Technika i mechanika
Marcin Koniorczyk
Przedstawiona praca zawiera wyniki badań dotyczące mrozowej degradacji kompozytów o matrycy cementowej. Badania prowadzone były na Politechnice Łódzkiej od ponad 10 lat. Problemy dotyczące opisu zamarzania wody w materiałach budowlanych oraz jego wpływ na ich trwałość są niezwykle istotne z inżynierskiego punktu widzenia, dlatego wciąż stanowią jeden z czołowych tematów badawczych w dziedzinie trwałości konstrukcji budowlanych. Autor poruszył wybrane zagadnienia analizy doświadczalnej oraz modelowania numerycznego zamarzania wody w kompozytach o matrycy cementowej. Najważniejszym osiągnięciem przedstawionym w pracy jest próba probabilistycznej analizy procesu zniszczenia mrozowego betonów. Zgodnie z zapisami CEB-FIB Model Code 2010 stan graniczny nośności jest przekroczony, jeżeli prawdopodobieństwo wystąpienia uszkodzeń i utraty własności mechanicznych betonu wskutek cyklicznego zamarzania jest większe niż wartość graniczna tego prawdopodobieństwa.
Wybrane metody cyfrowego przetwarzania sygnałów z przykładami programów w Matlabie
Piotr Porwik
Praca ma charakter teoretyczno-aplikacyjny, gdzie w przystępny sposób przedstawiono podstawy przejścia od analogowych sygnałów ciągłych i dyskretnych do sygnałów cyfrowych. W książce omówione zostały matematyczne podstawy różnych transformacji, ich wyprowadzenia oraz algorytmy. Omówiono także interpretacje widma sygnałów dyskretnych z punktu widzenia teorii jak i zastosowań praktycznych. Praca jest adresowana do pracowników naukowych wyższych uczelni kierunków technicznych, doktorantów oraz studentów zainteresowanych technikami cyfrowego przetwarzania sygnałów w tym obrazów i funkcji boolowskich.
Wybrane problemy ochrony powierzchni ziemi
Andrzej Kulig
PRACE NAUKOWE - INŻYNIERIA ŚRODOWISKA - zeszyt 85 Celem publikacji jest przedstawienie wybranych współczesnych problemów ochrony powierzchni ziemi z perspektywy kierunków badań rozwijanych w tym zakresie na Wydziale IBHiIŚ (funkcjonującym w latach 1993-2015 pod nazwą Wydział Inżynierii Środowiska) Politechniki Warszawskiej, a także roli tych prac w dziedzinie nauk inżynieryjno-technicznych oraz utworzonej w 2018 roku dyscyplinie naukowej Inżynieria Środowiska, Górnictwo i Energetyka (IŚGiE). Prace z zakresu ochrony środowiska przyrodniczego na Wydziale IBHiIŚ mają bardziej techniczny charakter, co wynika z natury uczelni technicznej, a przez to częściej dotyczą środowiska przekształconego w wyniku procesów antropogenicznych lub wręcz zdegradowanego. Prezentowana w monografii problematyka badawcza oraz prace naukowe i wdrożeniowe dotyczą zróżnicowanych zagadnień, począwszy od metod charakteryzowania środowiska gruntowo-wodnego, poprzez procesy przekształcania i degradacji powierzchni ziemi, aż po metody remediacji i rekultywacji gruntów oraz zapobiegania szkodom w środowisku. Przedstawione wybrane zagadnienia i problemy w obszarze współczesnej ochrony powierzchni ziemi mogą zainteresować studentów, doktorantów lub młodych pracowników nauki, poszukujących ścieżek swoich eksploracji lub dociekań w inżynierii i ochronie środowiska.
