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Di Rienzo, Luca

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Works: 5 works in 8 publications in 1 language and 28 library holdings
Roles: Opponent, Author, Other
Publication Timeline
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Most widely held works by Luca Di Rienzo
Improving condition and sensitivity of linear inverse problems in magnetic applications by Roland Eichardt( )

3 editions published in 2012 in English and held by 19 WorldCat member libraries worldwide

Die Identifikation nicht direkt zugänglicher Prozesse anhand gemessener Daten ist von großer Bedeutung in vielen Bereichen. Im Fokus dieser Arbeit liegen Applikationen in der Magnetostatik, Magnetokardiographie und Magnetinduktionstomographie. Ein Ansatz zur Identifikation besteht in der Lösung eines entsprechenden linear inversen Problems. Unglücklicherweise haben in den Daten enthaltene Fehler und Rauschen einen signifikanten Einfluss auf die inverse Lösung. Ziel dieser Arbeit ist die Reduktion der Einflüsse von Fehlern und Rauschen durch eine Verbesserung der Kondition des Problems, sowie eine Steigerung der Sensitivität der Messanordnungen. Zur Bestimmung der Kondition wird das Verhältnis des größten und mittleren Singulärwerts der Kernmatrix als neues Maß vorgeschlagen. Darüber hinaus werden Ansätze zur Analyse der Sensitivität hinsichtlich der Messung elektromagnetischer Quellen und der Erfassung elektrischer Leitfähigkeitsveränderungen präsentiert.Strategien zur Verbesserung von Kondition und Sensitivität werden in vier Simulationsstudien beschrieben. In der ersten Studie wird ein Tabu-Suche-Ansatz zur Optimierung der Anordnung magnetischer Sensoren vorgestellt. Anordnungen mit optimierte Sensorpositionen resultieren dabei in einer deutlich besseren Kondition als regelmäßige Anordnungen. In einer zweiten Studie werden Parameter adaptiert,welche den Quellenraum für die Bildgebung durch magnetische Nanopartikel definieren. Als eine Schlussfolgerung sollte der Quellenraum etwas größer als das Sensorareal definiert werden. Diese Arbeit zeigt ebenfalls, dass Variationen in den Sensorrichtungen für monoaxiale Sensorarrays zu einer Verbesserung der Kondition führen. Zudem wird die Sensitivität von Spulenanordnungen für die Magnetinduktionstomographie bewertet und verglichen. Durch Nutzung relativ großer Spulen, die das Messgebiet nahezu vollständig abdecken, können Kondition und Sensitivität wesentlich verbessert werden.Die präsentierten Methoden und Strategien ermöglichen eine substantielle Verbesserung der Kondition des linear inversen Problems bei der Analyse magnetischer Messungen. Insbesondere die Anordnung von Sensoren in Bezug auf das Messobjekt ist kritisch für die Kondition, sowie die Qualität inverser Lösungen. Die vorgestellten Methoden sind darüber hinaus für linear inverse Probleme in zahlreichen Bereichen einsetzbar
Dispositif de magnétomètres pour la mesure de courant en exploitant les harmoniques d'espace : application aux réseaux électriques by Benjamin Wilsch( )

1 edition published in 2016 in English and held by 3 WorldCat member libraries worldwide

The evolution of electrical grids from conventional unidirectional power transmission to diverse networks with a large variety of electricity consumers and producers requires the development of advanced and/or novel measurement and communication technologies, in order to create smart grids. As a part of the SOGRID project, an innovative current measurement method was developed to supplement the existing range of current sensors and to facilitate the installation, since the sensor is not only non-intrusive but can also be located at a distance from the cable.The primary obstacle for precise current measurement in power grids is the three-phase nature of power transmission. A current sensor that is to be employed in the electrical grid must therefore provide geometrical selectivity between the individual phases. Existing commercial current sensors are non-intrusive but require placement around the conductor of interest, e.g. to measure the field along a closed path. Solutions include Rogowski coils, magnetoresistors, Hall effect or fluxgate sensors as well as magneto-optical solutions. However, a placement around the conductor limits the miniaturization required by smart grid development: miniature sensors can be integrated with other measurement and data transmission units, thus enabling the densely meshed monitoring and control of modern smart grids. In order to avoid these restrictions and to improve geometrical selectivity, a current measurement method based on the decomposition of the field into spatial harmonics has been developed in this thesis. The measurement principle allows for the fabrication of innovative current sensors that can be installed besides the conductor.The decomposition of the magnetic field into spatial harmonics is based on the development of the magnetic field within a defined area/volume in a series of products of periodic functions, a radial dependence and corresponding development coefficients, so that the sum of the (in theory infinite number of) development orders reconstructs the field accurately. If this development is performed for a source-free region besides the source of the field, it is defined as an internal decomposition, which uses functions that increase from the center of decomposition toward the field source. The current measurement process is based on the determination of the development coefficients for the various orders, wherein higher orders exhibit a reduced dependence on perturbing sources (as long as the field measurements are performed closer to the conductor of interest than to the perturbing conductor). The relation between these coefficients and the current of interest is linear and defined by transfer factors.In order to exploit the increased geometrical selectivity of higher orders, it is necessary to perform a sufficient number of magnetic field measurements on the boundary of a suitable area/volume in order to derive the development coefficients from the solution of an inverse problem. The size and positioning of this sensor array also plays a vital role in the detectability of higher order contributions to the field. Suitable 2D (for straight conductors) and 3D (for arbitrary conductor paths) prototypes were designed, implemented and subsequently tested in the laboratory during this thesis.Further developments focus on determining the characteristic transfer factors. While these can be easily determined if a known controlled current is induced in the conductor, a method that allows for their determination under real operating conditions must be developed for industrial applications. A suitable calibration method is presented in this thesis
Assessment of linear inverse problems in magnetocardiography and Lorentz force eddy current testing by Bojana Petković( )

