Národní úložiště šedé literatury

Detekce hran v obraze pomocí konvexní optimalizace
Novosadová, Michaela; Róka, Rastislav; Dostál, Otto; Rajmic, Pavel
2023 - English Detekce hran v obraze je jednou z nejdůležitějších technik v oblasti digitálního zpracování obrazu. Bývá používána, mimo jiné, jako první krok segmentace obrazu. I proto stále zůstává v oblasti zájmu vědců, kteří se snaží vyvíjet stále lepší detekční přístupy. Hlavním cílem této práce je nalezení vhodné metody detekce hran v obraze pomocí konvexní optimalizace. Navržená metoda je založená na řídkém modelování, a její hlavní část je formulována jako konvexní optimalizační problém, který je řešen pomocí proximálních algoritmů. Pro definici optimalizačního problému se předpokládá, že signál může být modelován jako přeparametrizovaný po částech polynomiální signál, který se skládá z disjunktních segmentů. Počet těchto segmentů je výrazně menší než je počet vzorků signálu, což vybízí k použití řídkosti. Návrh vhodného optimalizačního problému nejdříve probíhá na jednorozměrných signálech, jelikož implementace a porovnání jednotlivých algoritmů je pro jednorozměrné signály výrazně jednodušší a časově méně náročná, než pro dvojrozměrné. První část práce se věnuje představení základní teorie z oblasti zpracování signálu, řídkosti, konvexní optimalizace a proximálních algoritmů, a dále prezentuje průřez používanými metodami pro hranovou detekci v obraze. Druhá část práce se zaměřuje na návrh a následné vyhodnocení jednotlivých optimalizačních problémů pro segmentaci jednorozměrných syntetických signálů, které jsou poškozeny šumem. Vyhodnocení je provedeno jak z pohledu přesnosti detekce skoků tak i odšumění. Poslední část práce je věnována rozšíření nejlépe fungujícího přístupu k detekci skoků v jednorozměrném signálu pro použití na detekci hran v obraze. V této části je navržený přístup testován na standardizovaném datasetu obrázků, který obsahuje manuálně označené hrany od několika subjektů. Výsledky navržené metody jsou vyhodnoceny pomocí precision-recall křivek a jejich maximálního F skóre a následně porovnány s ostatními metodami hranové detekce. Image edge detection is one of the most important techniques in digital image processing. It is used, among other things, as the first step of image segmentation. Therefore, it remains an area of interest for researchers trying to develop ever-better detection approaches. The main objective of this Thesis is to find a suitable method for image edge detection using convex optimisation. The proposed method is based on sparse modelling, and its main part is formulated as a convex optimisation problem solved by proximal algorithms. For defining the optimisation problem, it is assumed that the signal can be modelled as an over-parametrised, piecewise-polynomial signal that consists of disjoint segments. The number of these segments is significantly smaller than the number of signal samples, which encourages the use of sparsity. The formulation of a suitable optimisation problem is first performed on one-dimensional signals since the implementation and comparison of the different algorithms is significantly easier and less time-consuming for one-dimensional signals than two-dimensional ones. The first part of the Thesis introduces the basic theory in signal processing, sparsity, convex optimisation and proximal algorithms. It also presents a cross-section of the methods used for image edge detection. The second part of the Thesis focuses on the formulation and the subsequent evaluation of individual optimisation problems for the segmentation of one-dimensional synthetic signals corrupted by noise. The evaluation is conducted in terms of both denoising and breakpoint detection accuracy. The last part of the Thesis is dedicated to expanding the best-performing approach for breakpoint detection in one-dimensional signals for the application to image edge detection. The proposed approach is tested on a standardised dataset of images containing manually labelled edges of several subjects. The results of the proposed method are evaluated using precision-recall curves and their maximum F-measure score, and then compared with other edge detection methods. Keywords: Signal segmentation; image edge detection; convex optimisation; proximal splitting algorithm; proximal operator; sparsity; total variation; gradient; Segmentace signálů; detekce hran v obraze; konvexní optimalizace; proximální algoritmy; proximální operátory; řídkost; totální variace; gradient Available in a digital repository NRGL Detekce hran v obraze pomocí konvexní optimalizace

Detekce hran v obraze je jednou z nejdůležitějších technik v oblasti digitálního zpracování obrazu. Bývá používána, mimo jiné, jako první krok segmentace obrazu. I proto stále zůstává v oblasti zájmu ...

Novosadová, Michaela; Róka, Rastislav; Dostál, Otto; Rajmic, Pavel
Vysoké učení technické v Brně, 2023

