Polski   English     
    
Analiza komputerowa i optymalizacja materiałów o złożonych własnościach i mikrostrukturze
Publikacje
 
  O projekcie
Streszczenie
Opis
Zadania badawcze
Zespół
Publikacje
Stopnie naukowe
Kontakt
 
 
 
 
 
Icon
Publikacje w czasopismach:
  1. Poteralski A., Hybrid artificial immune strategy in identification and optimization of mechanical systems, Journal of Computational Science, Vol. 23, s. 216-225 (2017). https://doi.org/10.1016/j.jocs.2017.04.015
  2. Fedeliński P., Dynamically loaded branched and intersecting cracks, Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture, t. XXXIV, z. 64, s. 17-26 (2017). https://oficyna.prz.edu.pl/zeszyty-naukowe/czasopismo-inzynierii-ladowej-s/jceea-64/jceea-64-02-t1/
  3. Fedeliński P., Holek M., Static and dynamic stress intensity factors of branched cracks, Modelowanie Inżynierskie, Vol. 65, s. 23-28 (2017). http://www.kms.polsl.pl/mi/pelne_34/04_34_65.pdf
  4. Ptaszny J., Hatłas M., Evaluation of the FMBEM efficiency in the analysis of porous structures, Engineering Computations, Vol. 35, s. 843-866 (2018). https://doi.org/10.1108/EC-12-2016-0436
  5. Holek M., Fedeliński P., Homogenization of plates with parallel cracks, Journal of Applied Mathematics and Computational Mechanics (2020) (przyjęte). http://amcm.pcz.pl/?id=in_prin(dostęp 27.02.2020)
  6. Holek M., Fedeliński P., Finite and boundary analysis of crack closure, Computer Methods in Material Science (2020) (w przygotowaniu).
  7. Fedeliński P., Effective elastic properties of composites with randomly distributed thin rigid fibres, Archive of Applied Mechanics (2020) (złożone).
  8. Fedeliński P., Analysis of closed cracks by the boundary element method, Acta Mechanica et Automatica (2020) (w przygotowaniu).
  9. Ptaszny J., A fast multipole BEM with higher-order elements for 3-D composite materials, Computers and Mathematics with Applications (2019) (złożone).
  10. Poteralski A., Fedeliński P., Optimization of composite structures with thin rigid fibres using an artificial immune system, Structural and Multidisciplinary Optimization (2020) (złożone).
  11. Dziatkiewicz G., Hyperbolicity of velocity-stress-electromagnetic field equations for waves in anisotropic magnetoelectroelastic solids, Wave Motion (2020) (złożone).
  12. Dziatkiewicz G., Dynamic equations of magnetoelectroelasticity as a DAE system, Applied Mathematical Modelling (2020) (w przygotowaniu).

Publikacje książkowe:
 
Dziatkiewicz G., Wybrane aspekty wyznaczania rozwiązań podstawowych w dynamice ośrodka magnetoelektrosprężystego, Monografia, Nr 655, 170 stron, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice (2017).

W monografii rozpatrywano zagadnienia wyznaczania nowych form rozwiązań podstawowych dla trójwymiarowych zadań dynamiki liniowego ośrodka magnetoelektrosprężystego. Ze względu na złożoność zagadnienia rozwiązania te można uzyskać jedynie stosując metody obliczeniowe. Przedstawiono zagadnienie wyznaczania rozwiązania podstawowego dla ogólnego problemu propagacji sprzężonych fal akustyczno-elektromagnetycznych w nieograniczonym trójwymiarowym ośrodku magnetoelektrosprężystym jako problem wieloskalowy w czasie i w przestrzeni. Ze względu na reprezentację fizyczną modelu rozważanego ośrodka jako kompozytu zawierającego fazy piezoelektryczne i piezomagnetyczne, przedstawiono sposób wyznaczania stałych zastępczych za pomocą rozszerzonych metod mikromechaniki. Określono współczynnik separacji skal czasowych na podstawie wartości własnych wprowadzonego hiperbolicznego operatora różniczkowego dla problemu dynamiki w przestrzeni transformat Fouriera. Rozwiązanie podstawowe w tej przestrzeni przedstawiono w nowej postaci zamkniętej, wskazując na analogię do rozwiązania znanego dla modeli liniowej teorii sterowania w przestrzeni stanu. Pokazano również konstrukcję rozwiązania podstawowego dla problemu wymuszenia harmonicznego. Problem wyznaczenia transformaty odwrotnej zredukowano do zadania numerycznego dla potrójnych niewłaściwych całek oscylacyjnych. Rozpatrując strukturę widma operatora równań dynamiki, zaproponowano metodę aproksymacji tzw. Podukładów szybkiego I wolnego. Wskazano, że podukład wolny odpowiada skali czasowej tzw. Aproksymacji kwazistatycznej równań dynamiki. Dla klasycznej aproksymacji kwazistatycznej równań dynamiki wyznaczono nowe zamknięte postaci rozwiązań podstawowych w przestrzeni transformat Fouriera stosując: redukcję składowych pola elektromagnetycznego, tzw. Usztywnienie równań dynamiki oraz stosując teorię równań różniczkowo-algebraicznych. W pracy omówiono również metody numeryczne wyznaczania niewłaściwych całek oscylacyjnych reprezentujących rozwiązania podstawowe. Opracowane sformułowania, metody, algorytmy i programy komputerowe mogą mieć zastosowanie w implementacji metody elementów brzegowych, metody rozwiązań podstawowych, w modelowaniu zagadnień propagacji fal w ośrodku magnetoelektrosprężystym I w rozwiązywaniu różnych problemów obliczeniowych mechaniki I mikromechaniki tego ośrodka.

