Národní úložiště šedé literatury

Polymerní metamateriály s pokročilými mechanickými vlastnostmi
Štaffová, Martina; Lehocký,, Marian; Kotoul, Michal; Jančář, Josef
2024 - English Práce se zabývá 3D tištěnými polymerními auxetickými strukturami s důrazem na jejich mechanické vlastnosti. Pro zlepšení mechanických vlastností, zejména poměru schopnosti absorpce energie k hmotnosti při tlakovém zatížení, byly použity různé návrhy auxetických re-entrantních struktur. Struktury byly vytištěny pomocí stereolitografické 3D tiskárny. Byl vyvinut a systematicky demonstrován nový nástroj pro komplexní charakterizaci 3D tištěných těles s využitím komerční fotopolymerizační pryskyřice s volnými radikály. Metoda se opírá o statický a oscilační mechanický test kombinující měření teploty průhybu při zatížení (HDT) s dynamickou mechanickou analýzou (DMA) v jediném testu pro rychlou a spolehlivou charakterizaci parametrů určujících chování fotopolymeru při vytvrzování. Byly zkoumány podmínky tisku a doba vytvrzení, aby byl objasněn jejich vliv na vnitřní napětí v 3D tištěných tělesech. Auxetické struktury byly vytištěny pomocí flexibilní a tuhé pryskyřice a byl zkoumán vliv poréznosti, velikosti buněk a strukturálních gradientů na mechanické vlastnosti. Výsledky byly vyhodnoceny z konstrukčního a materiálového hlediska pro fotopryskyřice nad a pod Tg. Nejlepší účinnost absorbování energie byla zjištěna u biaxiálně orientované struktury s nejvyšší lokální porozitou umístěnou ve středu. Prezentovaná data přispívají k základnímu pochopení účinků designu buněk na deformační odezvu auxetických struktur a mohou pomoct při návrhu nových struktur s lepšími mechanickými vlastnostmi. Výsledky zároveň demonstrují všestrannost 3D tisku při realizaci komplexních, přírodou inspirovaných struktur. Thesis deals with 3D printed polymeric auxetic structures with an emphasis on their mechanical performance. Different designs of auxetic re-entrant cell architectures were used to enhance mechanical properties, especially the energy-absorption-to-weight ratio under compressive loading. The lattice structures were 3D printed by vat photopolymerization masked-stereolithography technique. A novel tool for the complex characterization of 3D printed bodies was developed and systematically demonstrated employing a commercial free-radical photopolymerization resin. The method relies on superimposed static and oscillatory mechanical test combining the heat deflection temperature (HDT) measurement with the dynamic mechanical analysis (DMA) in a single test for fast and reliable characterization of parameters determining the curing behavior of the photopolymer. The influence of printing conditions and post-curing time was investigated to elucidate their effects on residual stresses in 3D-printed cellular bodies. The auxetic architectures were printed using flexible and stiff resins, and the effect of porosity, cell size, and structural gradients was investigated. The results were evaluated from a structural and material point of view, comparing materials above and below Tg. The best energy-absorbing performance was found in a biaxially graded structure with a center-wise location of the highest local porosity. The presented data contribute to a fundamental understanding of the effects of lattice architecture on the deformation response of auxetic structures and identifies routes for structurally tuning the auxetic structures mechanical performance. In addition, the results demonstrate the versatility offered by additive manufacturing techniques in physically realizing complex nature inspired structural architectures. Keywords: 3D printing; masked stereolithography; post processing; DMA; re-entrant auxetic structures; Poisson’s ratio; gradient; specific energy absorption; porosity; 3D tisk; stereolitografie; DMA; vytvrzení; re-entrantní auxetická struktura; Poissonův poměr; gradient; specifická absorpční energie; porozita Available in a digital repository NRGL Polymerní metamateriály s pokročilými mechanickými vlastnostmi

Práce se zabývá 3D tištěnými polymerními auxetickými strukturami s důrazem na jejich mechanické vlastnosti. Pro zlepšení mechanických vlastností, zejména poměru schopnosti absorpce energie k hmotnosti ...