Bariérové vrstvy na bázi polyparaxylylenu pro aplikace v kosmickém výzkumu
Horák, Jakub; Zahoranová, Anna; Mráček, Aleš; Krčma, František
2023 - Czech Titan, měsíc planety Saturn, je pro mnoho výzkumníků zajímavý pro svou hustou atmosféru, která je stejně jako jeho povrch složena převážně z dusíku (95 %) a metanu (5 %) se zastoupením různých uhlovodíků, a také protože díky podmínkám, které na Titanu panují, je považován za model Země v době před vznikem života. Aby bylo možné sledovat procesy, které probíhají na různých vesmírných tělesech, je třeba k nim úspěšně dopravit výzkumnou sondu a důkladně ochraňovat elektroniku, na kterou po dobu vzletu, letu a přistání působí mnohé nepříznivé vlivy jako tepelné výkyvy, různé záření či atmosféra vesmírného tělesa, jíž může být elektronika vystavena, dojde-li k narušení integrity pláště sondy (například u přistávacích modulů). Parylenové vrstvy se již ve vesmírném výzkumu využívají a cílem této práce je hlubší pochopení změn jejich mechanických, chemických a fyzikálních vlastností po jejich vystavení simulované atmosféře Titanu a UV záření. Byly připraveny dvě tloušťkové sady parylenových vrstev (2 a 6µm), které byly následně vystaveny působení vlivu simulované atmosféry se zastoupením metanu v plynné směsi 1, 3 a 5 % – za laboratorní a snížené teploty (chlazení pomocí kapalného dusíku). V každé sadě byly vždy vzorky duplikovány díky čemuž jsme získali dvě sady vzorků – na první působily pouze podmínky použité při simulaci atmosférických dějů na Titanu (reakční produkty a použitý výboj) a druhou sadu, která byla navíc následně degradována pomocí UV záření (možný vliv fotonů z okolí Titanu). Změny, které na vrstvách proběhly, byly charakterizovány pomocí FTIR a dalších analytických metod. Ukazuje se, že už při vystavení podmínkám simulované atmosféry dochází pro většinu vzorků vystaveným směsi s největším zastoupením metanu k fotooxidaci. Ta u některých vzorků vedla ke snížení pozdějšího vlivu použitého UV záření a jde patrně o důsledek zesíťování dané vrstvy parylenu. Pomocí AFM bylo potvrzeno, že reakce probíhající na vrstvách při simulaci atmosféry zvyšují jejich drsnost, a že po vystavení UV záření dochází u vrstev vystavených atmosféře Titanu za laboratorní i snížené teploty k silné degradaci povrchu. To se potvrdilo i při nanoindentaci, kde vrstvy bez vlivu sekundárního UV záření nevykazovaly zvýšení tvrdosti či pružnosti, zatímco po ozáření UV byly hodnoty téměř dvojnásobné a také jejich nejistoty se významně zvýšily. Silný degradační vliv použitého UV záření byl pozorován i pomocí SEM – tyto vzorky bylo téměř nemožné dobře změřit kvůli silnému nabíjení a in-situ viditelné deformaci použitým elektronovým svazkem. Součástí práce byla i příprava nanočástic stříbra a mědi pro jejich pozdější cílené zabudování do parylenových vrstev. K přípravě nanočástic bylo využito výboje v kapalinách. Zatímco nanočástice stříbra byly kovové a sférického tvaru, u částic na bázi mědi byla pozorována jehlicovitá struktura a výrazná aglomerace. Povrch měděných částic nebyl kovový, ale byl tvořen oxidy a hydroxidy. Přímou aplikaci nanočástic do vrstev se nepodařilo realizovat. Titan, a moon of the planet Saturn, is interesting to many researchers for its thick atmosphere, which, like its surface, is composed mainly of nitrogen (95%) and methane (5%) with various hydrocarbons, and thanks to the conditions that prevail on Titan, it is considered to be a model of Earth in the time before the origin of life. In order to be able to monitor the processes that take place on various space bodies, it is necessary to successfully transfer a space probe to them and thoroughly protect the electronics, which is affected by many adverse effects during takeoff, flight and landing, like thermal fluctuations, various radiation or the atmosphere of the space body to which the electronics may be exposed if the integrity of the probe shell is compromised (for example, in the case of landing modules). Parylene layers are already used in space research, and the aim of this work is a deeper understanding of the changes of their mechanical, chemical and physical properties after their exposure to the simulated atmosphere of Titan and UV radiation. Two thickness sets of parylene layers (2 and 6 µm) were prepared, which were subsequently exposed to the influence of a simulated atmosphere with a methane content of 1, 3 and 5% – at laboratory and reduced temperatures (cooling with liquid nitrogen). In each set, the samples were always duplicated, thanks to which we obtained two sets of samples – the first was affected only by the conditions used in the simulation of atmospheric events on Titan (reaction products and the used discharge) and the second set, which was additionally degraded using UV radiation (possible influence of photons). The effect of such treatments was characterized using FTIR and other analytical methods. It turns out that even when exposed to the conditions of the simulated atmosphere, photooxidation occurs for most of the samples exposed to the mixture with the highest methane content. For some samples, this led to a reduction of a subsequent effect of applied UV radiation, which is probably the result of the parylene layer cross-linking. AFM confirmed that the reactions taking place on the layers during the simulation of the atmosphere increase their roughness, and that after exposure to UV radiation, the layers exposed to Titan's atmosphere at laboratory and reduced temperatures exhibit strong surface degradation. This was also confirmed during nanoindentation, where the layers without the influence of secondary UV radiation did not show an increase in hardness or elastic modulus, while after UV irradiation the values were almost doubled, and their uncertainties also increased significantly. The strong degradation effect of the applied UV radiation was observed by SEM as well – these samples were almost impossible to measure due to the strong charging and visible in-situ deformation by the used electron beam. The work also included the synthesis of silver and copper nanoparticles for their later targeted incorporation into parylene layers. Nanoparticles were prepared by using electrical discharge in liquids. While the silver nanoparticles were metallic and spherical in shape, a nanowhiskers structure and significant agglomeration were observed for the copper-based particles; their surface was not metallic but formed of oxides/hydroxides. The direct application of nanoparticles into the parylene layers could not be implemented, yet. Keywords: Tenká vrstva; konformní vrstva; parylen; CVD; Titan; AFM; SEM; PTR-MS; nanočástice; Thin layer; conformal coating; parylene; CVD; Titan; AFM; SEM; PTR-MS; nanoparticles Available in a digital repository NRGL Bariérové vrstvy na bázi polyparaxylylenu pro aplikace v kosmickém výzkumu

