Wyniki 1-10 spośród 19 dla zapytania: authorDesc:"Bartosz SAWICKI"

Adaptive mesh refinement for magnetic stimulation modeling

Czytaj za darmo! »

The aim of the paper is discussion of need for adaptive mesh refinement techniques for numerical modeling of magnetic stimulation. Problems of a' posteriori error estimation and automatic mesh refinement algorithms has been addressed. Results present that values in the solution can be changed up to 40% during refinement process. It has been shown that refinement algorithms introduce serious computational cost for realistic 3D meshes. Streszczenie. Celem artykułu jest przedstawienie potrzeby wykorzystania adaptacyjnych algorytmów poprawy sieci elementów skończonych podczas modelowania zagadnień stymulacji magnetycznej. Omówiono problemy estymacji błędu lokalnego, automatycznego zagęszczania sieci bez pogorszenia jej jakości. Wyniki pokazują ponad 40% zmianę wartości rozwiązania podczas poprawiania sieci. Nie można jednak zapominać, że zagęszczanie realistycznej, trójwymiarowej siatki wiąże się z dużymi nakładami obliczeniowymi. (Adaptacyjne zagęszczanie sieci przy modelowaniu stymulacji magnetycznej) Keywords: adaptive mesh refinement, magnetic stimulation modeling, eddy currents problem Słowa kluczowe: adaptacyjne zagęszczanie siatki, modelowanie stymulacji magnetycznej, zagadnienie prądów wirowych Introduction The Finite Element Method is a powerful tool for solving problems described by partially differential equations. For given discretization, the method minimizes global norm of error. It is unable to ensure local accuracy. Especially for highly non-homogeneous source fields there is a need to refine mesh according to the solution. The adaptive mesh refinement (AMR) is methodology to address this problem. Despite it is well known, and as old as roots of the FEM, it is current need to adopt the method to new set of numerical challenges. Numerical simulation of biomedical object is excellent example of such challenge. The magnetic stimulation is term describing therapeutic interaction between magnetic field and human body. There [...]

Uncertainty of numerical simulations in bioelectromagnetic problems DOI:10.15199/48.2015.07.16

Czytaj za darmo! »

The numerical modelling of bioelectromagnetic problems are subject of many issues which could deteriorate its reliability. Variability analysis will be performed to determine critical points during electric current simulations inside the human head. Problems related with segmentation of MRI scans and electrical properties of the tissues has been confirmed as a main source of the uncertainty. It was shown that different results can have different width and shape of a variational spread. Streszczenie. Numeryczne modelowanie problemów bioelektromagnetyzmu podlega wielu problemom moga˛cych znacza˛co obniz˙yc´ wiarygodnos´c´ wyników. Analiza wraz˙liwos´ciowa została wykonana, aby okres´lic´ zagroz˙enia wyste˛puja˛ce podczas stymulacji elektrycznej głowy ludzkiej. Zagadnienia zwia˛zane z segmentacja˛ skanów MRI i włas´ciowos´ciami materiałowymi tkanek zostały potwierdzone jako z´ródło silnej niepewnos´ci wyników. Pokazano, z˙e róz˙ne wyniki moga˛ miec´ róz˙na˛ szerokos´c´ i kształt rozkładu zmiennos´ci. (Niepewnos´c´ symulacji numerycznych w problemach bioelektromagnetyzmu) Keywords: computer modelling, results reliability, bioelectromagnetic problems Słowa kluczowe: modelowanie komputerowe, wiarygodno´s´c oblicze´ n, problemy bioelektromagnetyzmu Introduction Numerical modelling methods, as a imitation of reality, suffers fundamental problems of related with its reliability. Complicated processes such as bioelectromagnetic simulations are essentially vulnerable on this issues. Generally there two types of uncertainties are distinguished [3]: epistemic - lack of knowledge (sometimes referred as a ignorance), aleatory - inherent variations (also called variability). Since the first one can be reduced by developing more advanced modelling techniques, the second is irreducible. In real, complex simulations both types of uncertainties are mixed and influence reliability of final results. So it is important to identify stages with higher uncert[...]