http://www.wydawnictwopolitechniki.pl/Wybrane-aspekty-wyznaczania-rozwiazan-podstawowych-w-dynamice-osrodka-magnetoelektrosprezystego;s,karta,id,1794


• Ptaszny J., Analiza przestrzennych układów liniowosprężystych za pomocą szybkiej wielobiegunowej metody elementów brzegowych, Monografia, Nr 758, 126 stron, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice (2019).

W monografii przedstawiono opis Szybkiej Wielobiegunowej Metody Elementów Brzegowych (SWMEB) zastosowanej w analizie przestrzennych układów liniowosprężystych. Do dyskretyzacji wykorzystano izoparametryczne 8-węzłowe elementy brzegowe Serendipa o kwadratowych funkcjach kształtu. Do całkowania numerycznego zastosowano metodę adaptacyjną, znaną z literatury. W pracy zawarto szczegółowy opis algorytmu SWMEB. Przedstawiono oszacowanie złożoności obliczeniowej metody oraz wymaganej pamięci. Zaprezentowano, stosunkowo prostą w implementacji, metodę zrównoleglenia SWMEB z wykorzystaniem standardu OpenMP, dającą zadowalające wyniki dla typowych komputerów klasy PC. Przedstawiono wyniki analizy wybranych zagadnień mikromechaniki obejmujących wyznaczanie naprężeń w ciałach zawierających pustki sferyczne oraz homogenizację komputerową materiałów porowatych. Badano dokładność obliczeń przez porównanie wyników z metodami analitycznymi. Potwierdzono zredukowanie złożoności obliczeniowej i wymaganej pamięci SWMEB w porównaniu z konwencjonalną MEB. Efektywność opisanej metody porównano z powszechnie stosowaną Metodą Elementów Skończonych (MES). Do porównania użyto komercyjnych programów MSC Patran/Nastran oraz ANSYS. W porównaniu analizowano zagadnienia z obszaru mikromechaniki – naprężenia i własności zastępcze układów zawierających pustki. Analizowano również typowe elementy maszyn. Kryteriami porównania były błąd aproksymacji geometrii modelu, liczba stopni swobody, dokładność wyznaczonych przemieszczeń i naprężeń oraz czas analizy. Uzyskane wyniki wskazują na to, że możliwa jest analiza układów przy podobnej dokładności i w porównywalnym czasie obliczeń w porównaniu z MES, przy mniejszej o rząd wielkości liczbie stopni swobody. Wskazano dalsze kierunki badań pozwalające na zwiększenie efektywności metody oraz poszerzenie obszaru jej zastosowań.

http://www.wydawnictwopolitechniki.pl/Analiza-przestrzennych-ukladow-liniowosprezystych-za-pomoca-szybkiej-wielobiegunowej-metody-elemento;s,karta,id,1879

 


Fedeliński P. (Ed.) Dziatkiewicz G., Fedeliński P., Poteralski A., Ptaszny J., Computer analysis and optimization of materials with complex properties and microstructures, Monografia, Nr 811, 134 strony, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice (2019).