Wybrane problemy związane z realizacją systemów wykorzystujących zieloną energię
Elżbieta Gołąbeska, Aldona Harasimowicz
Problematyka monografii dotyczy zastosowania odnawialnych źródeł energii w gospodarce nieruchomościami mieszkaniowymi, zgodnie z zasadami polityki zrównoważonego rozwoju i ochrony środowiska naturalnego, z wykorzystaniem funduszy pomocowych Unii Europejskiej. Przedstawione zostały podstawy prawne regulujące zasady zrównoważonego rozwoju odnoszące się do polityki gospodarczej, społecznej, rozwoju i ochrony środowiska przyrodniczego. Zaprezentowano założenia Europejskiego Zielonego Ładu jako strategii rozwoju gospodarczego Unii Europejskiej. Ukazanie sytuacji energetycznej Polski na tle krajów Wspólnoty Europejskiej stanowi punkt wyjścia dla określenia założeń długoterminowej polityki energetycznej w świetle obowiązujących przepisów prawnych w odniesieniu do stopniowego zwiększania udziału energii ze źródeł odnawialnych w całkowitym zużyciu energii przez gospodarstwa domowe.
Wybrane zagadnienia biometrii, wyd. 1 / 2008
Krzysztof Ślot
Monograficzne ujęcie wybranych problemów biometrii – nauki zajmującej się ustalaniem lub potwierdzaniem tożsamości osób na podstawie ich wyglądu, cech fizycznych i sposobu zachowania. Podano podstawy automatycznego rozpoznawania obiektów, zapewniające odpowiedni sposób reprezentacji danych wejściowych, umożliwiający uchwycenie istotnych cech obiektów i łatwe odróżnienie reprezentantów różnych kategorii. Uwzględniono m.in. selekcję i ekstrakcję cech oraz różne metody klasyfikacji danych, jak również probabilistyczne metody rozpoznawania i klasyfikację sekwencji wektorów. Opisano także podstawowe metody biometrii, wśród których uwzględniono wykorzystanie charakterystyk fizycznych (automatyczna analiza linii papilarnych, automatyczne rozpoznawanie tęczówki, automatyczne rozpoznawanie twarzy i rozpoznawanie na podstawie analizy DNA) oraz charakterystyk behawioralnych (rozpoznawanie na podstawie głosu, rozpoznawanie na podstawie analizy stylu i dynamiki składania podpisu). Odbiorcy książki: pracownicy naukowi i studenci wydziałów elektroniki i informatyki oraz wszyscy zainteresowani biometrycznymi metodami automatycznego ustalania i potwierdzania tożsamości osób.
Wybrane zagadnienia budowy i projektowania dźwigów
Artur Jankowiak, Mirosław Szymański
W skrypcie przedstawiono problemy budowy i projektowania dźwigów. Treść opracowania pozwala na zapoznanie się z techniką dźwigową, budową ważniejszych zespołów dźwigów oraz zasadą ich pracy. Zaprezentowano ważniejsze reguły doboru wybranych komponentów oraz obliczania zespołów i układów dźwigów elektrycznych (ciernych cięgnowych) i dźwigów hydraulicznych. Zawarto też przykłady obliczeń i innych zagadnień (w tym formalnych), z którymi może się zetknąć inżynier mechanik pracujący w tej dziedzinie.