Analiza możliwości wykorzystania rozproszonych tablic mieszających w WSN

Czytaj za darmo! »

W artykule przedstawiono analizę adaptacji algorytmów rozproszonych tablic mieszających (ang. Distributed Hashing Table, DHT) do przykładowego modelu bezprzewodowej sieci sensorów rozproszonych terytorialnie (ang. Wireless Sensor Network, WSN). Przeanalizowano wymagania dla funkcji mieszającej (ang. hashing function) oraz przedstawiono algorytm DV-hop zmodyfikowany i dostosowany do połączenia z DHT. Abstract: In this article an analysis of Distributed Hashing Table (DHT) algorithms application to an exemplary model of Wireless Sensor Network (WSN) is presented. Requirements for hashing function and details of augmented DV-hop algorithm adjusted to consolidate with DHT idea are also discussed. (The feasibility study for application of distributed hashing tables into WSN). Słowa kluczowe: rozproszone systemy pomiarowe, bezprzewodowe sieci sensorów, rozproszone tablice mieszające. Keywords: distributed measurement systems, wireless sensor networks, distributed hashing tables. Wprowadzenie Badania nad bezprzewodowymi sieciami sensorów (WSN, ang. Wireless Sensor Network) są prowadzone od wielu lat na różnych płaszczyznach. W większości WSN zakłada się architekturę zbliżoną do scentralizowanej architektury klient-serwer. Z drugiej strony urządzenia WSN są uznawane za równorzędne i przez to na każdy z nich nałożone są takie same zadania w postaci realizacji pomiarów i transmisji wyników. Wykorzystanie DHT pozwoli na przejście od tradycyjnej, hierarchicznej architektury rozproszonego systemu pomiarowego do jednolitej sieci faktycznie równorzędnych węzłów - urządzeń realizujących pomiary i tworzących szkielet systemu. Zakładamy, że po zastosowaniu DHT do WSN system pomiarowy będzie cechował się większą odpornością na uszkodzenia a dane będą lepiej chronione przed utratą i często również łatwiej dostępne. By to zrealizować należało przekształcić znane lub stworzyć nowe algorytmy WSN i DHT, gotowe do połączenia w jeden, spójny system. Ze wz[...]

3D Mesh Viewer Using HTML5 Technology

Czytaj za darmo! »

The effective visualization of 3D meshes based on the build-in features of a web browser supporting HTML5 (Canvas, WebGL) standards is presented. The algorithms related with progressive mesh streaming over Internet network are discussed. It has been demonstrated that using described software, 3D models could be easily visualized on any modern, mobile device (internet tablets, smart-phones or netbooks). Streszczenie. Artykuł prezentuje wydajna˛metode˛ wizualizacji siatek trójwymiarowych przy pomocy mechanizmów wbudowanych w przegla˛darki internetowe obsługuja˛ce standard HTML5 (Canvas, WebGL). Przedstawiono algorytmy progresywnego przesyłania siatki poprzez siec´ internet. Zademonstrowano sposób, który pozwala na łatwa˛, interaktywna˛ prace˛ z obiektami 3D na współczesnych, przenos´nych urza˛dzeniach takich jak tablety, smartfony, czy netbooki. (Wykorzystanie standardu HTML5 do wizualizacji siatek trójwymiarowych) Keywords: wizualizacja trójwymiarowa, Canvas, WebGL Słowa kluczowe: 3D visualization, Canvas, WebGL Introduction For several years a three dimensional reality is widely present in the computer science industry. The most popular applications are related with games placed in the virtual, realistic worlds. This paper is addressed to the visualization and inspection of scientific simulations results. With instantly growing computational power, numerical simulations is becoming the most popular scientific tool. For the same reason, visual inspection of 3D models is every day task for many researchers. The OpenGL is well established programming standard how to efficiently describe 3D scene, and render it on computer screen. The OpenGL works as a part of classic operating system, where standalone application has direct access into the hardware. Nowadays software is more often going to be served as a service (SaaS) using Internet network. In this paper we follow this modern trends. We will discuss visualization of 3D objects insid[...]

Electrical Impedance Tomography through an ambient fluid as a solution for electrode contact problem

Czytaj za darmo! »

In this paper we introduce a new approach to impedance tomography where contact electrodes uncertainties is eliminated by immersing unknown object in the known fluid. Optical methods are used to determine the external shape of the object. The shape and known conductivity of the ambient fluid build a priori knowledge which is incorporated into the inverse algorithm method. Streszczenie. W artykule został przedstawiony nowy rodzaj tomografii impedancyjnej, w której niepewność pomiaru związaną z kontaktem elektrod wyeliminowano poprzez zanurzenie badanego obiektu w płynie o znanych parametrach. Zewnętrzny kształt obiektu został rozpoznany przy pomocy metod optycznych. Kształt obiektu oraz znana konduktywność płynu stanowią wiedzę 'a priori', która została wykorzystana w algorytmie rekonstrukcji struktury wewnętrznej obiektu. (Tomografia impedancyjna poprzez warstwę płynu jako rozwiązanie problemu elektrod). Keywords: EIT, optical tomography, contact electrodes Słowa kluczowe: tomografia impedancyjna, tomografia optyczna, elektrody pomiarowe Introduction Since its introduction in 1978 [1] Electrical Impedance Tomography (EIT) appeared to be a promising modality for imaging of the human body. It is potentially inexpensive, fast and safe for patients. However, its practical deployment has been hindered by many technical and algorithmic challenges. One of them is a problem of skin-electrode contact. It is difficult to ensure reliable and stable contact between electrode and the skin [2]. Moreover precise location of the electrode could be also an issue. In this paper we propose an extension to the classical EIT method, where investigated object is immersed in the electrode tank filled with ambient fluid. We assume that such fluid should be transparent for the light, so visibility algorithms could be deployed to determine external shape of the immersed object. Combined Tomography The basic idea of the proposed solution is presented in Fi[...]

