienia historii budowlanej całego kościoła świętych Mikołaja i Jakuba, ponieważ jego złożona materia jest przedmiotem osobnego opracowania monograficznego. Ostatnia, czwarta część zawiera uwagi na temat lektoriów w świątyniach dominikanów i franciszkanów w Chełmnie. Ważnym elementem jest przedstawiona autorska dokumentacja śladów architektonicznych, pominięta w dotychczasowej literaturze przedmiotu. Opisane wyżej badania historyczne i architektoniczne skłaniają do refleksji nad metodą badań obiektów historycznych, które wymagają dobrego rozpoznania źródeł – zarówno pisanych, jak i architektonicznych. Ustalenia mają zastosowanie nie tylko w historii architektury, ale i dyscyplinach pokrewnych.
O wymiarowaniu kształtowników giętych na zimno według eurokodów i norm amerykańskich.
- Patryk Deniziak
2020 Pełny tekst Inżynieria i Budownictwo
Nośne konstrukcje z kształtowników giętych na zimno były wykorzystywane w przemyśle lotniczym i motoryzacyjnym od początku XX w. W obiektach budowlanych początkowo pełniły one rolę elementów konstrukcyjnych drugorzędnych, takich jak ościeżnice czy elementy ścian działowych. Obecnie są stosowane również jako główne elementy nośne w halach przemysłowych (słupy, wiązary, konstrukcje wsporcze dźwignic). Pręty cienkościenne, ze względu na dużą smukłość ścianek, są wrażliwe na zjawisko utraty stateczności. W niniejszym artykule przedstawiono główne założenia i różnice pomiędzy dwiema metodami wymiarowania prętów cienkościennych: metoda amerykańska oraz europejska.
Obraz olejny, 100x180 cm, Bez tytułu
- Jan Buczkowski
2020
Prezentacja obrazu na wystawie w Centrum Sztuki Współczesnej Łaźnia w Gdańsku
Obtaining and Characterization of the PLA/Chitosan Foams with Antimicrobial Properties Achieved by the Emulsification Combined with the Dissolution of Chitosan by CO2 Saturation
- Szymon Mania
- Karolina Partyka
- Joanna Pilch
- Ewa Augustin
- Mateusz Cieślik
- Jacek Ryl
- Jia-Rong Jinn
- Ya-Jane Wang
- Anna Michałowska
- Robert Tylingo
2020 Pełny tekst
A new method of obtaining functional foam material has been proposed. The materials were created by mixing the poly lactic acid (PLA) solution in chloroform, chitosan (CS) dissolved in water saturated with CO2 and polyethylene glycol (PEG), and freeze-dried for removal of the solvents. The composite foams were characterized for their structural (SEM, FT-IR, density, porosity), thermal (DSC), functional (hardness, elasticity, swelling capacity, solubility), and biological (antimicrobial and cytotoxic) properties. Chitosan in the composites was a component for obtaining their foamed form with 7.4 to 22.7 times lower density compared to the neat PLA and high porosity also confirmed by the SEM. The foams had a hardness in the range of 70–440 kPa. The FT-IR analysis confirmed no new chemical bonds between the sponge ingredients. Other results showed low sorption capacity (2.5–7.2 g/g) and solubility of materials (less than 0.2%). The obtained foams had the lower Tg value and improved ability of crystallization compared to neat PLA. The addition of chitosan provides the bacteriostatic and bactericidal properties against Escherichia coli and Staphylococcus aureus. Biocompatibility studies have shown that the materials obtained are not cytotoxic to the L929 cell line
Occurrences, sources, and transport of organochlorine pesticides in the aquatic environment of Antarctica
- Joanna Potapowicz
- Dimitra Lambropoulou
- Christina Nannou
- Krystyna Kozioł
- Żaneta Polkowska
2020 Pełny tekst SCIENCE OF THE TOTAL ENVIRONMENT
We review information on the concentration levels of organochlorine pesticides in the abiotic aquatic environment (in seawater, sea ice, surface freshwater, snow, firn, and glacial ice) and the organisms inhabiting those, in Antarctica. Particular attention is given to the environmental fate of these pollutants, which modifies their impact on the organisms living in the Antarctic. OCPs have been delivered to the Antarctic environment mainly via long-range transport from inhabited areas, and due to their long accumulation they are sometimes reemitted from melting cryosphere. Since climate change is forecasted to intensify, the release of anthropogenic pollutants from increased seasonal thaw may prove its importance for the future state of this unspoiled environment. However, the limited estimations of the OCPs storage magnitude in the Antarctic cryosphere are relatively crude and may err significantly towards higher values. The OCPs are already present in different types of animal tissues at every trophic level, where they may cause negative effects such as reproductive disorders, decreased survival rates, and an increased parasitic load. Therefore, it is important to continuously monitor OCP concentrations in various elements of the Antarctic environment and the fate of these pollutants, taking into account their global and local sources, including the remobilization from frozen state.
