Przejdź do treści

Publikacje

Wartość? 200 punktów

Publikacje to nieodłączna część pracy naukowców. To publikacje opisują i podsumowują dorobek badawczy, często wielomiesięczny albo nawet wieloletni wysiłek, budują pozycję naukowców i całych zespołów. Są także elementem ewaluacji – oceny konkretów osób, a co za tym udzie – całych dyscyplin.

Na poniższej liście prezentujemy najwyżej punktowane publikacje (czyli takie za 200 punktów), w które wkład mieli naukowcy z Politechniki Warszawskiej. Wykaz obejmuje dane od początku 2023 roku.

Exploiting Activation Sparsity with Dense to Dynamic-k Mixture-of-Experts Conversion

Modele typu Transformer mogą napotykać praktyczne ograniczenia wynikające z ich wysokich wymagań obliczeniowych. Jednocześnie wykazują one znaczną rzadkość aktywacji (activation sparsity), którą można wykorzystać do zmniejszenia kosztu inferencji (inference cost) poprzez przekształcenie części sieci w warstwy typu Mixture-of-Experts (MoE). Pomimo kluczowej roli, jaką odgrywa rzadkość aktywacji, jej wpływ na ten proces pozostawał dotąd niezbadany. W pracy wykazano, że efektywność konwersji może zostać znacząco zwiększona poprzez odpowiednią regularyzację rzadkości aktywacji w modelu bazowym. Ponadto, motywowani dużą zmiennością liczby aktywowanych neuronów dla różnych danych wejściowych, autorzy wprowadzają nową regułę dynamicznego wyboru liczby ekspertów (dynamic-k expert selection), która dostosowuje liczbę uruchamianych ekspertów osobno dla każdego tokena. Dla dalszego obniżenia kosztów obliczeniowych podejście to rozszerzono również na projekcje wielogłowego mechanizmu uwagi (multi-head attention). Opracowano ponadto wydajną implementację, która przekłada te oszczędności obliczeniowe na rzeczywiste przyspieszenie działania (wall-clock speedup). Proponowana metoda, nazwana Dense-to-Dynamic-k Mixture-of-Experts (D2DMoE), przewyższa dotychczasowe rozwiązania w typowych zadaniach z zakresu przetwarzania języka naturalnego (NLP) i wizji komputerowej, redukując koszt inferencji nawet o 60% bez istotnego pogorszenia jakości działania modelu.

Książka:

Advances in Neural Information Processing Systems 37

Rok wydania:

Autorzy z PW:

Filip Szatkowski 

Impregnation of Composite 3D Prints for Enhanced Structural Stability

Druk 3D metodą ekstruzji materiału z wykorzystaniem termoplastycznego filamentu polega na warstwowym nakładaniu uplastycznionego tworzywa. Technika ta jest powszechnie stosowana do tworzenia prototypów, oprzyrządowania, a także finalnych produktów ze względu na niskie koszty, dużą dostępność oraz szeroki wachlarz zastosowań – od architektury i motoryzacji, przez wzornictwo przemysłowe, po medycynę i katalizę. Szczególne znaczenie dla zastosowań katalitycznych mają materiały porowate na bazie niklu, dlatego opracowanie technologii druku wykorzystującej materiały termoplastyczne z dodatkiem proszku niklowego jako źródła katalizatora stanowi perspektywiczny kierunek rozwoju. Kluczowym wyzwaniem pozostaje jednak proces obróbki termicznej, niezbędny do usunięcia polimerowego lepiszcza oraz spieczenia cząstek niklu w porowatą strukturę. W odpowiedzi na to opracowano nowe podejście, które skutecznie zapobiega deformacji wydrukowanej struktury podczas tego procesu. Zaproponowana metoda polega na impregnacji wydruku 3D roztworem związku krzemu, takiego jak krzemian sodu, przeprowadzonej w warunkach obniżonego ciśnienia. Porównanie wyników pozwoliło wyłonić optymalne stężenie roztworu, które umożliwia zachowanie pierwotnych wymiarów próbek bez istotnych zmian w ich strukturze. Dodatkowo zbadano wpływ temperatury roztworu impregnującego na efektywność procesu. W ramach badań przeprowadzono analizę mikroskopową i składu chemicznego, a także testy mechaniczne oraz określenie porowatości. W wyniku przeprowadzonych prac opracowano skuteczną, skalowalną i ekonomiczną metodę utrwalania porowatych wydruków 3D.