Numerical model of magnetic fluid hyperthermia

Czytaj za darmo! »

The article presents the computer model of magnetic fluid hyperthermia (MFH), which is new, promising cancer treatment. Special attention was focused on the complete mapping of physical and biological phenomenon, such as a realistic model of magnetic field excitement, blood perfusion, metabolic heat and convective heat exchange with the environment. The described model was implemented using the finite element method. Streszczenie. Artyku. prezentuje metodyk.e numerycznego modelowania hipertermii p.ynu magnetycznego (ang. MFH), ktora jest nowa., obiecuja.ca. technika. leczenia nowotworow. Specjalna uwaga zosta.a zwrocona na pe.ne odwzorowanie zjawisk fizycznych i biologicznych, takich jak: realistyczny model wymuszenia magnetycznego, zjawisko perfuzji krwi, metaboliczne ?Lzrod.a ciep.a oraz zjawisko konwekcyjnej wymiany ciep.a z otoczeniem. Opisany model zosta. zaimplenemtowany przy wykorzystaniu metody elementow skonczonych. Numeryczny model hipertermii p.ynu magnetycznego Keywords: Magnetic Fluid Hyperthermia, computational bioelectromagnetics, superparamagnetic heat S.owa kluczowe: Hipertermia p.ynu magnetycznego, bioelektromagnetyzm obliczeniowy, grzanie superparamagnetyczne Introduction According to the reports made by National Cancer Registry and Polish Committee for Fighting Cancer, cancer is the second after circulatory system diseases cause of death in Poland. Among different types of cancer, the most frequent malignant tumor observed in active women in age between 40 and 60 is the breast cancer. Breast cancer diagnosed early enough, i.e. the diameter of cancer is lower than 2 cm, can be treated successfully in 90 percent of cases. That implicates the possibility of a minimalinvasive treatment without deformation of the morphological structure of the organ is of special interest for the patient?fs emotional and physical welfare. One of such methods, being developed nowadays, is hyperthermia. Human cells are very sensitive to [...]

Reliable peer-to-peer computing system DOI:10.12915/pe.2014.05.012

Czytaj za darmo! »

Paper discuss a heterogeneous, distributed computing system commonly referred as a volunteer computing. Mechanism of determining correctness of results, based on replication and trust modeling, is proposed. In presented solution owners of computational power can flexibly join the network and sell spare machine time. Prototype implementation is based on light virtual machines distributed using BitTorrent protocol. Streszczenie. Artykuł rozwa˙za niejednorodny, rozproszony system obliczeniowy (ang. volunteer computing). Zaproponowano mechanizmy okreslania poprawnosci wyników, które zostały oparte na modelowaniu zaufania i wiarygodnosci w˛ezłów obliczeniowych. W prezentowanym rozwi ˛azaniu własciciele mocy obliczeniowej mog ˛a w dowolnej chwili doł ˛aczac do sieci i sprzedawac czas pracy swoich maszyn. Prototypowa implementacja została oparta na technologii lekkich maszyn wirtualnych przesyłanych za pomoc ˛a protokołu BitTorrent. (Wiarygodny system obliczeniowy typu P2P) Keywords: cloud computing, desktop grid, volunteer computing, reliability model, virtual machines Słowa kluczowe: chmura obliczeniowa, grid desktopowy, wiarygodnosc obliczen, maszyny wirtualne doi:10.12915/pe.2014.05.12 Introduction Since chip manufacturing is reaching frequency limits related with technology, the parallel processing is definitely the future of computing. However there is not one approach to the parallelization. Well established systems with structured architecture, such as clusters and grids are dominating data centers all around the world. Their outstanding performance and efficiency can’t be overestimated. On the other side we have unstructured systems based on extremely flexible, selfscaling, virtually indestructible peer-to-peer models. Distributed computing is a paradigm in which computations are performed on a number of processors. Often, federation of computers is the only feasible way to perform more challenging tasks. This technology is u[...]

