Technika i mechanika
Metody analityczne w obliczeniach procesów łączeniowych w systemie elektroenergetycznym
Marcin Szewczyk
W rozdziale 1 przedstawiono treść książki na tle dokumentów normalizacyjnych funkcjonujących w tematyce łączników elektroenergetycznych. Rozdział 2 zawiera wprowadzenie do prezentowanej tematyki, formułowane od strony elektrodynamiki klasycznej, gdzie za punkt wyjścia przyjęto monumentalne równania Maxwella w próżni w postaci różniczkowej, a następnie omówiono tzw. równania elementów RCLM i równania Kirchhoffa. Rozdział 3 stanowi fundament matematyczny prezentowanych w opracowaniu obliczeń i zawiera potrzebne w omawianej tematyce elementy rachunku różniczkowego i całkowego. W rozdziałach 4-6 opisano komplet zagadnień potrzebnych do analitycznego rozwiązywania rozpatrywanych tu liniowych równań różniczkowych zwyczajnych i cząstkowych. Rozdział 4 zawiera informacje na temat obliczeń stanów ustalonych zapisu funkcji harmonicznych z użyciem amplitud zespolonych. Kulminacją rozdziału 5 jest podanie wyprowadzenia ważnego (narzędziowo) twierdzenia o rozwiązaniu ogólnym równań różniczkowych niejednorodnych (liniowych i o stałych współczynnikach), a rozdział 6 dostarcza informacje potrzebne do samodzielnego korzystania z transformat Laplace'a. W kolejnych rozdziałach omówiono istotne aspekty procesów łączeniowych w systemie elektroenergetycznym. W rozdziale 7 wprowadzono opis stanu układu z użyciem równań różniczkowych zwyczajnych oraz ważne dla analizy procesów łączeniowych pojęcia składowych wymuszonej (ustalonej) i swobodnych (przejściowych), a także podaje rozwiązania kilku istotnych przypadków. Kolejne rozdziały zawierają zastosowanie transformaty Laplace'a do algebraizacji równań różniczkowych opisujących układy liniowe (rozdział 8) i dwa rozdziały bazujące na sformułowanych dla funkcji operatorowych Laplace'a twierdzeń Thevenina (rozdział 9) i Nortona (rozdział 10). W rozdziale 11 opisano zagadnienia, które są rozwiązywane z użyciem metod numerycznych i symulatorowych, których rozwiązanie analityczne wymaga wprowadzenia istotnych, a przy tym typowych uproszczeń.
Metody analityczne w ocenie jakości wody
Anna Gacek
Jednym z najistotniejszym czynników degradujących środowisko naturalne są zanieczyszczenia pochodzenia antropogenicznego. Substancje ropopochodne, czyli węglowodory ropopochodne (TPH) oraz wielopierścieniowe węglowodory aromatyczne (WWA), stanowią jedno z głównych źródeł skażenia wody i gleby. Aktualnie nie ma jednej całościowej metody usuwania substancji ropopochodnych z wody. Poszukiwanie racjonalnego i ekonomicznie zasadnego sposobu ich usuwania jest wyzwaniem naukowym i technologicznym, ponieważ na skutek rozwoju cywilizacji i zwiększania się powierzchni terenów uprzemysłowionych rośnie ilość zanieczyszczeń w wodach. Zaproponowanie w publikacji metody hybrydowej utylizacji substancji ropopochodnych stwarzają nowe możliwości skutecznego oczyszczania wody z substancji ropopochodnych. Problematyka poruszana w publikacji jest bardzo istotna z punktu widzenia gospodarki wodnej, ochrony środowiska naturalnego oraz zdrowia ludzi, dlatego też praca ma istotne walory aplikacyjne. Wyniki prac badawczych zaprezentowane w monografii Wykorzystanie metod analitycznych do redukcji związków wpływających destrukcyjnie na jakość wody, stanowią cenny wkład w badania nad poszukiwaniem nowych i innowacyjnych metod walki z zanieczyszczeniami. Dr hab. Marzenna Popek Wydział Zarządzania i Nauk o Jakości Uniwersytet Morski w Gdyni Uważam, że jest to opracowanie bardzo cenne i przydatne dla czytelników (zwłaszcza studentów, technologów, pracowników kontroli jakości i osób chcących zgłębiać tematykę związaną z jakością wody). [...] Prezentowana w monografii tematyka jest bardzo aktualna. Autorka w bardzo szczegółowy sposób omawia aspekty związane z jednej strony ze związkami ropopochodnymi, a drugiej - z technikami analitycznymi służącymi do oceny ilościowej i jakościowej tych związków w zasobach wodnych. Bez wątpienia, materiał zawarty w monografii jest niezwykle cenny dla osób zajmujących się zawodowo projektowaniem