Artykuł:

International Journal of Precision Engineering and Manufacturing-Green Technology

Rok wydania:

Autorzy z PW:

Ewelina Mackiewicz, Remigiusz Nowacki, Gabriela Komorowska, Tomasz Wejrzanowski, 

In Situ Electropolymerized Ambipolar Copolymers for Vertical OECTs

W publikacji zaprezentowano wyniki badań nowej klasy ambipolarnych elektroaktywnych polimerów, zaprojektowanych do zastosowań w Organicznych Tranzystorach Elektrochemicznych (OECT, ang. Organic Electrochemical Transistor) – urządzeniach o rosnącym znaczeniu w bioelektronice i czujnikach działających w środowisku wodnym. Opracowano dwa monomery o charakterze donorowo–akceptorowym (G-DTP-Bu-NDI i G-DTP-G-NDI), które dzięki obecności ugrupowań naftalenodiimidu (NDI), ditienopirolu (DTP) oraz glikolowych (G) jako łańcuchów bocznych wykazują zarówno wysoką ruchliwość elektronów i dziur, jak i przewodnictwo jonowo-elektronowe. Oba związki z powodzeniem poddano elektropolimeryzacji, uzyskując cienkie, jednorodne i jednocześnie porowate warstwy polimerowe. Otrzymane polimery wykazały stabilną, ambipolarną aktywność redoksową w środowisku organicznym i wodnym, co potwierdzono badaniami elektrochemicznymi i spektroelektrochemicznymi. Materiały te zastosowano jako warstwy aktywne w tranzystorach elektrochemicznych o konfiguracji pionowej, stosując metodę elektropolimeryzacji bezpośrednio w kanale OECT o długości zaledwie 350 nm. Szczególnie obiecujące wyniki uzyskano dla polimeru poli(G-DTP-G-NDI) o większej zawartości grup glikolowych. Ich obecność znacząco przyczyniła się do poprawy efektywności wstrzykiwania ładunku do warstwy półprzewodnika, a w konsekwencji doprowadziła do większej stabilności i wyższej wydajności działania OECT. Uzyskane tranzystory wykazywały symetryczną odpowiedź prądową zarówno w zakresie przewodnictwa typu p jak i n.

Kluczowym osiągnięciem badań było zastosowanie in situ elektropolimeryzacji jako techniki bezpośredniego nanoszenia materiału elektroaktywnego w kanale tranzystora. Metoda ta pozwoliła uzyskać wysokiej jakości warstwy polimerowe bez konieczności prowadzenia klasycznej polimeryzacji chemicznej, oczyszczania, frakcjonowania i nanoszenia materiału standardowymi metodami roztworowymi. Dodatkowo wyeliminowano problem zanieczyszczeń – w szczególności metalicznymi katalizatorami – istotny z punktu widzenia ograniczenia zjawiska pułapkowania ładunku, które stanowi duże wyzwanie w technologii wytwarzania organicznych urządzeń elektronicznych typu OECT.

Opracowane materiały oraz zastosowana technika in situ elektropolimeryzacji otwierają nowe kierunki badań w obszarze kolejnej generacji organicznych tranzystorów elektrochemicznych, zwłaszcza do zastosowań biologicznych, takich jak czujniki, interfejsy neuronowe czy wysokoczułe układy bioelektroniczne.

Artykuł:

Small

Rok wydania:

Autorzy z PW:

Roman Mateusz Gańczarczyk, Adam Proń, Renata Rybakiewicz-Sekita, Eric Głowacki 

Comparison of thermal and fire properties of PLA-based composites based on FDM printed graphite/molybdenum disulfide and siloxene