Titan, měsíc planety Saturn, je pro mnoho výzkumníků zajímavý pro svou hustou atmosféru, která je stejně jako jeho povrch složena převážně z dusíku (95 %) a metanu (5 %) se zastoupením různých ...

Horák, Jakub; Zahoranová, Anna; Mráček, Aleš; Krčma, František
Vysoké učení technické v Brně, 2023

Vliv vývoje parametrů nabídky na prodejní cenu nemovitostí
Jandásková, Tereza; Schneiderová Heralová, Renáta; Sedláček, Jan; Cupal, Martin
2023 - Czech Disertační práce se zabývá vývojem parametrů nabídky, konkrétně dobou trvání nabídky (time on market „TOM“) a podílu iniciační nabídkové a prodejní ceny IP. Ve výzkumu realizovaném v rámci této práce jsou monitorovány nabídkové ceny rodinných domů po dobu trvání jejich nabídky až do realizace transakce jako indikátorů efektivnosti realitního trhu. V rámci mikroekonomického výzkumu je vytvořena databáze rodinných domů v okrese Brno – venkov o 631 realizovaných transakcích, kde ke konkrétní nemovité věci je známa její nabídková cena, prodejní cena, doba trvání nabídky včetně jednotlivých změn nabídkové ceny během doby trvání nabídky a další relevantní charakteristiky rodinných domů. V celkovém počtu bylo sledováno 39 proměnných. Primárním výstupem práce je vytvoření fungujícího statistického modelu použitelného v mikroekonomických tuzemských podmínkách spolu s navržením procesního modelu. Dalším výstupem dizertační práce je vliv stavebně technického stavu na prodejní cenu nemovitostí včetně definování všech statisticky významných cenotvorných faktorů na prodejní cenu. Statistické testy potvrdily významný vliv proměnných v oblasti stavebně technického stavu na prodejní cenu. Práce obsahuje kromě doporučených hodnot pro využití při určení tržní hodnoty i parametrické rovnice pro obě zkoumané proměnné. První hlouběji zkoumanou proměnnou byla IP, která byla zkoumána na základě binární proměnné „změna ceny“ logit modelem. Výsledky poukazují na primární vliv doby trvání nabídky, která však nemá jednotný efekt. Druhou zkoumanou proměnnou byl TOM, který byl kvůli endogennímu vztahu k prodejní ceně zkoumán pomocí 2SLS modelu. Praktické uplatnění disertační práce je ve zvýšení efektivity a přesnosti při odhadu tržní hodnoty nemovitostí založeném na komparativním způsobu ocenění (SCA – Sales Comparison Approach) ve zkoumaném segmentu trhu a vybrané lokalitě. Stejně tak zvýšení jejich přezkoumatelnosti a transparentnosti, oceňovacích reportů, odhadů a znalecký posudků. The dissertation thesis deals with the development of supply parameters, specifically, time on market ("TOM") and the share of the initial asking and selling price IP. In the research carried out as part of this thesis, the asking prices are monitored for the duration of their time on the market until the realization of the transaction as indicators of the market efficiency. As part of the microeconomic research, a database of houses in the district of Brno – venkov is created with 631 completed transactions, where the asking price, selling price, time on market including individual changes in the asking price during the time on market and other relevant characteristics of the individual houses is being tracked. A total of 39 variables were monitored. The primary output of the thesis is the creation of a functional statistical model applicable in microeconomic Czech conditions together with the proposed process model. Another output of the dissertation thesis is the influence of the technical condition on the selling price of houses including defining all significant price-setting factors on the selling price. Statistical tests confirmed the significant influence of the technical condition variables on the selling price. In addition to the recommended values for use in determining the market value price, the work also contains parametric equations for both investigated variables. The first variable examined in more detail was IP, which was examined based on the binary variable "price change" by a logit model. The results point to a primary effect of the time on the market, which, however, is not uniform. The second research variable was TOM, which was examined using a 2SLS model due to its endogenous relationship to selling price. The practical application of the dissertation thesis is in increasing the efficiency and accuracy in estimating the market value of real estate based on the comparative valuation method (SCA - Sales Comparison Approach) in the investigated market segment and selected location. As well as increasing their reviewability and transparency, valuation reports, estimates and expert opinions. Keywords: Doba trvání nabídky (TOM); IP; prodejní cena; iniciační nabídková cena; rodinný dům; cenotvorné faktory; stavebně technický stav; logit model; 2SLS.; Time on market; IP; selling price; asking price; price-setting factors; houses; technical condition; logit model; 2SLS. Available in a digital repository NRGL Vliv vývoje parametrů nabídky na prodejní cenu nemovitostí

Disertační práce se zabývá vývojem parametrů nabídky, konkrétně dobou trvání nabídky (time on market „TOM“) a podílu iniciační nabídkové a prodejní ceny IP. Ve výzkumu realizovaném v rámci této práce ...