High-resolution scatter analyse using cloud computing DOI:10.15199/48.2015.12.35

Czytaj za darmo! »

Cloud computing is the newest approach to solve computationally challenging problems. It is oriented on optimization of processing costs using low-budget, standard computers. Algorithmic scheme for such problems is MapReduce. We will show how to use MapReduce architecture to efficiently solve high number of independent analysis needed for scatter plots. Presented case study is based on simple student problem solved using FEM. High-resolution scatter plot image introduce new quality in visualization of results. Streszczenie. Chmura obliczeniowa (ang. cloud computing) to najnowsze podejście do rozwiązywania problemów złożonych obliczeniowo. Jest to architektura zorientowana na optymalizację kosztów przetwarzania przy użyciu niskobudżetowych, standardowych komputerów. Algorytmem obliczeniowym dla takich problemów jest MapReduce. W niniejszym artykule pokażemy jak wykorzystać MapReduce do efektywnego rozwiązywania dużej liczby niezależnych analiz, które zostaną zobrazowane przy pomocy wykresu zmienności. Zaprezentowany przykład jest prostym studenckim problemem MES. Wysokiej rozdzielczości analiza wprowadzaj nową jakość w wizualizacji wyników. (Wysokiej rozdzielczości analiza zmienności parametrów przy wykorzystaniu chmury obliczeniowej). Keywords: cloud computing, electric field simulation, scatter analyse, MapReduce model. Słowa kluczowe: chmura obliczeniowa, symulacja pola elektrycznego, analiza zmienności parametrów, model MapReduce. Introduction The aim of the scatter analysis is to visualize variability of solutions as a function of input parameters. To prepare such plot, problem has to be analysed many times for different values of parameters. Scatter plot helps to understand relations within the problem, so it is one of the most popular scientific tools. Data required for scatter plot could be acquired from different sources. The simplest one is to observe natural variability of measured quantity. This approach is usually taken fo[...]

Distributed mesh generation for objects with shape variability DOI:10.15199/48.2017.12.36

Czytaj za darmo! »

Traditional methods of computer modeling require strictly determined shapes of objects. Such assumption is justified in case of technical objects which are often produced as a result of repetitive factory process. However, authors interest is placed on objects of natural origin, like human body (see Fig. 1). Growth process is unbelievably complex hence each individual has its own unique shape. In development of new methods of computer modeling shape variability should be taken into account as it is necessary for reliable results of analysis. Fig. 1. Human brain is an example of object with high shape variability (uniqueness of the brain folding is similar to fingerprints). Simulation of electromagnetic field inside of a human body is an example of this kind of problems. Shape variability of the internal body organs is a subject of uncertainty [6]. There are different reasons for the fact that geometry of the computer model is not precisely defined. First of all some organs can naturally change its size and position (e.g. heart or lungs). Another sources of variability are related with differences between individuals. This is particularly important when building a generic model of the body used for numerical verification of safety of the exposure. Shape uncertainty affects also process of creation of a computer model based on a real object. Usually shapes of the body is taken from medical imaging modalities (MRI, CT), using process called segmentation, tissues regions has to be selected on each slice. Segmentation is another source of uncertainty [2]. Shapes of organs are usually more complicated than model resolution, moreover border line between different tissues could be fuzzy what leads into ambiguous distinction. Models created using segmented data could have very high quality, but they are time consuming and expensive, so number of models which have been created that way is relatively small. Large portion of them is ba[...]

Topological connectivity between tetrahedral and facets

Czytaj za darmo! »

W artykule przedstawiono algorytm licząacy powiązania pomi˛edzy ´scianami i elementami czworo´sciennymi dla siatek 3D. Teoria zasi ˛egu relacji topologicznych pozwala okre´sli´c i osi ˛ agn ˛ a´c cel operacji. Zaprezentowany algorytm zaimplementowano i zoptymalizowano pod k ˛ atem mo˙zliwo´sci biblioteki Diffpack. Problem jest zwi ˛ azany z symulacj ˛ a pr ˛ adów wirowych, ale zastosowania mog ˛ a by´c bardziej rozległe. (Topologia powiaza ´n pomi˛edzy ´scianami i elementami czworo´sciennymi) Abstract. The algorithms of calculation connectivity between tetrahedral and triangle for three dimensional mesh will be discussed. Theory for general topological incidences allows to describe purpose of operation. Presented software solution is optimize to take the advantage of the Diffpack libr[...]

 Strona 1  Następna strona »