W niniejszym badaniu przedstawiono opracowanie i charakterystykę zaawansowanych kompozytów na bazie polilaktydu (PLA), zaprojektowanych w celu poprawy przewodnictwa cieplnego i odporności ogniowej w zastosowaniach druku addytywnego (AM, Additive Manufacturing). Z wykorzystaniem technologii modelowania metodą osadzania topionego (FDM, Fused Deposition Modeling) wzmocniono kompozyty dodatkami: grafitu (G), disiarczku molibdenu (MoS₂) oraz siloksenu (S) w różnych stężeniach napełniacza. Szczególną uwagę poświęcono wpływowi niedoskonałości strukturalnych charakterystycznych dla procesu FDM, takich jak mikroszczeliny i porowatość, na właściwości funkcjonalne wydrukowanych materiałów. Do kompleksowej analizy zastosowano zestaw technik badawczych, obejmujących skaningową mikroskopię elektronową (SEM), spektroskopię w podczerwieni z transformacją Fouriera (FT-IR), dyfrakcję promieni rentgenowskich (XRD), spektroskopię Ramana, kalorymetrię różnicową skaningową (DSC), analizę termograwimetryczną (TGA), ocenę gęstości, pomiary dyfuzyjności cieplnej metodą zmodyfikowaną Angströma oraz kalorymetrię stożkową (cone calorimetry). Pozwoliło to na szczegółowe poznanie mikrostruktury, właściwości cieplnych i zachowania w warunkach zapłonu badanych kompozytów. Pomimo obecności defektów strukturalnych wynikających z procesu FDM, kompozyty o najwyższej zawartości grafitu i disiarczku molibdenu (G15/M2) wykazały wzrost dyfuzyjności cieplnej o 44% oraz poprawę przewodnictwa cieplnego o 40% w porównaniu z czystym PLA. Z kolei kompozyty oparte na siloksenie (S2.5) wykazały obniżone właściwości transportu cieplnego, co wskazuje na ich potencjalne zastosowanie jako materiałów termoizolacyjnych. Testy odporności ogniowej wykazały opóźnienie momentu maksymalnego wydzielania ciepła (pHRR) oraz znaczne obniżenie całkowitego wydzielania ciepła (THR) w próbkach zawierających napełniacze, szczególnie w przypadku G15/M2 i S2.5. Ponadto synergiczne działanie grafitu i disiarczku molibdenu istotnie zmniejszyło całkowitą emisję dymu (TSR), podczas gdy wyższe stężenia siloksenu prowadziły do zwiększonej produkcji dymu. Uzyskane wyniki podkreślają podwójne korzyści funkcjonalne możliwe do osiągnięcia poprzez odpowiedni dobór rodzaju i stężenia napełniacza, co otwiera drogę do projektowania zaawansowanych materiałów do druku addytywnego o zwiększonej przewodności cieplnej i odporności ogniowej. W dalszych badaniach należy skoncentrować się na udoskonaleniu parametrów procesu FDM, aby zminimalizować defekty mikrostrukturalne i zmaksymalizować właściwości użytkowe kompozytów przeznaczonych do zastosowań inżynierskich

Artykuł:

International Journal of Heat and Mass Transfer

Rok wydania:

Autorzy z PW:

Tomasz Gołofit, Anna Dużyńska 

Learning Continually by Spectral Regularization

Utrata plastyczności to zjawisko, w którym sztuczne sieci neuronowe stają się coraz trudniejsze do trenowania w miarę postępu uczenia. Algorytmy uczenia ciągłego starają się ograniczyć ten efekt, utrzymując dobrą jakość działania przy jednoczesnym zachowaniu plastyczności sieci na dalsze uczenie. W pracy przedstawiono nową technikę poprawy uczenia ciągłego, inspirowaną obserwacją, że wartości singularne parametrów sieci w chwili inicjalizacji odgrywają kluczową rolę w jej podatności na uczenie we wczesnych etapach. Z tego punktu widzenia wyprowadzono nowy regularyzator spektralny dla uczenia ciągłego, który pomaga zachować te korzystne właściwości sieci obecne przy inicjalizacji przez cały czas treningu. Regulator ten utrzymuje maksymalną wartość singularną każdej warstwy blisko jedności. Regularyzacja spektralna bezpośrednio zapewnia różnorodność gradientów w trakcie uczenia, co sprzyja zachowaniu plastyczności, jednocześnie minimalnie wpływając na jakość działania w pojedynczym zadaniu. Analiza eksperymentalna pokazuje, że proponowany regularyzator spektralny wspiera plastyczność i wydajność w różnych architekturach modeli w zadaniach ciągłego uczenia nadzorowanego i uczenia ze wzmocnieniem. Regularyzacja spektralna wykazuje niską wrażliwość na wartości hiperparametrów,  utrzymuje zdolność do dalszego uczenia wraz z pojawianiem się nowych zadań oraz poprawia uogólnianie.