Štaffová, Martina; Lehocký,, Marian; Kotoul, Michal; Jančář, Josef
Vysoké učení technické v Brně, 2024

Světelný design v architektuře
Machát, Jan; Petelen, Ivan; Dulenčín, Juraj; Odvárka, Antonín
2024 - Czech Disertační práce se zaměřuje na rozvoj a pochopení světelného designu v kontextu architektury. Hlavními cíli této práce jsou: • Rozšíření teoretických znalostí o světelném designu v architektuře, včetně jeho účelu, způsobu vnímání a specifických technik. • Vývoj a testování inovativního přístupu k simulaci osvětlení budov, konkrétně využitím videoprojekce na fasády, jako alternativa k tradičním, náročným metodám. • Poskytnutí praktických doporučení pro aplikaci světelného designu v praxi. Práce popisuje výzvy spojené s tradičními metodami osvětlení fasád a představuje inovativní alternativu v podobě videoprojekce. Tento přístup nabízí flexibilitu v testování různých scénářů osvětlení, snadnější změny v designu a efektivní výběr optimálního osvětlení pro konkrétní budovu. Praktická část byla zahájena výběrem vhodného objektu, historické budovy A Fakulty stavební VUT v Brně, na základě pečlivě stanovených kritérií. Následovaly testy simulace v počítačovém prostředí a testy na zmenšeném modelu budovy, vytvořeném pomocí 3D tisku, před samotným testem na reálné budově. Teoretická část práce zahrnovala studium odborné literatury, účast na konferencích a workshopech, studijní stáž ve Stockholmu a praktickou práci se světlem. Tyto zkušenosti posloužily jako základ pro potenciální výukový předmět "Světlo v architektuře", který by mohl být začleněn do výuky architektonického studia. Celkově tato disertační práce přispívá k posílení teoretického i praktického porozumění světelného designu v architektuře a nabízí inovativní metody a postupy pro její aplikaci. This dissertation focuses on the development and understanding of lighting design in the context of architecture. The main objectives of this thesis are: • To expand the theoretical knowledge of lighting design in architecture, including its purpose, perception and specific techniques. • Developing and testing an innovative approach to simulating lighting in buildings, specifically by using video projection on facades as an alternative to traditional, challenging methods. • Providing practical recommendations for the application of lighting design in practice. The thesis describes the challenges associated with traditional methods of façade lighting and presents an innovative alternative in the form of video projection. This approach offers flexibility in testing different lighting scenarios, facilitating design changes and efficiently selecting the optimum lighting for a particular building. The practical part started with the selection of a suitable building, the historic Building A of the Faculty of Civil Engineering of Brno University of Technology, based on carefully defined criteria. This was followed by simulation tests in a computer environment and tests on a scale model of the building, created using 3D printing, before the actual test on the real building. The theoretical part of the work included studying literature, participation in conferences and workshops, a study internship in Stockholm and practical work with light. These experiences served as a basis for a potential teaching course "Light in Architecture" that could be incorporated into the architectural studio curriculum. Overall, this dissertation contributes to strengthening the theoretical and practical understanding of light design in architecture and offers innovative methods and practices for its application. Keywords: Světelný design; Simulace architektonického osvětlení; Videoprojekce; Videomapping; Fasády budov; Osvětlení v architektuře; 3D Simulace osvětlení; Lighting design; Architectural lighting simulation; Video projection; Video mapping; Building facades; Lighting in architecture; 3D lighting simulation Available in a digital repository NRGL Světelný design v architektuře

Disertační práce se zaměřuje na rozvoj a pochopení světelného designu v kontextu architektury. Hlavními cíli této práce jsou: • Rozšíření teoretických znalostí o světelném designu v architektuře, ...

Machát, Jan; Petelen, Ivan; Dulenčín, Juraj; Odvárka, Antonín
Vysoké učení technické v Brně, 2024