1 edition published in 2013 in English and held by 3 WorldCat member libraries worldwide

Lineare inverse Probleme tauchen in vielen Bereichen von Wissenschaft und Technik auf. Effiziente Lösungsstrategien für diese inversen Probleme erfordern Informationen darüber, ob das Problem schlecht-gestellt und in welchem Ausmaß dies der Fall ist. In der vorliegenden Dissertation wird eine umfassende theoretische Analyse existierender Bewertungsmaße durchgeführt. Aus diesen Untersuchungen werden schließlich zwei neue Bewertungsmaße abgeleitet. Beide können bei einer Vielzahl linearer inverser Probleme angewendet werden, einschließlich biomedizinische Anwendungen oder der zerstörungsfreien Materialprüfung. Die theoretischen Betrachtungen zur Behandlung linearer inverser Probleme werden auf zwei Beispiele angewendet. Das erste ist die Magnetkardiographie, wo die Optimierung magnetischer Sensoren in einem westenähnlichen Sensorfeld untersucht wird. Für die Messungen der magnetischen Flussdichte werden üblicherweise monoaxiale Sensoren in einem Feld perfekt parallel angeordnet. Eine zufällige Variation ihrer Ausrichtungen kann die Kondition des entsprechenden linearen inversen Problems verbessern. Eine theoretische Definition des Falls, in dem zufällige Variationen monoaxialer Sensoren den Zustand der Kernmatrix mit einer Wahrscheinlichkeit gleich Eins verbessern wird ebenfalls in der Dissertation vorgestellt. Diese theoretische Beobachtung ist allgemein gültig. Positionen und Orientierungen der Magnetsensoren rund um den Oberkörper wurden mit drei aus der Literatur bekannten Bewertungsmaßen und einem neu in dieser Arbeit vorgeschlagenen Maß optimiert. Die besten Ergebnisse ergeben sich bei einer unregelmäßigen Verteilung der Sensoren auf der Oberfläche des Brustkorbes. Im Vergleich zu früheren Untersuchungsergebnissen kann daraus geschlussfolgert werden, dass mit geringfügig abweichenden Sensoranordnungen ebenso gute Ergebnisse erzielt werden können. Ein zweites Anwendungsbeispiel ist ein Verfahren der zerstörungsfreien Materialprüfung, das auch als Lorentzkraft-Wirbelstromprüfung bekannt geworden ist. In dieser Arbeit wird eine neue Methode für die kontaktlose, zerstörungsfreie Untersuchung leitfähiger Materialien vorgestellt. Dabei wird die Lorentzkraft gemessen, die auf einen Dauermagneten wirkt, der relativ zu einem Testkörper bewegt. Es wird eine neue Approximationsmethode für die Berechnung der magnetischen Felder und der Lorentzkräfte vorgeschlagen
Generalized spectral decomposition approach to a stochastic finite integration technique electrokinetic formulation by Luca Di Rienzo( Visual )

2 editions published in 2014 in English and held by 2 WorldCat member libraries worldwide

In order to efficiently solve a stochastic finite integration technique-based electrokinetic formulation, a recently proposed generalized spectral decomposition approach is applied. Compared to a classical polynomial chaos expansion, the proposed approach dramatically reduces the computational burden. The results are validated by comparison with those obtained with high-order polynomial chaos expansion, which is taken as the reference solution
Nonlinear impedance boundary condition for 2D BEM( )

1 edition published in 2018 in English and held by 1 WorldCat member library worldwide

Abstract : Purpose: The purpose of this paper is the derivation and efficient implementation of surface impedance boundary conditions (SIBCs) for nonlinear magnetic conductors. Design/methodology/approach: An approach based on perturbation theory is proposed, which expands to nonlinear problems the methods already developed by the authors for linear problems. Differently from the linear case, for which the analytical solution of the diffusion equation in the semi-infinite space for the magnetic field is available, in the nonlinear case the corresponding nonlinear diffusion equation must be solved numerically. To this aim, a suitable smooth map is defined to reduce the semi-infinite computational domain to a finite one; then the diffusion equation is solved by a Galerkin method relying on basis functions constructed via the push-forward of a Lagrangian polynomial basis whose degrees of freedom are collocated at Gauss-Lobatto nodes. The use of such basis in connection with a suitable under-integration naturally leads to mass-lumping without impacting the order of the method. The solution of the diffusion equation is coupled with a boundary element method formulation for the case of parallel magnetic conductors in terms of E and B fields. Findings: The results are validated by comparison with full nonlinear finite element method simulations showing very good accordance at a much lower computational cost. Research limitations/implications: Limitations of the method are those arising from perturbation theory: the introduced small parameter must be much less than one. This implies that the penetration depth of the magnetic field into the magnetic and conductive media must be much smaller than the characteristic size of the conductor. Originality/value: The efficient implementation of a nonlinear SIBC based on a perturbation approach is proposed for an electric and magnetic field formulation of the two-dimensional problem of current driven parallel solid conductors
 
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Rienzo, Luca Di

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