Książka:

Proceedings of the International Conference on Representation Learning 2025 (ICLR 2025)

Rok wydania:

Autorzy z PW:

Michał Bortkiewicz, Mateusz Ostaszewski

Zernike-guided correction of phase errors in two-photon polymerization over extended printing areas

Polimeryzacja dwufotonowa (TPP) jest rozwijającą się techniką szeroko wykorzystywaną w wielu dziedzinach precyzyjnego mikrowytwarzania 2D i 3D. Jednym z jej najbardziej obiecujących zastosowań jest wytwarzanie transparentnych struktur opartych wyłącznie na modulacji fazy, które okazują się być niezwykle przydatne w mikrooptyce, metrologii optycznej, nanofotonice, nowych technikach mikroskopowych i wielu innych obszarach - umożliwiając testowanie, kalibrację oraz rozwój nowoczesnych metod obrazowania. Jednak dokładna kontrola właściwości fazowych tworzonych struktur, szczególnie w większym obszarze druku, wciąż stanowi wyzwanie. W niniejszej pracy wprowadzamy metodologię korekty w pętli sprzężenia zwrotnego, kompatybilną z dowolnym systemem TPP. Podejście to opiera się na interferometrycznym pomiarze mapy fazowej wydrukowanej struktury testowej, wykonanym w zewnętrznym systemie mikroskopowym, oraz na wprowadzeniu odwrotnej mapy fazowej do projektu struktury poprzez modyfikację jej cech wpływających na fazę - współczynnika załamania i grubości poosiowej - tak aby skompensować zidentyfikowane artefakty. Zastosowanie analizy opartej na wielomianach Zernike umożliwia precyzyjne określenie błędów i dokładną korekcję każdego oddzielnego składnika. Metodologia ta redukuje błędy fazowe nawet sześciokrotnie - obniżając odchylenie standardowe z 5,40 rad do 0,83 rad w obszarze o średnicy 400 μm przy długości fali 635 nm - co stanowi istotny krok naprzód w kontroli fazy w dużych polach wydruku. Skuteczność korekcji potwierdzamy, wytwarzając zestaw specjalnie zaprojektowanych struktur fazowych obejmujących maksymalny obszar roboczy systemu, demonstrując ich potencjalne zastosowania praktyczne. Przedstawione rozwiązanie wyznacza drogę do bardziej precyzyjnej kontroli fazy w TPP, otwierając nowe możliwości mikrowytwarzaniu w optyce, biologii i innych dziedzinach.

Artykuł:

Precision Engineering-Journal of the International Societies for Precisionengineering and Nanotechnology

Rok wydania:

Autorzy z PW:

Emilia Wdowiak, Michał Józwik, Piotr Zdańkowski, Maciej Trusiak

Improving the tribocorrosion resistance by increasing the impact strength of an iron alloy manufactured by the Wire Arc Additive Manufacturing method

Artykuł przedstawia możliwość zwiększenia odporności na tribokorozję w węzłach tarcia ślizgowego poprzez podniesienie udarności materiału konstrukcyjnego. Koncepcja ta stanowi alternatywę dla metod poprawy odporności na zużycie poprzez zwiększanie twardości. Badania przeprowadzono dla stopu żelaza Fe (0,21 % C, 0,8 % Si, 1,29 % Mn, 1,34 % Cr) współpracującego z kulką z Al₂O₃. Próbki wykonano z wykorzystaniem technologii przyrostowej Wire Arc Additive Manufacturing (WAAM). Ta nowoczesna metoda spawania jest coraz częściej stosowana do wytwarzania prototypowych elementów maszyn. Autorzy zaproponowali dedykowaną obróbkę cieplną umożliwiającą znaczące zwiększenie udarności materiału. Proces ten stanowi połączenie austenityzowania, hartowania martenzytycznego, odpuszczania i hartowania izotermicznego. Przeprowadzono porównawcze testy zużycia próbek poddanych i niepoddanych obróbce cieplnej. Badania wykonano w modelowym węźle kula–płytka w środowisku 3,5 % NaCl. Próbki stopu poddane dedykowanej obróbce cieplnej wykazały znacznie mniejsze zużycie tribokorozyjne w porównaniu z materiałem wyjściowym nieobrabianym cieplnie. W obserwacjach mikroskopowych nie stwierdzono oznak zużycia na powierzchni przeciwpróbek. Ponadto opracowano model procesu zużycia wyjaśniający wpływ udarności na szybkość zużycia. Model zakłada, że ilość energii dostarczanej przez tarcie i potrzebnej do oderwania odkształconego materiału jest proporcjonalna do udarności materiału.