Popis šíření creepové trhliny v polymerních materiálech
Trávníček, Lukáš; Nezbedová,, Eva; Padovec,, Zdeněk; Hutař, Pavel
2024 - English Požadovaná životnost plastových trubek používaných v tlakových systémech je 50 let. Zároveň je však vyvíjen tlak na použití recyklovaných materiálů, které mají podstatně horší mechanické vlastnosti a samotné je pro výrobu tlakových polymerních potrubí nelze použít. Tyto dvě protichůdné podmínky jdou skloubit pomocí trubky vytvořené z více vrstev, kde pro kritické časti, kterými jsou vnější a vnitřní povrch, je použit moderní odolný materiál. Na druhou stranu pro střední vrstvu, jejíž mechanické vlastnosti nejsou tak důležité z pohledu dlouhodobé životnosti, je možno použit materiál recyklovaný. Hlavním cílem této práce je navrhnout geometrii popsaného vícevrstvého potrubí s využitím recyklovaného materiálu při zachování minimální požadované životnosti. Životnost polymerních trubek je poměrně náročné testovat za běžných provozních podmínek z časových důvodů. Je však možné ji odhadnout, neboť nejčastější mechanismus poškození je pomalé šíření trhliny. Metodika odhadu životnosti využívá parametrů lineární elastické lomové mechaniky pro popis šíření těchto trhlin. Důležitou součástí je pak simulace šíření trhliny v trubce metodou konečných prvků se zohledněním různých typů zatížení, kterým je trubka v provozu vystavena. Mezi tyto zatížení patří reziduální napětí a zatížení způsobené tíhou zeminy, dopravou nebo kameny, pokud je trubka zakopána. Pro určení reziduálního napětí byla vyvinuta metodika, která využívá kombinace experimentů a numerického modelování a která byla také použita. Případ zakopané trubky je také simulován pomocí metody konečných prvků. Část práce je věnována měření rychlosti šíření creepové trhliny pomocí CRB testů (cracked round bar) a následnému vyhodnocení experimentálních dat. Rychlost šíření creepové trhliny spolu s kombinací s výsledky numerického modelování bude použita pro stanovení odhadu životnosti vícevrstvé polymerní trubky obsahující recyklovaný materiál. The lifetime of plastic pipes for pressurized systems is demanded to be at least 50 years. At the same time, the potential for recycling plastic waste is unexploited, therefore, using recycled material in pressurized plastic systems might become a reality in the future. However, the recycled material has low mechanical properties compared to the virgin one, and is restricted for pressurized pipe applications. These two contradictory conditions can be combined using a pipe consisting of a few layers of different materials. It is necessary to use modern, durable material for the critical parts, which are inner and outer surfaces. On the other hand, for the main pipe, it is possible to use material with lower mechanical properties – recycled material. The main aim of the presented work is to design a multilayer polymer pipe, where the middle layer will contain recycled material and the demanded lifetime of 50 years will be met. The lifetime in operating conditions is difficult to prove by standard testing methods. However, it is possible to estimate the lifetime as the most frequently occurring damage mechanism is the slow crack growth. The methodology is based on the description of crack propagation by linear elastic fracture mechanics parameters. An important part of this methodology is a finite element simulation of crack propagation in a pipe loaded by different types of loads, such as residual stress, soil loading, loading from traffic, and point load caused by stones when a pipe is buried. For the determination of residual stress, a methodology taking advantage of experimental measurements and numerical modeling has been developed. The case of buried pipe is also studied by numerical modeling. Part of the presented work is dedicated to the experimental measurement of creep crack growth in CRB (cracked round bar) specimens with the necessary data evaluation. The creep crack growth combined with the results of numerical modeling will be implemented into an estimation of the lifetime of a multilayer pipe with recycled material content. Keywords: recycled material; multilayer polymer pipes; finite element method; creep crack growth; linear elastic fracture mechanics; lifetime estimation; recyklovaný materiál; vícevrstvé polymerní trubky; metoda konečných prvků; šíření creepové trhliny; lineární elastická lomová mechanika; odhad životnosti Available in a digital repository NRGL Popis šíření creepové trhliny v polymerních materiálech

Požadovaná životnost plastových trubek používaných v tlakových systémech je 50 let. Zároveň je však vyvíjen tlak na použití recyklovaných materiálů, které mají podstatně horší mechanické vlastnosti a ...

Trávníček, Lukáš; Nezbedová,, Eva; Padovec,, Zdeněk; Hutař, Pavel
Vysoké učení technické v Brně, 2024