Ocena jakości superkondensatorów wybranymi metodami, wykorzystując zjawiska losowe i badania rozkładu temperatury
- Stanisław Galla
- Arkadiusz Szewczyk
- Janusz Smulko
2020 Pełny tekst Przegląd Elektrotechniczny
W artykule przedstawiono metody analizy jakości wykonania próbek superkondensatorów na podstawie pomiarów szumów generowanych w ich strukturach oraz rozkładów temperatury na ich powierzchni. Prezentowane metody zostały porównane z obecnie stosowanymi parametrami oceny jakości tych elementów. Wyniki uzasadniają wprowadzenie dodatkowych parametrów, pozwalających oceniać jakość superkondensatorów.
Ocena klimatu akustycznego w przestrzeni pasażerskiej elektrycznego zespołu trakcyjnego serii EN57
- Roksana Licow
- Dominika Szabłowska
2020 Pełny tekst Pojazdy Szynowe
W pracy przedstawiono wyniki badań poziomów dźwięku w przestrzeni pasażerskiej elektrycznego zespołu trakcyjnego (EZT) serii EN57 podczas postoju, rozruchu, jazdy oraz hamowania. Badania przeprowadzono na podstawie autorskiej metodyki badawczej bazując na normie PNEN ISO 3381:Kolejnictwo. Akustyka. Pomiar hałasu wewnątrz pojazdów szynowych. Badania przeprowadzono na linii kolejowej nr 250 od przystanku Gdańsk Śródmieście do stacji Rumia. Celem badań była ocena klimatu akustycznego w przestrzeni pasażerskiej elektrycznego zespołu trakcyjnego serii EN57, trójmiejskiej szybkiej kolei miejskiej linii S2 Gdańsk Śródmieście – Rumia. Wyniki przeprowadzonej analizy wskazały na miejsca potencjalnie zagrożone wyższymi poziomami dźwięków niż pozostałe oraz wpływ tych poziomów dźwięku na pasażerów korzystających z transportu publicznego jakim jest EZT serii EN57 w Trójmieście.
Ocena komfortu pieszego na kładkach. Case study
- Anna Banaś
2020 Pełny tekst Builder
Trend w projektowaniu nowych kładek dla pieszych wymaga, aby były one coraz bardziej „wyszukane” i lekkie. Bardzo często jednak z tego powodu obiekty te mają pierwszą częstotliwość giętną pomostu zbliżoną do wymuszenia chodem pieszego. W niniejszej pracy przedstawiono trzy konstrukcje kładek dla pieszych. Każda z nich znalazła się w innej grupie narażenia na wystąpienie drgań rezonansowych, z uwagi na pierwszą częstotliwość drgań giętnych pomostu. Przeprowadzone badania pokazały, że kładka nad drogą S8, która znajdowała się w wysokiej grupie ryzyka, bez względu na sposób wymuszenia spełnia najwyższy poziom komfortu. W przypadku kładki w Bydgoszczy, która znalazła się w średniej grupie ryzyka poziomy przyspieszeń były znacznie większe. Przy wymuszeniach synchronicznych zapewniały często tylko minimalny komfort jej użytkownikom. W przypadku kładki w Gdyni, mimo stosunkowo wysokiej wartości częstotliwości drgań własnych i niskiego ryzyka wystąpienia rezonansu, nawet dla bardzo małych grup pieszych przyspieszenia były na bardzo wysokim poziomie. Kładka w normalnych warunkach eksploatacji zapewnia minimalny komfort użytkownikom. Przy wymuszeniach synchronicznych poziom komfortu jest już jednak nieakceptowalny. Przeprowadzone analizy i badania pokazują, że jednym z kluczowych elementów etapu projektowania jest analiza dynamiczna.