Jandásková, Tereza; Schneiderová Heralová, Renáta; Sedláček, Jan; Cupal, Martin
Vysoké učení technické v Brně, 2023

Fatigue Crack Growth Retardation Techniques for the Integral Airframe Structure
Jetela, Václav; Růžička, Milan; Petrásek, Miloslav; Klement, Josef
2023 - English Při zavádění integrální letecké konstrukce vyvstal problém s rychlým růstem únavové trhliny v této konstrukci. Jednou z možností, jak zpomalit růst trhliny a zvýšit životnost konstrukce, je aplikace tzv. zastavovače trhliny. Tato disertační práce porovnává aditivně vyráběné a lepené zastavovače trhlin z hlediska životnosti, rychlosti šíření trhliny a delaminace. V případě lepených zastavovačů trhlin; doposud nebyla věnována pozornost zastavovačům z nerezové oceli. Nerezová ocel se jeví jako vhodný kandidát z důvodu koeficientu tepelné roztažnosti blízkého hliníkové slitině, vysoké tahové pevnosti a vysokého modulu pružnosti v tahu. S ohledem na aditivně vyráběné zastavovače trhlin, žádná pozornost nebyla věnována zastavovačům trhlin z materiálů odlišných od podkladové konstrukce. Za účelem doplnění současného stavu poznání byly vybrány tyto aditivní technologie: studená kinetizace a ultrazvuková konsolidace. Metodou studené kinetizace byly deponovány zastavovače z nerezové oceli a titanové slitiny. Metodou ultrazvukové konsolidace byly navařeny zastavovače z nerezové oceli. V experimentální části práce byl pozorován růst únavové trhliny v podkladové konstrukci. Delaminace zastavovače byla monitorována metodou pulzní termografie s následnou rekonstrukcí termografického signálu. Lepené zastavovače trhlin z nerezové oceli se prokázaly jako vhodná alternativa k zastavovačům s uhlíkovými vlákny. Nerezové zastavovače výrazně snížily rychlost šíření únavové trhliny, čímž značně prodloužily životnost vzorku. Bohužel, všechny zastavovače připravené metodou studené kinetizace urychlily růst únavové trhliny, čímž došlo k předčasnému selhání vzorku. Ultrazvukově konsolidované zastavovače s dvěma vrstvami oceli byly nejefektivnější z hlediska zvýšení životnosti. Tato práce navíc prokázala, že pro detekci delaminace v ultrazvukově konsolidovaném laminátu je možné použít metodu pulzní termografie. A problem with fast crack propagation arose from utilizing integral airframe structure. One of the techniques to slow down crack propagation and prolong the fatigue life is the application of crack retarder. The aim of this thesis is to compare the performance of additively manufactured crack retarders with bonded ones in terms of the fatigue life, crack growth rate and delamination. In case of the bonded crack retarders; no attention has been paid to the crack retarders made of stainless steel. The stainless steel appears to be a suitable candidate for its coefficient of thermal expansion close to the aluminum, high strength and elastic modulus. Regarding the additively manufactured crack retarders, little or no attention has been paid to the crack retarders made of metals different than the base structure. To address this research gap, two distinctive technologies were selected: cold spray and ultrasonic consolidation. Using the cold spray, the titanium and stainless steel crack retarders were deposited. Using the ultrasonic consolidation, the stainless steel crack retarders were welded. In the experimental work, the crack advance was visually observed. The crack retarder delamination was monitored using the pulsed thermography with subsequent Thermographic Signal Reconstruction. Bonded stainless steel crack retarders proved to be an suitable alternative to the already proven carbon fibre crack retarders. Stainless steel retarders significantly lowered the fatigue crack growth rate which resulted in longer fatigue life. However, all cold sprayed crack retarders accelerated crack growth rate and led to the specimen's premature failure. Ultrasonically consolidated crack retarder with two steel layers was the most effective in the life prolongation. The study also proved, that the delamination in the ultrasonically consolidated metal laminates can be detected using pulsed thermography. Keywords: Selective reinforcement; Bonded Crack Retarder; Cold Spray; Ultrasonic Consolidation; Crack growth; Damage Tolerance; Thermography; Delamination.; Lokální vyztužení; Lepený zastavovač trhliny; Cold spray; Ultrazvuková konsolidace; Růst trhliny; Přípustné poškození; Termografie; Delaminace. Available in a digital repository NRGL Fatigue Crack Growth Retardation Techniques for the Integral Airframe Structure

Při zavádění integrální letecké konstrukce vyvstal problém s rychlým růstem únavové trhliny v této konstrukci. Jednou z možností, jak zpomalit růst trhliny a zvýšit životnost konstrukce, je aplikace ...