Monografia przedstawia sformułowania i zastosowania metod komputerowych w analizie i optymalizacji materiałów o złożonych własnościach fizycznych i mikrostrukturach. Szybką wielobiegunową metodę elementów brzegowych (SWMEB) zastosowano do analizy naprężeń w pojedynczej pustce, dwóch pustkach w obszarze nieograniczonym oraz sprężystych własności zastępczych materiałów porowatych o regularnie i losowo rozmieszczonych pustkach. Wyniki przeprowadzonych obliczeń wykazały dużą dokładność SWMEB i efektywność w porównaniu do standardowej metody elementów brzegowych (MEB) i skończonych (MES). Metodą elementów brzegowych wyznaczono własności zastępcze i współczynniki intensywności naprężeń (WIN) materiałów z wielokrotnymi pęknięciami rozgałęzionymi. Badano siły kontaktowe między powierzchniami ściskanych pęknięć rozgałęzionych. Metodę zastosowano do analizy kompozytów ze sztywnymi włóknami. MEB umożliwia analizę materiałów z pęknięciami i sztywnymi włóknami w wyniku dyskretyzacji wyłącznie brzegów układu. Przeprowadzono analizę wrażliwości własności zastępczych kompozytów magnetoelektrosprężystych, wyznaczono pochodne rozwiązań podstawowych dla tego ośrodka oraz zastosowano gradientową metodę optymalizacji własności, gdzie pochodne obliczonoz wykorzystaniem algebry liczb dualnych (ALD). ALD stosowana w analizie wrażliwości charakteryzuje się niezawodnością i jest ultradokładna w porównaniu z metodą różnic skończonych. Zagadnienia optymalnego projektowania materiałów rozwiązano wykorzystując sztuczne systemy immunologiczne (SSI). Rozpatrywano identyfikację i optymalizację materiałów porowatych, optymalizację własności zastępczych kompozytów magnetoelektrycznych, kompozytów z włóknami I identyfikację rozkładu materiałów. SSI umożliwia wyznaczenie optimum globalnego z większym prawdopodobieństwem niż tradycyjne metody gradientowe.

http://www.wydawnictwopolitechniki.pl/Computer-analysis-and-optimization-of-materials-with-complex-properties-and-microstructures;s,karta,id,1923

 