i konstruowaniem nowych rozwiązań. [...] Moim zdaniem monografia posiada bardzo wysoką wartość naukowo-dydaktyczną. Całe opracowanie zostało zaplanowane w interesujący sposób. Zawarto w nim szereg podstawowych pojęć z zakresu chemii, technik analitycznych czy też aspektów prawnych związanych tematycznie z analizowanymi zagadnieniami. Wiadomości te są wręcz niezbędne do prawidłowego zrozumienia bardziej skomplikowanych kwestii podejmowanych w dalszej części opracowania, związanych z projektowaniem układów hybrydowych. W tym zakresie Autorka bazowała na wartościowych publikacjach naukowych, przedstawiających źródłowe dane. Na uwagę zasługuje wiele niezwykle interesujących zestawień, pozwalających czytelnikowi na wypracowanie własnej opinii na dany temat. [...] Spodziewam się także, że spotka się ona z dużym zainteresowaniem ze strony osób reprezentujących przemysł, jak również ośrodki naukowe (pracownicy naukowi, studenci). dr hab. inż. Tomasz Wasilewski, prof. UTH Rad. Anna Ewa Gacek - absolwentka Wydziału Inżynierii Materiałowej i Ceramiki Akademii Górniczo-Hutniczej, tytuł zawodowy magistra inżyniera na kierunku inżynieria materiałowa uzyskała w 2009 roku. Stopień doktora w dyscyplinie nauk o zarządzaniu i jakości uzyskała na Wydziale Towaroznawstwa (obecnie Instytut Nauk o Jakości i Zarządzania Produktem) Uniwersytetu Ekonomicznego w Krakowie na podstawie dysertacji Skuteczność fizyko-chemicznych i hybrydowych metod usuwania związków ropopochodnych ze środowiska wodnego. Od 2019 roku pracuje jako adiunkt w Katedrze Metrologii i Analizy Instrumentalnej. W pracy naukowej skupia się na zagadnieniach związanych z inżynierią jakości wód, monitoringiem, ochroną i kontrolą środowiska wodnego oraz chemicznymi źródłami energii.
Bernard Fryśkowski
W monografii zaprezentowano rzadko poruszany w literaturze naukowej temat funkcjonowania świec zapłonowych w warunkach bocznikowania elektrod wskutek zanieczyszczenia zewnętrznej powierzchni górnej części izolatora, znajdującej się poza komorą spalania. Treść monografii została podzielona na sześć rozdziałów, spośród których rozdziały trzeci, czwarty i piąty zawierają opracowane modele matematyczne, metody pomiarowe oraz wyniki analiz i badań stanowiące oryginalny dorobek autora. Rozdział pierwszy jest wprowadzeniem, w którym wyszczególniono przedmiot i cel pracy oraz jej strukturę. W oparciu o treść analiz zawartych w dokumentach będących rezultatem aktualnych prac organów administracji rządowej uzasadniono celowość prowadzenia badań w zakresie konstrukcji świec zapłonowych jako elementów mających bezpośredni wpływ na działanie, parametry eksploatacyjne i niezawodność silników o zapłonie iskrowym. W rozdziale drugim omówiono zagadnienie rozwoju technologii produkcji izolatorów świec zapłonowych i dokonano przeglądu literatury wraz z charakterystyką obecnego stanu wiedzy na temat właściwości, metod wytwarzania i badań izolatorów świec zapłonowych. Zawarto też wiadomości dotyczące materiałów ceramicznych wykorzystywanych w procesie produkcji izolatorów oraz opis powszechnie stosowanych sposobów ich kształtowania i obróbki. Podano również przykłady nowoczesnych rozwiązań w zakresie technologii wytwarzania izolatorów, objętych niejednokrotnie ochroną patentową, oraz opisano charakterystyki warunków pracy izolatorów świec zapłonowych, metody kontroli ich jakości na etapie produkcji i problemy diagnozowania uszkodzeń występujących w trakcie eksploatacji. Przedmiotem rozdziału trzeciego są procedury modelowania matematycznego rozkładu pola elektrycznego w izolatorach świec zapłonowych działających w warunkach zabrudzeniowych. Przedstawiono wykorzystane w pracy analityczne i numeryczne metody rozwiązania równań Laplace'a i Poissona, stanowiących podstawową formę matematycznego opisu rozkładu potencjału i natężenia pola elektrycznego wewnątrz i w najbliższym otoczeniu ceramicznego izolatora świecy zapłonowej zainstalowanej w cylindrze silnika. Rozpatrzono przypadki braku zanieczyszczeń i ich obecności na zewnętrznej powierzchni izolatora. Rozważania przeprowadzono dla dwóch typów obecnie produkowanych