Jetela, Václav; Růžička, Milan; Petrásek, Miloslav; Klement, Josef
Vysoké učení technické v Brně, 2023

Šíření únavových trhlin při kombinovaném namáhání ve vybraných polymerních a kovových materiálech
Slávik, Ondrej; Klusák, Jan; Padovec,, Zdeněk; Náhlík, Luboš
2023 - Slovak Únava materiálu hrá kľúčovú rolu v rámci životnosti mnohých priemyselných súčastí. Štúdium únavového chovania materiálov prebieha už od minulého storočia. Do veľkej miery je však kladený dôraz na štúdium únavového šírenia trhlín pri jednoosom namáhaní, respektíve pri šírení únavových trhlín v tzv. otváracom móde. V praxi sa však často vyskytujú aj multiaxiálne namáhané súčasti, u ktorých sa v niektorých prípadoch môžu vyskytovať trhliny, šíriace sa za podmienok zmiešaného módu zaťaženia. O týchto problematikách nie je v súčasnosti dostatok poznatkov. Predložená dizertačná práca sa tak zameriava na niektoré aspekty šírenia únavových trhlín pri kombinovanom namáhaní. Cieľom je zamerať sa na nájdenie vhodných experimentálnych telies pre štúdium zvolenej problematiky a s ich pomocou získať potrebné experimentálne dáta. Získané výsledky boli použité pre zjednodušenie stanovenia zvyškovej únavovej životnosti súčastí vyrobených z polymérnych a kovových materiálov. V práci je tiež upozornené na odlišnosti v únavovom porušovaní polymérnych a kovových materiálov zaťažených kombináciou ťahového a šmykového namáhania. Získané výsledky prispievajú k pochopeniu procesov únavového porušovania súčastí zaťažovaných kombinovaným namáhaním. Preto je uvedená dizertačná práca zameraná na štúdium únavového chovania kovových a polymérnych materiálov pri multiaxiálnom namáhaní. Material fatigue plays key role in terms of lifetimes of many service parts. Study of fatigue behavior of materials is ongoing from the previous century. To a large degree, the focus is put on studies of fatigue crack growth under uniaxial loading, or the so-called opening mode crack growth. However, in practice there are multiple cases of multiaxially loaded service parts, in which cracks loaded under mixed-mode loading conditions may be present. There is currently not enough knowledge with regards to this topic. This thesis is focused on some of the aspects of fatigue crack growth under combined loading. The aim is to find appropriate experimental specimens for studies regarding these issues and with their help to acquire necessary experimental data. Obtained results were used for simplification of residual fatigue lifetime estimation of parts made of polymer and metal materials. In the thesis it is also noticed about the differences in fatigue fractures between polymer and metal materials loaded by combination of tension and shear loading. These results contribute to better understanding of the processes of fatigue fractures of parts loaded by combined loading. Therefore, the submitted thesis is focused on the studies of fatigue behavior of metal and polymer materials under multiaxial loading. Keywords: fatigue; residual fatigue lifetime; fatigue crack growth; multiaxial loading; mixed-mode loading; numerical simulations; FEM; linear-elastic fracture mechanics; elastic-plastic fracture mechanics Available in a digital repository NRGL Šíření únavových trhlin při kombinovaném namáhání ve vybraných polymerních a kovových materiálech

Únava materiálu hrá kľúčovú rolu v rámci životnosti mnohých priemyselných súčastí. Štúdium únavového chovania materiálov prebieha už od minulého storočia. Do veľkej miery je však kladený dôraz na ...

Slávik, Ondrej; Klusák, Jan; Padovec,, Zdeněk; Náhlík, Luboš
Vysoké učení technické v Brně, 2023

Vliv zbytkové vody a dalších významných faktorů na intenzitu chlazení při tepelném zpracování oceli
Resl, Ondřej; Macháčková,, Adéla; Hajduk, Daniel; Pohanka, Michal
2023 - Czech Na celém světe se každoročně vyrobí sta miliony tun surové oceli, která se dále zpracovává především válcováním za tepla. Aby koncové produkty dosahovaly požadovaných mechanických a fyzikálních vlastností, je nutné řídit proces chlazení během tepelného zpracování. Chlazení je ovlivněno mnoha faktory a optimální nastavení intenzity chlazení je tudíž velmi komplikované. Pro správné nastavení chlazení je zásadní znalost vlivu jednotlivých faktorů. Tato práce se zabývá studiem vlivu kvality povrchu (drsnost povrchu, přítomnost oxidů) na intenzitu chlazení a problematikou zbytkové vody. Pojmem zbytková voda se rozumí tenká vodní vrstva, která po ostřiku zůstává na ochlazovaném povrchu. V rámci práce je experimentálně zkoumán vliv drsnosti a přítomnosti oxidů na chlazení pohyblivých ocelových povrchů při použití různých typů ostřiků. K posouzení vlivu těchto parametrů je chlazení zkoumáno na třech typech povrchů (válcovaný, broušený, zoxidovaný) a výsledky jsou následně analyzovány. Experimentálně je také zkoumán vliv zbytkové vody na chlazení. I v tomto případě jsou použity různé typy ostřiků a povrchů. Hundreds of milions tons of crude steel are produced worldwide every year. The crude steel is further processed mainly by hot rolling. It is necesary to control cooling process during heat treatment to achieve the required mechanical and physical properties of final products. Cooling is influenced by many parameters and that is the reason why optimal cooling intensity setting is very complicated. Knowledge of the influence of individual factors is crucial for proper cooling. This work deals with the study of the influence of surface quality (surface roughness, presence of oxides) on cooling intensity and the issue of remaining water. The term remaining water means thin water layer that remains on the cooled surface after cooling. As part of the work the influence of surface roughness and oxide presence on cooling of the moving steel surfaces is experimentally investigated using different types of water cooling. To assess the impact of these parameters, cooling is investigated on three different types of surfaces (rolled, grinded, oxidized) and the results are analysed. The influence of the remaining water on cooling is also experimentally investigated. Again, the different types of water cooling and surfaces are used. Keywords: Tepelné zpracování oceli; zbytková voda; sprchové chlazení; laminární chlazení; drsnost povrchu; oxidy; součinitel přestupu tepla; hustota tepelného toku; Heat treatment of steel; remaining water; spray cooling; laminar cooling; surface roughness; oxides; heat transfer coefficient; heat flux density Available in a digital repository NRGL Vliv zbytkové vody a dalších významných faktorů na intenzitu chlazení při tepelném zpracování oceli