Artykuł:

Wear

Rok wydania:

Autorzy z PW:

Marcin Kowalski, Szymon Marciniak

A novel closure method for diazo-coupling test reactions to investigate the effects of micromixing in turbulent reactive flows

Niniejsza praca koncentruje się na nowatorskiej metodzie, stanowiącej unikalne rozwiązanie problemu zamknięcia (closure problem) występującego w reaktywnych przepływach turbulentnych. W dostępnej literaturze można znaleźć modele zamknięcia dla reakcji pojedynczych oraz reakcji współzawodniczących, takich jak reakcje szeregowo-równoległe oraz reakcje następcze; jednak bardziej złożone schematy reakcji nie zostały dotąd prawidłowo opisane. W szczególności praca skupia się na układzie reakcji testowych sprzęgania diazowego, które stanowią jedną z najczęściej rekomendowanych metod chemicznych do badania mikromieszania w urządzeniach przemysłowych. Proponowany schemat zamknięcia opiera się na założonej funkcji dla ułamka mieszaniny niereaktywnego skalara (trasera), która prawidłowo opisuje proces mieszania w przypadku kontaktowania się strumieni całkowicie segregowanych (non-premixed streams). Nowa metoda została zweryfikowana przy użyciu starannie dobranych modeli mechanistycznych mikromieszania tj. z wykorzystaniem modelu zagarniania (model E), a także potwierdzona eksperymentalnie w badaniach przeprowadzonych z wykorzystaniem homogenizatora rotor-stator o działaniu ciągłym. Wyniki badań jednoznacznie wykazały, że zaproponowany model prawidłowo opisuje przebieg reakcji sprzęgania diazowego, w szczególności umożliwia prawidłowe określanie udziału produktów ubocznych w mieszaninie reakcyjnej, co stanowi kluczowy wskaźnik lokalnej kinetyki mikromieszania. Proponowana metoda umożliwia ocenę wpływu konwekcji oraz mieszania w skali makro-, mezo- i mikro, w dowolnym urządzeniu o znaczeniu przemysłowym pracującym w reżimie przepływu burzliwego, z wykorzystaniem obliczeniowej mechaniki płynów (CFD). Ponadto, może być zastosowana do opisu przebiegu innych typów złożonych układów reakcji, umożliwiając dokładne przewidywanie składu mieszaniny reakcyjnej, wydajności produktów głównych i ubocznych, a także wpływu mieszania na ten skład, wydajność i selektywność reakcji. 

Artykuł:

Chemical Engineering Journal

Rok wydania:

Autorzy z PW:

Magdalena Jasińska 

Dyscyplina:

Cyber4OT dataset: Network traces for cyber-security vulnerability evaluation in industrial control systems