izolatorów świec zapłonowych - o gładkiej powierzchni zewnętrznej oraz mających ukształtowane bariery dla prądu upływu. W dalszej części przedstawiono wyniki obliczeń numerycznych oraz omówienie przykładów prezentujących rozkład pola elektrycznego izolatorów świec zapłonowych otrzymany dzięki symulacji komputerowej. W rozdziale czwartym zawarto rozważania dotyczące właściwości elektrycznych izolatorów świec zapłonowych. Zwrócono uwagę na fakt mniejszej wytrzymałości powierzchniowej izolatora w stosunku do wytrzymałości skrośnej, przy założeniu jednorodności materiału ceramicznego i braku wtrącin. Przedstawiono także modele rezystancji skrośnej, powierzchniowej i zabrudzeniowej, na podstawie których przeprowadzono obliczenia natężenia prądu upływu wynikającego z obecności zanieczyszczeń przewodzących na zewnętrznej powierzchni ceramicznego izolatora świecy zapłonowej. Zaprezentowano również rezultaty badań rezystancji skrośnej, powierzchniowej i zabrudzeniowej przeprowadzonych dla świec zapłonowych nowych (nieużywanych) i zanieczyszczonych. Na ich podstawie dokonano weryfikacji wyników otrzymanych na drodze modelowania. Przedmiotem rozważań zawartych w treści rozdziału piątego jest pojemność świec zapłonowych i jej wpływ na działanie układu zapłonowego. Przedstawiono wyniki modelowania i obliczeń pojemności świec zapłonowych, które poddano weryfikacji na podstawie rezultatów badań doświadczalnych. Wprowadzono nowe pojęcie pojemności powierzchniowej pozwalające scharakteryzować w sposób ilościowy stopień zanieczyszczenia powierzchni izolatora świecy. Zaproponowano metodę pomiaru pojemności świec zapłonowych, w tym pojemności powierzchniowej, za pomocą przetwornika analogowo-cyfrowego sigma-delta. Wykazano również przydatność tej metody w pomiarach przenikalności elektrycznej materiału ceramicznego izolatora. Wnioski końcowe i podsumowanie zamieszczono w rozdziale szóstym. W uzupełnieniu podano wykaz literatury cytowanej w treści pracy.
Metody bayesowskie w niezawodności i diagnostyce z przykładami, wyd. 1 / 2001
Franciszek Grabski, Jerzy Jaźwiński
Codzienny kontakt z systemami biologicznymi, technicznymi, ekologicznymi, ekonomicznymi itp. dostarcza ogromnych ilości informacji. Bayesowskie metody statystyki matematycznej pozwalają te informacje analizować i wyciągać wnioski dotyczące stanu tych systemów. W książce zawarto teoretyczny opis metod bayesowskich i liczne przykłady ich wykorzystania, szczególnie w zagadnieniach identyfikacji stanu systemów biologicznych i technicznych oraz zagadnieniach niezawodności. Tematyka książki stanowi interesujący materiał dla specjalistów zajmujących się badaniami niezawodności i bezpieczeństwa systemów, diagnostyką medyczną i techniczną, lekarzy, ekonomistów, ekologów, a także dla studentów wyższych uczelni.
Metody eksperymentalne w mechanice i budowie maszyn
Paweł Pyrzanowski
Opracowanie przybliża ogólne zagadnienia związane z zastosowaniem metod eksperymentalnych w praktyce inżyniera i naukowca zajmującego się problemami mechaniki oraz budowy i eksploatacji maszyn. W szczególny sposób przedstawiono współczesne metody pomiaru przemieszczeń i odkształceń - zarówno punktowe, jak i polowe, kładąc nacisk na możliwe źródła błędów i sposoby ich eliminacji lub zmniejszania ich wpływu na wyniki badań. Autor kierował się przy tym swoimi wieloletnimi doświadczeniami pracy na uczelni, w tym w realizacji projektów badawczych, oraz współpracy z przemysłem. W kolejnych rozdziałach opisano ogólne zagadnienia związane z przygotowaniem i prowadzeniem badań eksperymentalnych; zaprezentowano podstawowe metody badawcze w zagadnieniach związanych z mechaniką i budową maszyn, ze szczególnym uwzględnieniem pomiarów przemieszczeń i odkształceń, które należą do najczęściej wykonywanych badań eksperymentalnych; omówiono bardzo istotne w obecnych czasach zagadnienia związane z cyfrowymi technikami obróbki sygnału, w tym podstawy przetwarzania analogowo-cyfrowego i filtrom cyfrowym, a także zagadnienia związane z kartami pomiarowymi, wyjaśniając główne ich parametry i pozwalając na ich optymalny wybór i użytkowanie.