Na celém světe se každoročně vyrobí sta miliony tun surové oceli, která se dále zpracovává především válcováním za tepla. Aby koncové produkty dosahovaly požadovaných mechanických a fyzikálních ...

Resl, Ondřej; Macháčková,, Adéla; Hajduk, Daniel; Pohanka, Michal
Vysoké učení technické v Brně, 2023

Hybrid Method for Modelling and State Estimation of Dynamic Systems
Brablc, Martin; Blaha, Petr; Bugeja, Marvin; Grepl, Robert
2023 - English Tato Disertační práce se zabývá vývojem nové hybridní metody pro současné odha- dování stavů a parametrů nelineárních dynamických systémů, založené na myšlence lokálních lineárních modelů, která využívá odhad nejistoty parametrů modelu pro automatické nastavení některých parametrů Kalmanova filtru (KF), čímž se výrazně zjednodušuje její nasazení a nastavení v praktických aplikacích. V první části se disertační práce věnuje shrnutí aktuálního stavu poznání v oblasti dynamických systémů, simultánní estimace, KF a modelování nelineárních dynamických systémů. Následně se ve dvou samostatných kapitolách věnuje modifikaci KF pro situace, kde dominantním vlivem způsobujícím procesní šum jsou nepřesné parametry modelu, a dále modifikaci metody Receptive field weighted regression (RFWR) tak, aby mohla být použita pro duální estimaci. Nakonec práce popisuje vyvinutou hybridní metodu složenou z modifikovaných algoritmů RFWR a KF nazvanou Receptive field dual estimation - (RFDE) a demonstruje její funkčnost na simulačních i reálných datech. This Doctoral thesis deals with the development of a new hybrid method for the dual estimation of states and parameters of nonlinear dynamic systems based on the idea of local linear models, which uses the estimation of the uncertainty of the model parameters to automatically adjust the parameters of the Kalman filter (KF), thus greatly simplifying its deployment and adjustment in practical applications. In the first part, the dissertation summarises the current state of knowledge in the field of dynamic systems, simultaneous estimation, KF and modelling of nonlinear dynamic systems. Then, in two separate chapters, it discusses the modification of KF for situations where inaccurate model parameters are the dominant influence causing process noise, and the modification of the Receptive field weighted regression (RFWR) method so that it can be used for dual estimation. Finally, the paper describes the developed hybrid method composed of modified RFWR and KF algorithms called Receptive field dual estimation - (RFDE) and demonstrates its performance on simulation and real data. Keywords: Dynamic systems; Modelling and simulation; Control theory; Continuous time systems; Discrete time systems; Approximation methods; Local linear models; Local linear regression; Receptive fields; Weighted regression; MATLAB; Parameter estimation; State estimation; Kalman filter; Process noise; Gaussian Noise Covariance; Simultaneous estimation; Joint estimation; Dual estimation; Recursive least squares; Dynamické systémy; Modelování a simulace; Teorie řízení; Systémy se spojitým časem; Systémy s diskrétním časem; Aproximační metody; Lokální lineární modely; Lokální lineární regrese; Receptivní pole; Vážená regrese; MATLAB; Odhadování patametrů; Odhadování stavů; Kalmanův filtr; Procesní šum; Kovariance Gaussovs- kého šumu; Silmultánní estimace; Sloučená estimace; Duální estimace; Rekursivní metoda nejmenších čtverců Available in a digital repository NRGL Hybrid Method for Modelling and State Estimation of Dynamic Systems

Tato Disertační práce se zabývá vývojem nové hybridní metody pro současné odha- dování stavů a parametrů nelineárních dynamických systémů, založené na myšlence lokálních lineárních modelů, která ...