Artykuł prezentuje zbiór danych Cyber4OT, obejmujący ślady sieciowe zawierające zarówno typowy ruch, jak i symulowaną aktywność atakujących w środowisku systemów automatyki przemysłowej (ICS). Zbiór obejmuje 96 plików zawierających łącznie ponad 4,25 mln pakietów o objętości przekraczającej 385 MB. Symulowane ataki przeprowadzono na dedykowanym stanowisku laboratoryjnym odzwierciedlającym infrastrukturę IT i OT stosowaną w rzeczywistych zakładach przemysłowych. Testbed celowo wykorzystuje procesy sterowania ciągłego i dyskretnego o szybkiej i wolnej dynamice, które są kontrolowane przez przemysłowe sterowniki PLC. Komunikacja między urządzeniami ICS, systemem SCADA oraz panelami HMI odbywa się za pośrednictwem specjalnie skonfigurowanej sieci przemysłowej obsługującej wiele protokołów, w tym standardowo wykorzystywany protokół Modbus. Cała infrastruktura przemysłowa jest połączona z zewnętrzną siecią biurową. Ze względu na realistyczny charakter infrastruktury i zastosowanych komponentów, opisany zbiór danych - pozyskany z tak wiernie odwzorowanego środowiska - może okazać się wyjątkowo wartościowy dla szerokiego grona badaczy oceniających podatność systemów ICS na cyberataki z wykorzystaniem zarówno metod klasycznych, jak i opartych na sztucznej inteligencji.

Artykuł:

SoftwareX

Rok wydania:

Autorzy z PW:

Krzysztof Cabaj, Sebastian Plamowski, Patryk Chaber, Maciej Ławryńczuk, Piotr Marusak, Robert Nebeluk, Andrzej Wojtulewicz, Krzysztof Zarzycki 

Tunable Self-Assembly of Decanuclear Ni(II) Carbonato Clusters with a Hydroxyquinolinato Shell: Robust Porous Networks with Reversible Solvent-/Temperature-Driven Phase Transitions and Selective Gas Separation

Wykorzystanie molekularnych klasterów metali jako podstawowych jednostek budulcowych niekowalencyjnych sieci supramolekularnych stanowi obiecującą strategię projektowania i otrzymywania nowych materiałów porowatych. Powstające w ten sposób niekowalencyjne materiały porowate (NPM) łączą wszechstronną funkcjonalność jednostek organicznych i nieorganicznych z adaptacyjnością i elastycznością kryształów molekularnych, których samoorganizacja jest kontrolowana przez międzycząsteczkowe oddziaływania niekowalencyjne. Ze względu na złożoną naturę tych oddziaływań, racjonalne otrzymywanie określonych sieci niekowalencyjnych o zaprojektowanej strukturze pozostaje znaczącym wyzwaniem. W niniejszej pracy przedstawiamy syntezę i charakterystykę dyskretnego dekanuklearnego węglanowego klasteru Ni(II), [Ni₁₀(μ₆-CO₃)₄(L)₁₂], stabilizowanego anionami 8-hydroksychinoliny (L). W zależności od warunków krystalizacji klaster ten samoorganizuje się w jedną z dwóch mikroporowatych sieci supramolekularnych: diamentoidalną lub pirytową, określane odpowiednio jako WUT-1(Ni) i WUT-2(Ni). Wykazaliśmy, że przejścia fazowe pomiędzy tymi odmianami polimorficznymi mogą być selektywnie indukowane za pomocą temperatury lub kontaktu z wybranym rozpuszczalnikiem organicznym. Ponadto oba materiały są odporne na działanie powietrza i wilgoci oraz stabilne w szerokim zakresie pH. Obie struktury wykazują interesujące właściwości adsorpcji gazów. W szczególności WUT-1(Ni) osiąga jedne z najwyższych wartości wychwytu H₂ wśród znanych NPM, natomiast ciaśniejsze pory ultramikroporowatej struktury WUT-2(Ni) sprzyjają selektywnym oddziaływaniom z cząsteczkami gazów, prowadząc do wyjątkowo wysokiej selektywności adsorpcji CO₂ względem CH₄ i N₂. Przedstawione badania nie tylko opisują nowe materiały porowate, lecz także – poprzez porównanie ich struktury z innymi klasterami typu [M₁₀(μ₆-CO₃)₄(L)₁₂] (M = Zn(II), Mn(II), Co(II)) – ukazują istotny wpływ charakteru metalicznego centrum koordynacyjnego na samoorganizację nanoklasterów metali oraz właściwości porowate powstających mikroporowatych sieci.