Wybrane zagadnienia dynamiki układów niezachowawczych
Roman Bogacz, Kurt Frischmuth
W książce omówiono układy dynamiczne, jakimi w szczególności są konstrukcje mechaniczne, szeroko stosowane w praktyce inżynierskiej. Fundamentalnie ważną cechą takich układów jest ich stabilność, często przez inżynierów nazywana statecznością, ujęta jako odporność na zaburzenia stanów równowagi. Za pierwowzór układów dynamicznych można uznać modele punktów materialnych w polu sił potencjalnych, na przykład opisujące układy ciał niebieskich. Są to zagadnienia o skończonej liczbie stopni swobody. W tej książce natomiast rozpatrywane są układy ciągłe, reprezentujące ciała odkształcalne. Stąd wynika, że należy rozpatrywać funkcje zmiennej przestrzennej, a mianowicie przemieszczenie i prędkość, które razem definiują stan układu i podlegają ewolucji czasowej. W celu badania ruchu ośrodka ciągłego formułuje się równania ruchu wraz z warunkami początkowymi i brzegowymi, które razem determinują przyszłą trajektorię każdej cząsteczki rozpatrywanego medium. W tym opracowaniu skupimy się na szczególnej klasie zagadnień, a mianowicie na zginaniu belek sprężystych, opisanych teorią Jacoba Bernoulliego, Leonarda Eulera i Daniela Jacobiego. Równanie Bernoulliego-Eulera, oparte na hipotezie nieodkształconych włókien prostopadłych do linii środkowej belki, dotyczy również prętów i kolumn, o ile są one smukłe, a przekrój jest stały lub umiarkowanie zmienny. W przypadku osiowo ściskanej kolumny już sam L. Euler opisał zjawisko utraty stateczności rozwiązania zerowego, podając analityczne wzory zarówno na siłę krytyczną, jak i na postać przemieszczeń powodujących ugięcie i ewentualnie zniszczenie kolumny. Okazuje się, że istotny wpływ na wartość siły krytycznej, jak i na postać utraty stabilności, mają warunki brzegowe oraz obciążenia poprzeczne, zależne od przemieszczenia. Takimi obciążeniami są głównie siły spowodowane odkształceniem podłoża, na przykład Winklerowskiego, lub podpór, w tym sprężystych oraz tłumiących, lepkosprężystych. Warunki brzegowe to zwykle utwierdzenie kolumny na dolnym końcu kolumny, podczas gdy górny koniec może być swobodny. Ciekawsze według autorów są takie warunki jak warunek Becka czy Reuta, które należą do obciążeń siłą śledzącą. W takich przypadkach, w odróżnieniu od obciążeń siłą nieśledzącą, kierunek, moduł lub cząsteczka, do której przykładana jest siła, są zmienne. Na przykład przy kolumnie Becka na górny koniec kolumny działa oprócz siły osiowej, ściskającej o zadanym module, siła poprzeczna, taka, że siła wypadkowa ma zawsze kierunek styczny do linii środkowej kolumny na jej końcu. W przypadku układów z siłami śledzącymi analiza statyczna, bez uwzględnienia sił bezwładności, nie umożliwia uzyskania poprawnych wyników. Podejście takie w przypadku konserwatywnego obciążenia, to jest warunków brzegowych Eulera, jest dopuszczalne. Istnieje wtedy, przy krytycznej wartości siły, ścieżka stanów równowagi odchodząca od rozwiązania zerowego do dowolnie dużych wychyleń. Taki scenariusz utraty stabilności nosi nazwę dywergentnej utraty stateczności. Początkowo mylnie sądzono, że skoro takiej opcji nie ma przy warunkach Becka, to kolumna Becka nie ma skończonej siły krytycznej. Okazuje się jednak, że scenariusz jest inny, a siła krytyczna, chociaż kilkakrotnie wyższa od siły Eulera, ma wartość skończoną. Kolumna Becka przy podkrytycznym poziomie obciążenia, lekko wytrącona ze stanu równowagi zerowego, będzie drgać, przy czym amplitudy każdej formy własnej pozostaną na zawsze takie same jak bezpośrednio po pobudzeniu. Po przekroczeniu poziomu krytycznego co najmniej jedna z form własnych będzie miała rosnącą w czasie amplitudę. Taki sposób utraty stabilności, prowadzący do zniszczenia konstrukcji, nazywamy flutterem. W książce wykazano, że nie tylko wyżej opisane objawy związane z utratą stabilności różnią układy z siłami śledzącymi od takich z obciążeniami konserwatywnymi. Ważny jest