Investigating inter-turn fault in transformer using TTR and FRA

Transformers are one of the significant elements in the power system network. The Transformer function is to step up and down the voltages. When the transformer operating in high load, it exposes to failures. There are various transformer failures which could have a serious effect on the transformer efficiency. For example, winding deformation, tap changer damage, and short turns (inter-turn fault). The transformer inter-turns fault reduces the number of turns in the winding. To detect inter-turn fault, the transformer turn ratio test is the basic method used. On the other hand, frequency response analysis has been recognized to monitor the mechanical condition of the transformer winding. The frequency response analysis method can be conducted in four measurement connection. They are end to end open circuit test, end to end short circuit test, capacitive inter-winding, and inductive inter-winding. The inductive inter-winding low-frequency region is determined by the transformer turn ratio. This statement was mentioned in CIGRE A2.26. However, there are not approved studies on this issue. This study investigates the transformer inter-turn fault using transformer turn ratio test and frequency response analysis. In addition, this study performs various of statistical indicators on the FRA results. The statistical indicators are used to detect the variation between the normal and inter-turn fault responses. Also, this study proposes statistical indicators limits. After that compare the FRA and TTR results and check if the turn ratio results can be obtained using FRA inductive inter-winding test. Findings that FRA inductive inter-winding test can detect inter-turn fault. This can be determined by the absolute sum logarithmic error (ASLE), mean square error (MSE), and standard deviation (SD). Also, there are indicator limits has been proposed for ALSE and SD. This study finding helps to use the frequency response analysis method to replace the conventional turn ratio test

Flow Analysis on Fusiform Aneurysm during Exercise Condition

The dilation of fusiform aneurysm can yield unexpected predicament. The aneurysm is prone to rupture if not immediately treated. This study is focuses on investigate the flow behaviour inside the fusiform aneurysm during exercise condition under normal blood pressure (NBP) and high blood pressure (HBP). The results of this study shows the presence of the flow recirculation is observed at aneurysm region during exercise condition. The presence of the flow recirculation is proportional to the increase of flow activity at the aneurysm. The flow activity is much higher at distal end compared to proximal end region. The different of flow activity shows the different strength of the flow recirculation occurred at the aneurysm bulge. The results also show HBPE peak systole distribute the highest value of the pressure among others condition which is exhibits the high risk of the aneurysm from rupture

Cardiovascular models for personalised medicine: Where now and where next?

The aim of this position paper is to provide a brief overview of the current status of cardiovascular modelling and of the processes required and some of the challenges to be addressed to see wider exploitation in both personal health management and clinical practice. In most branches of engineering the concept of the digital twin, informed by extensive and continuous monitoring and coupled with robust data assimilation and simulation techniques, is gaining traction: the Gartner Group listed it as one of the top ten digital trends in 2018. The cardiovascular modelling community is starting to develop a much more systematic approach to the combination of physics, mathematics, control theory, artificial intelligence, machine learning, computer science and advanced engineering methodology, as well as working more closely with the clinical community to better understand and exploit physiological measurements, and indeed to develop jointly better measurement protocols informed by model-based understanding. Developments in physiological modelling, model personalisation, model outcome uncertainty, and the role of models in clinical decision support are addressed and ‘where-next’ steps and challenges discussed

Transport in complex systems : a lattice Boltzmann approach

Celem niniejszej pracy jest zbadanie możliwości efektywnego modelowania procesów transportu w złożonych systemach z zakresu dynamiki płynów za pomocą metody siatkowej Boltzmanna (LBM). Złożoność systemu została potraktowana wieloaspektowo i konkretne układy, które poddano analizie pokrywały szeroki zakres zagadnień fizycznych, m.in. przepływy wielofazowe, hemodynamikę oraz turbulencje. We wszystkich przypadkach szczególna uwaga została zwrócona na aspekty numeryczne — dokładność używanych modeli, jak również szybkość z jaką pozwalają one uzyskać zadowalające rozwiązanie. W ramach pracy rozwinięty został pakiet oprogramowania Sailfish, będący otwarta implementacja metody siatkowej Boltzmanna na procesory kart graficznych (GPU). Po analizie szybkości jego działania, walidacji oraz omówieniu założeń projektowych, pakiet ten został użyty do symulacji trzech typów przepływów. Pierwszym z nich były przepływy typu Brethertona/Taylora w dwu- i trójwymiarowych geometriach, do symulacji których zastosowano model energii swobodnej. Analiza otrzymanych wyników pokazała dobra zgodność z danymi dostępnymi w literaturze, zarówno eksperymentalnymi, jak i otrzymanymi za pomocą innych metod numerycznych. Drugim badanym problemem były przepływy krwi w realistycznych geometriach tętnic dostarczających krew do ludzkiego mózgu. Wyniki symulacji zostały dokładnie porównane z rozwiązaniem otrzymanym metoda objętości skończonych z wykorzystaniem pakietu OpenFOAM, przyspieszonego komercyjna biblioteka pozwalająca na wykonywanie obliczeń na GPU. Otrzymano dobra zgodność między badanymi metodami oraz pokazano, że metoda siatkowa Boltzmanna pozwala na wykonywanie symulacji do ok. 20 razy szybciej. Trzecim przeanalizowanym zagadnieniem były turbulentne przepływy w prostych geometriach. Po zwalidowaniu wszystkich zaimplementowanych modeli relaksacji na przypadku wiru Kidy, zbadano przepływy w pustym kanale oraz w obecności przeszkód. Do symulacji wykorzystano zarówno siatki zapewniające pełną rozdzielczość aż do skal Kolmogorova, jak i siatki o mniejszej rozdzielczości. Również w tym kontekście pokazano dobrą zgodność wyników otrzymanych metodą siatkową Boltzmanna z wynikami innych symulacji oraz badaniami eksperymentalnymi. Pokazano również, że implementacja LBM w pakiecie Sailfish zapewnia większą stabilność obliczeń niż ta opisana w literaturze dla tych samych przepływów i modeli relaksacji

A lattice Boltzmann study of blood flow in stented aneurism

The treatment of cerebral aneurisms with a porous stent has recently been proposed as a minimally invasive way to prevent rupture and favor coagulation mechanism inside the aneurism. The efficiency of a stent is related to several parameters which are not yet fully understood. The goal of this paper is to identify, through numerical simulations, how the stent structure and its positioning affect the hemodynamics properties of the flow inside the aneurism. We use the concept of flow reduction to characterize the stent efficiency. Our simulations are based on a lattice Boltzmann modeling of blood flow. Our results, which agree well with in vitro experiments, show how the various parameters play a role and help us to understand the phenomena