Artykuł:

Journal of the American Chemical Society

Rok wydania:

Autorzy z PW:

Janusz Lewiński, Michał Terlecki 

Correlation between microstructure and ionic conductivity in titanium-doped lithium tantalum phosphate (LiTa2PO8) ceramics

Związek LiTa₂PO₈ (LTPO) jest uznawany za obiecującego kandydata do zastosowań jako elektrolit stały w technologii ogniw litowo-jonowych, ze względu na wysoką przewodność ziaren, przekraczającą 1 mS/cm, oraz z faktu, że całkowita przewodność jonowa w temperaturze pokojowej osiąga wartości porównywalne z przewodnością ziaren. W niniejszej pracy przeanalizowano wpływ domieszkowania tytanem (Ti) na strukturę krystaliczną, mikrostrukturę i właściwości elektryczne ceramiki LTPO wytwarzanej w różnych temperaturach spiekania. Wprowadzenie domieszki tytanu do struktury krystalicznej LTPO nie spowodowało istotnej zmiany przewodności ziaren, która utrzymywała się na poziomie około 1–2 mS/cm, jednak doprowadziło do wyraźnych zmian w mikrostrukturze i czystości fazowej, co wpłynęło na całkowite właściwości elektryczne materiału. Stwierdzono jednak, że wpływ domieszkowania tytanem na całkowitą przewodność jonową był mniej istotny w porównaniu z wpływem procesu spiekania. Wśród badanych próbek najwyższą całkowitą przewodność jonową, wynoszącą 0,49 mS/cm, uzyskano dla próbek spiekanych w temperaturze 1200 °C, co podkreśla kluczową rolę temperatury spiekania w optymalizacji właściwości elektrycznych materiału.

Artykuł:

Acta Materialia

Rok wydania:

Autorzy z PW:

Klaudia Pachulska, Jan Nowiński, Konrad Kwatek, Agnieszka Krawczyńska, Cezariusz Jastrzębski, Wioleta Ślubowska-Walkusz 

Impact of industrial constraints on the dynamic performance of a PID-controlled hybrid heat-integrated distillation system with a plate heat and mass exchanger

W przedstawionym badaniu opracowano model dynamiki płytowego wymiennika ciepła i masy (HME) pracującego w hybrydowym zintegrowanym cieplne układzie kolumn destylacyjnych (system HHIDiS ), którego osiągi w pętlach regulacji PID zasymulowano w środowisku Simulink/MATLAB. W analizie skoncentrowano się na wpływie ograniczeń eksploatacyjnych, w szczególności narastania osadów (fouling) oraz zatrzymania cieczy (liquid hold-up) w płytowym HME, na kluczowe wskaźniki dynamiki pracy układu. Wyniki wykazały, że wzrost oporu cieplnego osadów lub zwiększenie zatrzymania cieczy prowadzi do zmian w bezwładności cieplnej wymiennika HME, skraplacza oraz reboilera, co istotnie wpływa na charakterystykę dynamiczną pętli regulacji PID. Zjawiska te przeanalizowano poprzez symulację zamkniętych pętli regulacji systemu HHIDiS dla różnych stopni akumulacji osadów i poziomów zatrzymania cieczy. Zaobserwowane zmiany odzwierciedliły się w typowych wskaźnikach jakości regulacji, takich jak przeregulowanie, czas szczytowy, czas opóźnienia, czas narastania oraz czas ustalania. Pogorszenie tych parametrów może prowadzić do istotnej degradacji jakości regulacji PID. Wyniki podkreślają konieczność adaptacyjnego dostrajania parametrów regulatora PID w celu utrzymania stabilnej i efektywnej pracy układu w obliczu zmieniających się warunków eksploatacyjnych. Skutki niekorzystne mogą być łagodzone poprzez okresową korektę nastaw regulatorów PID. Symulacje potwierdziły, że proponowany system HHIDiS zachowuje stabilność dynamiczną mimo występowania osadów i zatrzymania cieczy, a standardowe regulatory PID pozostają adekwatnym rozwiązaniem sterującym. Sformułowane wnioski jednoznacznie wskazują na potrzebę proaktywnej adaptacji układów regulacji, aby utrzymać wysoką jakość sterowania w warunkach ewoluujących ograniczeń procesowych.

Artykuł:

International Journal of Heat and Mass Transfer

Rok wydania:

Autorzy z PW:

Sławomir Alabrudziński, Marian Trafczyński, Piotr Kisielewski, Mariusz Markowski