Brablc, Martin; Blaha, Petr; Bugeja, Marvin; Grepl, Robert
Vysoké učení technické v Brně, 2023

Návrh modelu kráčejícího autonomního mechanismu a jeho simulace pohybu v obtížném terénu
Szabari, Mikuláš; Jánoš,, Rudolf; Bobovský,, Zdenko; Knoflíček, Radek
2023 - Slovak Dizertačná práca sa zaoberá návrhom autonómneho kráčajúceho mechanizmu a jeho simuláciou v ťažkom teréne. Prvá časť práce sa venuje súčasnému stavu, ktorý rozoberá stavbu a krokové cykly kráčajúcich mechanizmov a tiež rezistentný terén. Navažujúca druhá časť kritický hodnotí súčasný stav a definuje riešený problém. Tretia časť stanovuje konkrétne ciele a vytvára postup práce. Nasleduje riešenie práce, začínajúce štvrtou časťou, ktorá realizuje morfologickú analýzu stavby kráčajúceho mechanizmu a analyzuje rezistentný terén, v ktorom sa mechanizmus pohybuje. Piata časť je venovaná tvorbe modelov kráčajúcich mechanizmov, ich prvotnému testu a voľbe konkrétnej stavby kráčajúceho mechanizmu pre rezistentný terén. Nadväzujúca šiesta časť simuluje pohyb kráčajúceho mechanizmu a rieši jeho optimalizáciu. Simuláciu potvrdzuje prevedený experiment v siedmej časti. Koniec práci je venovaný prínosom, diskusii o výsledkoch a záveru. The first part of the work is devoted to the current state, which discusses the design and step cycles of legged mechanisms and also the resistant terrain. The following second part critically evaluates the current state and defines the solved problem. The third part sets specific goals and creates a work procedure. The solution of the work follows by fourth part, which realizes the morphological analysis of the structure of the legged mechanism and the analysis of the resistant terrain in which the mechanism moves. The fifth part is devoted to the creation of models of legged mechanisms, its initial test and the choice of a specific construction of a legged mechanism for resistant terrain. The following sixth part simulates the movement of the legged mechanism and deals with its optimization. The simulation is confirmed by the experiment performed in the seventh part. The end of the work is devoted to contributions, discussion of results and conclusion. Keywords: walking robot; mobile robot; legged robot; autonomous robot; walking gait; design of walking robot; bipedal robot; four-legged robot; hexapod robot; simulation of walking robot; terrain; resistive terrain; morphologic analysis of legged robot Available in a digital repository NRGL Návrh modelu kráčejícího autonomního mechanismu a jeho simulace pohybu v obtížném terénu

Dizertačná práca sa zaoberá návrhom autonómneho kráčajúceho mechanizmu a jeho simuláciou v ťažkom teréne. Prvá časť práce sa venuje súčasnému stavu, ktorý rozoberá stavbu a krokové cykly kráčajúcich ...

Szabari, Mikuláš; Jánoš,, Rudolf; Bobovský,, Zdenko; Knoflíček, Radek
Vysoké učení technické v Brně, 2023

Statika, dynamika a kinematika kontaktů těles
Štekbauer, Hynek; Kala, Jiří; Krejsa, Martin; Němec, Ivan
2023 - Czech Disertační práce se věnuje problematice dynamického kontaktu a kinematických vazeb mezi různými entitami a s ní spojenou implementací pro statickou a dynamickou konečnoprvkovou analýzu. Důvodem vývoje v této oblasti jsou vzrůstající nároky na funkcionalitu MKP systémů a rovněž přesnost a rychlost výpočetních modelů. V práci je nejprve řešena problematika vynucení kontaktních podmínek v explicitní dynamice. Jsou navrženy nové metody s ohledem na stabilitu explicitního časového integračního schématu tak, aby nebyla potřeba zmenšovat výpočetní časový krok, ladit vstupní veličiny či řešit rozsáhlý systém rovnic. Přístupy vychází buď ze základních kinematických principů, nebo ze zákona zachování mechanické energie. Dále je pozornost věnována různým typům vazbových podmínek mající široké využití ve stavební praxi. Jejich porozumění je výchozím bodem pro následnou definici nově navrženého konečného elementu kladky. Správnost všech teoreticky navržených metod a jejich implementace je demonstrována na numerických příkladech. The dissertation deals with the problem of dynamic contact and kinematic constraints between various entities and the related issues of its implementation for static and dynamic finite element analysis. The reason for the development in this area is the increasing demands on functionality of FEM softwares and also accuracy and performance of computational models. Firstly, the problem of enforcing contact conditions in explicit dynamics is addressed. New methods are proposed with respect to the stability of the explicit time integration scheme so that there is no need to reduce the computational time step, adjust the input variables or solve a large system of equations. These methods are based either on basic kinematic principles or on the energy conservation law. Furthermore, attention is paid to different types of constraint conditions having a wide application in civil engineering practice. Understanding them is the starting point for the subsequent definition of the newly designed finite element of the pulley. The correctness of all theoretically proposed methods and their implementation is demonstrated by numerical examples. Keywords: Kontakt; metoda konečných prvků; explicitní dynamika; kladkový element; kontaktní vazby; penaltová metoda; metoda Lagrangeových multiplikátorů.; Contact; finite element method; explicit dynamics; pulley element; contact constraints; penalty method; method of Lagrange Multipliers. Available in a digital repository NRGL Statika, dynamika a kinematika kontaktů těles

Disertační práce se věnuje problematice dynamického kontaktu a kinematických vazeb mezi různými entitami a s ní spojenou implementací pro statickou a dynamickou konečnoprvkovou analýzu. Důvodem vývoje ...