również fakt, że w opisie matematycznym występują operatory niesamosprzężone, a po dyskretyzacji powstają macierze niesymetryczne, gdy analizujemy siły śledzące. Kontynuując rozważania omówiono podstawowe cechy układów dynamicznych, przytaczając w celu ilustracji wiele popularnych, a także mniej znanych przykładów. Omówiono wstępnie równania i zjawiska, pokazując wykresy – bez wchodzenia na tym etapie w szczegóły metod analizy i w sposoby uzyskiwania wyników. Następnie zajęto się modelowaniem belek i kolumn, wyprowadzając równanie Bernoulliego-Eulera oraz omawiając pewne uogólnienia. Szczególną uwagę skupiono na takich elementach, jak podłoża i podpory, zarówno sprężyste jak i tłumiące, oraz na warunkach brzegowych, w tym Eulera, Reuta i Leipholtza. Bardzo ważny rozdział poświęcono omówieniu aparatu analitycznego i numerycznego. Metody rozwiązania równań algebraicznych, różniczkowych zwyczajnych i cząstkowych wprowadzono, by je przedyskutować na wstępnych przykładach, a narzędzia dopasowano do potrzeb tej książki. W kolejnym rozdziale rozpatrzono krzywe charakterystyczne układów opisujących modele poprzednio wprowadzone. Zastosowano przedstawione metody analityczne i numeryczne, uzyskując w ten sposób ważne wyniki dotyczące obiektów badań. Zwrócono przy tym uwagę na wrażliwość wyników na zmiany danych. Celem ostatecznym jest poprawa właściwości badanych konstrukcji w sensie optymalizacji ich parametrów, takich jak cechy materiałowe czy eometryczne. Maksymalizacja siły krytycznej poprzez dobór kształtu przy niezmiennych kosztach materiału lub minimalizacja kosztów kolumny przy zachowaniu wymaganego poziomu siły krytycznej, to dwa zadania programowania nieliniowego w tym kontekście. Początkowe badania oparto na analizie modalnej, następnie omówiono zastosowania i weryfikację doświadczalną. Podano także wyniki uzyskane z wykorzystaniem symulacji dynamicznej. Numeryczne rozwiązanie zagadnień początkowych dotyczących zdyskretyzowanych równań ruchu możliwe jest nawet w wielu przypadkach, w których dotychczas prezentowane metody zawodzą. W szczególności wpływy nieliniowości oraz czynników losowych mogą być ujęte ilościowo poprzez zastosowanie technik symulacji dynamicznej. Autorzy, prowadząc wykłady na studiach doktoranckich Politechnik Warszawskiej, Krakowskiej i Koszalińskiej, mają nadzieję, że niniejsza książka będzie pomocna młodym badaczom kierunków mechanicznych. Liczymy na stabilne warunki oraz dalszy dynamiczny rozwój wyłożonej teorii i jej implementacji w sztuce inżynierskiej.
Wybrane zagadnienia modelowania CFD procesu wytłaczania tworzyw polimerowych
Adrian Lewandowski
W pracy zaproponowano koncepcję modelowania CFD procesu wytłaczania na podstawie bezwymiarowych charakterystyk przepływu tworzywa w wytłaczarce. Te charakterystyki uzyskuje się w wyniku trudnych i czasochłonnych obliczeń numerycznych, ale aproksymuje się je modelami regresyjnymi i implementuje do globalnego modelu procesu. Model globalny, w wielokrotnych, obliczeniowych pętlach iteracyjnych, korzysta z modeli regresyjnych, co zapewnia szybkie obliczenia z dobrą dokładnością. Proponowana koncepcja modelowania została przedstawiona w odniesieniu do klasycznego wytłaczania jednoślimakowego z zastosowaniem konwencjonalnych i niekonwencjonalnych (specjalizowanych) elementów ślimakowych. Opracowana metodyka ma również zastosowanie do modelowania wytłaczania dwuślimakowego współbieżnego i przeciwbieżnego, a także wytłaczania jednoślimakowego z dozowaniem. W pracy przedstawiono również oryginalne rozwiązania zagadnienia modelowania przepływu z poślizgiem i przepływu z granicą płynięcia. Podjęta została także nowatorska próba ciągłego modelowania uplastyczniania tworzywa w procesie wytłaczania. Podsumowując, rozwiązano zagadnienia modelowania CFD procesu wytłaczania tworzyw polimerowych jako elementu globalnego modelowania procesu, co zapewnia dobrą dokładność obliczeń modelowych, przy rozsądnym czasie tych obliczeń.