Metody laboratoryjnej analizy gleb i nawozów. Skrypt do zajęć laboratoryjnych
Zofia E. Tyszkiewicz, Sławomir Roj-Rojewski, Robert Czubaszek,...
Niniejszy skrypt zawiera wybór ćwiczeń laboratoryjnych w ramach przedmiotu gleboznawstwo i nawożenie. Z racji na dwa odrębne zagadnienia tematyczne pozycja składa się z dwu części - gleboznawstwa i nawożenia. Oczywiście wiedza i doświadczenie w zakresie gleboznawstwa pozwalają nam na bardziej efektywne gospodarowanie w ramach działalności rolniczej, m.in. przez skuteczne i racjonalne stosowanie nawozów. W obu częściach skryptu przedstawiono przebieg procedur (analiz, doświadczeń) powszechnie stosowanych w praktyce laboratoryjnej. Każdy temat wzbogacony jest dość obszernym wprowadzeniem teoretycznym, które ma pomóc studentom w interpretacji wyników badań laboratoryjnych. Zagadnienia teoretyczne zostały opracowane na podstawie ogólnodostępnej literatury z zakresu gleboznawstwa i nawożenia, w szczególności zaś wykorzystano znane i cenione podręczniki akademickie. Taka konstrukcja skryptu umożliwia zdobywanie umiejętności zarówno praktycznych, jak i związanych z wiedzą.
Maciej Romaniuk
Podręcznik jest przeznaczony dla słuchaczy kierunków matematycznych i informatycznych Politechniki Warszawskiej. Jego celem jest zapoznanie czytelników z tematyką statystycznych symulacji komputerowych, ze szczególnym uwzględnieniem metod Monte Carlo i Markov chain Monte Carlo. W kolejnych rozdziałach: omówiono podstawowe pojęcia związane z generowaniem liczb (pseudo)losowych i przedstawiono wybrane generatory programowe wraz ze sposobami testowania uzyskanych wyników pod kątem ich jakości (czyli zbliżenia do "losowości"); zaprezentowano kolejne "piętro" w generowaniu liczb (pseudo)losowych, czyli metody i algorytmy służące do przekształcania uzyskanych wcześniej wartości (najczęściej z rozkładu jednostajnego) do zmiennych z różnych praktycznych rozkładów prawdopodobieństwa; zaprezentowanono problem zmiennych wielowymiarowych, dla których stosowanie metod znanych z rozkładów jednowymiarowych okazuje się często wysoce nieefektywne (dokładniej omówiono algorytmy dla wielowymiarowego rozkładu normalnego prawdopodobieństwa); przybliżono zagadnienie generowania trajektorii dla wybranych klas procesów stochastycznych; przedstawiono także rodzinę metod symulacyjnych, znanych jako metody Monte Carlo (m.in. omówiono dwa typy zagadnień, które można rozwiązać przy użyciu takich metod, czyli kwestię całkowania oraz problem szukania ekstremum globalnego); omówiono teorię łańcuchów Markowa (dla przypadku dyskretnej oraz nieprzeliczalnej przestrzeni stanów), która stanowi podbudowę niezbędną do zrozumienia zasady działania metod Markov chain Monte Carlo (MCMC); zaprezentowano dwa najważniejsze algorytmy dla owych metod wraz z praktycznymi przykładami ich zastosowania; przedstawiono trochę inne podejście do symulacji statystycznych niż generowanie próby niezależnych zmiennych losowych, czyli metody resamplingu, na czele z boostrapem. Przedstawiony w książce materiał wzbogacono zadaniami i problemami przeznaczonymi do samodzielnego rozwiązania.
Metody numeryczne. Wykłady na Wydziale Elektrycznym Politechniki Warszawskiej
Tomasz Markiewicz, Robert Szmurło, Stanisław Wincenciak
Podręcznik zawiera materiał pomocniczy do wykładów i laboratorium z metod numerycznych prowadzonych na Wydziale Elektrycznym PW. Zawiera zwięzłe omówienie ogólnych metod numerycznych współcześnie stosowanych w praktyce inżynierskiej uzupełnione licznymi przykładami zadań liczbowych. W opracowaniu zamieszczono odwołania do powszechnie stosowanych funkcji MATLAB-a oraz rozdział wprowadzający do programowania w tym środowisku. Podręcznik ma charakter ogólno akademicki i może być stosowany na kierunkach elektrotechnika, automatyka i robotyka wszystkich uczelni technicznych.