Publikacje pokonferencyjne - długie:
  1. Fedeliński P., Effective properties of sintered materials with branched cracks, American Institute of Physics Conference Proceedings 1922, s. 030008-1-8 (2018). https://doi.org/10.1063/1.5019042
  2. Dziatkiewicz G., Dual number algebra method for Green’s function derivatives in 3D magneto-electro-elasticity, American Institute of Physics Conference Proceedings 1922, s. 140005-1-9 (2018). https://doi.org/10.1063/1.5019147
  3. Ptaszny J., Parallel fast multipole boundary element method applied to computational homogenization, American Institute of Physics Conference Proceedings 1922, s. 140003-1-7 (2018). https://doi.org/10.1063/1.5019145
  4. Poteralski A, Dziatkiewicz G., Artificial immune system for effective properties optimization of magnetoelectric composites, American Institute of Physics Conference Proceedings 1922, s. 140007-1-10 (2018). https://doi.org/10.1063/1.5019149
  5. Poteralski A., Ptaszny J., Identification of porous structure parameters using an artificial immune system, w materiałach “13th World Congress on Computational Mechanics, WCCM-2018”, New York, 10 stron (2018). http://www.wccm2018.org/sites/default/files/WCCM2018-Abstracts-FINAL.pdf
  6. Poteralski A., Complex system of identification of material properties of microstructure using bioinspired method, w materiałach „EngOpt 2018 Proceedings of the 6th International Conference on Engineering Optimization”, Rodrigues H. C. i inni. (Ed.), Springer Nature Switzerland, s. 679–690 (2019). https://doi.org/10.1007/978-3-319-97773-7_60
  7. Ptaszny J., Poteralski A., Optimization of porous structure effective properties by the fast multipole boundary element method and an artificial immune system, w materiałach „EngOpt 2018 Proceedings of the 6th International Conference on Engineering Optimization”, Rodrigues H. C. i inni. (Ed.), Springer Nature Switzerland, s. 1023-1034 (2019). https://doi.org/10.1007/978-3-319-97773-7_88
  8. Fedeliński P., Boundary element analysis of cracks under compression, American Institute of Physics Conference Proceedings 2078, s. 020009-1-7 (2019). https://doi.org/10.1063/1.5092012
  9. Fedelinski P., Dynamic stress intensity factors of interacting branched cracks, MATEC Web of Conferences 285, 00004, 8 stron (2019). https://doi.org/10.1051/matecconf/201928500004
Publikacje pokonferencyjne - krótkie:
  1. Fedeliński P., Dynamically loaded branched and intersecting cracks, w materiałach “XV Sympozjum Dynamiki Konstrukcji, DYNKON 2017”, Rzeszów-Krasiczyn, 1 strona (2017).
  2. Dziatkiewicz G., Harmony search for solving ill-posed problem of optimal design of piezoelectric composites, w materiałach “ECCOMAS International Conference IPM 2017 on Inverse Problems in Mechanics of Structures and Materials”, s.19-20, Rzeszów-Krasiczyn (2017).
  3. Fedeliński P., Effective elastic properties of sintered materials with branched cracks, w materiałach “22nd International Conference on Computer Methods in Mechanics, CMM-2017”, Eds Burczyński T. et al., Lublin, s. MS02-9-10 (2017). http://cmm2017.pollub.pl/materials/abstracts/148.pdf
  4. Dziatkiewicz G., Dual number algebra method for Green’s function derivatives in 3D magneto-electro-elasticity, w materiałach “22nd International Conference on Computer Methods in Mechanics, CMM-2017”, Eds Burczyński T. et al., Lublin, s. MS13-19-20 (2017). http://cmm2017.pollub.pl/materials/abstracts/128.pdf
  5. Ptaszny J., Parallel fast multipole boundary element method applied to computational homogenization, w materiałach “22nd International Conference on Computer Methods in Mechanics, CMM-2017”, Eds Burczyński T. et al., Lublin, s. MS13-11-12 (2017). http://cmm2017.pollub.pl/materials/abstracts/96.pdf
  6. Poteralski A, Dziatkiewicz G., Artificial immune system for effective properties optimization of magnetoelectric composites, w materiałach “22nd International Conference on Computer Methods in Mechanics, CMM-2017”, Eds Burczyński T. et al., Lublin, s. MS13-5-6 (2017). http://cmm2017.pollub.pl/materials/abstracts/60.pdf
  7. Fedeliński P., Holek M., Effective elastic properties of materials with high-density cracks, w materiałach “13th World Congress on Computational Mechanics, WCCM-2018”, New York, 1 strona (2018).
  8. Poteralski A., Ptaszny J., Identification of porous structure parameters using an artificial immune system, w materiałach “13th World Congress on Computational Mechanics, WCCM-2018”, New York, 1 strona (2018).
  9. Poteralski A., Complex system of identification of material properties of microstructure using bioinspired method, w materiałach „EngOpt 2018 Proceedings of the 6th International Conference on Engineering Optimization”, 1 strona (2018).
  10. Ptaszny J., Poteralski A., Optimization of porous structure effective properties by the fast multipole boundary element method and an artificial immune system, w materiałach „EngOpt 2018 Proceedings of the 6th International Conference on Engineering Optimization”, 1 strona (2018).
  11. Fedeliński P., Boundary element analysis of cracks under compression, w materiałach “XV Konferenecja Naukowo-Techniczna, Techniki Komputerowe w Inżynierii, TKI-2018”, Mikołajki, 2 strony (2018). http://www.tki.wat.edu.pl/2018/referaty/Fedelinski%20Piotr%20011.pdf
  12. Fedeliński P., Analiza tarcz ze sztywnymi włóknami metodą elementów brzegowych, w materiałach “58. Sympozjon Modelowanie w Mechanice”, Ustroń, 1 strona (2019).
  13. Holek M., Fedeliński P., Homogenizacja numeryczna tarcz z pęknięciami metodą elementów skończonych i brzegowych, w materiałach “58. Sympozjon Modelowanie w Mechanice”, Ustroń, 1 strona (2019).
  14. Fedelinski P., Dynamic stress intensity factors of interacting branched cracks, w materiałach “16th Symposium of Structural Dynamics, DYNKON 2019”, Rzeszów-Kombornia, 1 strona (2019).
  15. Fedeliński P., Boundary element analysis of composites with randomly distributed rigid fibers, w materiałach ”4th Polish Congress of Mechanics and 23rd International Conference on Computer Methods in Mechanics PCM-CMM-2019”, Kraków, 1 strona (2019).
  16. Dziatkiewicz G., Computational issues in the construction of fundamental solutions for 3D dynamic magnetoelectroelasticity, w materiałach ”4th Polish Congress of Mechanics and 23rd International Conference on Computer Methods in Mechanics PCM-CMM-2019”, Kraków, 1 strona (2019).
  17. Ptaszny J., Modelling of 3-D non-homogenous materials by the fast multipole BEM, w materiałach ”4th Polish Congress of Mechanics and 23rd International Conference on Computer Methods in Mechanics PCM-CMM-2019”, Kraków, 1 strona (2019).
  18. Poteralski A., Fedeliński P., Optimal design of composites with rigid fibers using an artificial immune system, w materiałach ”4th Polish Congress of Mechanics and 23rd International Conference on Computer Methods in Mechanics PCM-CMM-2019”, Kraków, 1 strona (2019).
  19. Holek M., Fedeliński P., Finite and boundary element analysis of plates with randomly distributed cracks, w materiałach ”4th Polish Congress of Mechanics and 23rd International Conference on Computer Methods in Mechanics PCM-CMM-2019”, Kraków, 1 strona (2019).
  20. Fedeliński P., Analiza kontaktu powierzchni pęknięć metodą elementów brzegowych, w materiałach “XVII Krajowa Konferencja Mechaniki Pękania”, Hucisko, 1 strona (2019).