Štekbauer, Hynek; Kala, Jiří; Krejsa, Martin; Němec, Ivan
Vysoké učení technické v Brně, 2023

Preparation and characterization of natural extracts with antimicrobial effect
Vysoká, Marie; Obruča, Stanislav; Kráčmar, Stanislav; Márová, Ivana
2023 - English Celosvětová spotřeba antibiotik v posledních několika desetiletích významně vzrostla, což vedlo ke zvýšenému výskytu genů antibiotické rezistence (ARG), které představují rostoucí vážnou hrozbu pro lidské zdraví na celém světě. Používání přírodních nebo alternativních léčivých přípravků tudíž v posledních několika letech výrazně vzrostlo. Velká pozornost je nyní věnována přírodním extraktům, které by mohly být v jisté formě použity jako jedna z možností léčby bakteriálního onemocnění, a to s vysokou účinností proti patogenům a se zanedbatelnými vedlejšími účinky. Biomasa kvasinek, která obsahuje cenné mastné kyseliny, sacharidy, nukleové kyseliny, vitamíny a minerály, byla testována jako možná alternativa, a to samotná i v kombinaci s rostlinnými extrakty ve formě doplňku stravy. Tato disertační práce je zaměřena na studium antimikrobiální aktivity a nutriční přínosy vybraných rostlinných extraktů, jako je acai, hřebíček, kurkuma, zázvor, ženšen a oregano. Následně byly testovány biologické účinky kvasinkové biomasy rodu Metschnikowia pulcherrima CCY 029-002-145, Cystofilobasidium infirmominiatum CCY 17-18-4, Phaffia rhodozyma CCY 77-1, Rhodotorula kratochvilovae CCY 20-2-26. Tyto kvasinky byly vybrány zejména pro vysoký obsah aktivních látek v produkované biomase. Na závěr byl posouzen potenciální synergický efekt rostlinných extraktů ve spojení s kvasinkovou biomasou ke zvýšení celkového antimikrobiálního účinku, antioxidační aktivity a vlivu na růst buněčných linií Caco-2, B16F1 a HaCaT. Vzhledem k dosaženým výsledkům lze konstatovat, že zařazení imortalizované kvasinkové biomasy v kombinaci s přírodními extrakty do doplňků stravy ve vhodné formě může být prospěšné lidskému zdraví. Existuje přímý vztah mezi životaschopností buněk a apoptózou. Všechny mikrobiální extrakty vykazovaly určité pozitivní výsledky na apoptózu u rakovinných buněčných linií a současně nevykazovaly žádné cytotoxické účinky na nezhoubné buněčné linie při stejných koncentracích. Worldwide consumption of antibiotics has increased drastically in the past few decades. The application of antibiotics has led to the production of antibiotic resistance genes (ARGs) which represent a growing and serious human health threat worldwide. The use of natural or alternative medicines increased markedly over the last few years. Therefore, much attention is paid to natural products, which could be used as effective drugs to treat human diseases, with high efficiency against pathogens and negligible side effects. Yeast biomass that contains valuable fatty acids, carbohydrates, nucleic acids, vitamins, and minerals was tested in the potential combination with plant extracts as a food supplement. This doctoral thesis is focused on impact assessment of selected plant extracts such as acai, clove, turmeric, ginger, ginseng and oregano and their antimicrobial activity, antioxidant activity, cytotoxicity and important nutritional benefits. Subsequently, the biological effects of yeast biomass of the strains Metschnikowia pulcherrima CCY 029-002-145, Cystofilobasidium infirmominiatum CCY 17-18-4, Phaffia rhodozyma CCY 77-1, Rhodotorula kratochvilovae CCY 20-2-26 were tested. These yeasts were chosen especially for the high content of active substances in the produced biomass. In conclusion, the potential synergistic effect of plant extracts in combination with yeast biomass to increase the overall antimicrobial effect, antioxidant activity and effect on the growth of Caco-2, B16F1 and HaCaT cell lines was assessed. Considering the results achieved, it is appropriate to include immortalized yeast biomass in combination with natural extracts in food supplements in an appropriate form, as it is clear that there is some direct relationship between cell viability and apoptosis. All microbial extracts showed some positive results for the apoptosis of cancer cell lines and at the same time no cytotoxic effects on non-cancer cell lines at identical concentrations. Keywords: antioxidants; antimicrobials; plants; yeasts; apoptosis; antioxidanty; antimikrobialní látky; rostliny; kvasinky; apoptóza Available in a digital repository NRGL Preparation and characterization of natural extracts with antimicrobial effect

Celosvětová spotřeba antibiotik v posledních několika desetiletích významně vzrostla, což vedlo ke zvýšenému výskytu genů antibiotické rezistence (ARG), které představují rostoucí vážnou hrozbu pro ...

Vysoká, Marie; Obruča, Stanislav; Kráčmar, Stanislav; Márová, Ivana
Vysoké učení technické v Brně, 2023