Měření ionizujícího záření v mobilní robotice
Lázna, Tomáš; Duchoň,, František; Janda, Jiří; Žalud, Luděk
2024 - English Tato disertační práce se věnuje oblasti měření ionizujícího záření prostřednictvím autonomních robotických platforem, konkrétně pozemních robotů a bezpilotních leteckých systémů. Zaměřuje se na dva hlavní cíle, a to na radiační mapování a lokalizaci radioaktivních zdrojů. Autor představuje různé systémy pro detekci radiace a zabývá se jejich integrací na pozemní i vzdušné roboty. Nedílnou součástí výzkumu je vývoj metod pro zjištění pozic zářičů, a to nejen pomocí systematického průzkumu podél předem naplánované trasy, ale také s využitím aktivního upravování měřicí trajektorie za účelem zrychlení tohoto procesu. V rámci aktivní lokalizace jsou prověřovány také směrově citlivé senzory. Tato práce zkoumá i výhody spolupráce mezi pozemními a leteckými platformami, čímž demonstruje praktickou využitelnost prezentovaných postupů. Další oblastí využití robotů je trojrozměrné radiační mapování budov prostřednictvím bezpilotního letadla. Většina navržených algoritmů byla experimentálně ověřena v terénu. This thesis discusses ionizing radiation measurements conducted by autonomous robotic platforms, namely, unmanned ground vehicles and unmanned aircraft systems. The research comprises two fundamental tasks: radiation mapping and the localization of radioactive sources. The author introduces various radiation detection systems and explores their integrability into terrestrial and aerial robots. The experimentation is designed to develop methods for retrieving the positions of radiation emitters. The actual effort to produce such techniques embraces both systematic pre-planned surveys and active adjustment of the measurement trajectories to accelerate the process. Notably, this type of adjustment also involves directionally sensitive sensors. The thesis investigates the benefits of collaboration between ground and aerial platforms in detailed radiation mapping, exposing a practical application scenario. Furthermore, a possible use case rests in three-dimensional radiological characterization of a building via an unmanned aircraft. The majority of the proposed algorithms have been validated through real-world experiments that have confirmed their robustness and practicality. Keywords: Radiation mapping; radiation source search; mobile robotics; cooperative robots; environmental monitoring; Radiační mapování; vyhledávání zdrojů radiace; mobilní robotika; kooperativní roboti; monitorování prostředí Available in a digital repository NRGL Měření ionizujícího záření v mobilní robotice

Tato disertační práce se věnuje oblasti měření ionizujícího záření prostřednictvím autonomních robotických platforem, konkrétně pozemních robotů a bezpilotních leteckých systémů. Zaměřuje se na dva ...

Lázna, Tomáš; Duchoň,, František; Janda, Jiří; Žalud, Luděk
Vysoké učení technické v Brně, 2024

Optovláknové distribuované systémy
Čučka, Milan; Róka,, Rastislav; Vlček, Čestmír; Smékal, Zdeněk
2024 - Czech Disertační práce je zaměřena na výzkum optovláknových senzorů, které jsou založeny převážně na interferometrických metodách. Princip fungování jednotlivých typů senzorů je rozebrán v rámci simulačních modelů, při použití více simulačních nástrojů. Dále jsou popsány možnosti koexistence senzorického systému v rámci plánovaných nebo stávajících přenosových sítí. Je rozebrána možnost přesného měření vibrací, lokalizace zdroje vibrací a případně měření teploty. Měření jsou převážně založena na interferometrických metodách. The dissertation is focused on the research of optical fiber sensors, which are based mainly on interferometric methods. The principle of operation of individual types of sensors is analyzed in the framework of simulation models, using several simulation tools. Furthermore, the possibilities of the coexistence of the sensor system within the planned or existing transmission networks are described. The possibility of accurate vibration measurement, localization of the vibration source and possibly temperature measurement is discussed. The measurements are mainly based on interferometric methods. Keywords: Michelsonův interferometr; Machův-Zehnderův interferometr; Matlab; Simulink; FBG; Michelson interferometer; Mach-Zehnder interferometer; Matlab; Simulink; FBG Available in a digital repository NRGL Optovláknové distribuované systémy

Disertační práce je zaměřena na výzkum optovláknových senzorů, které jsou založeny převážně na interferometrických metodách. Princip fungování jednotlivých typů senzorů je rozebrán v rámci simulačních ...

Čučka, Milan; Róka,, Rastislav; Vlček, Čestmír; Smékal, Zdeněk
Vysoké učení technické v Brně, 2024

Hodnocení vlivů biodegradabilních mikroplastů na biotu sladkovodního ekosystému prostřednictvím testů ekotoxicity
Procházková, Petra; Maršálek,, Blahoslav; Beklová, Miroslava; Zlámalová Gargošová, Helena
2024 - Czech Mikroplasty jakožto všudypřítomné kontaminanty sladkovodních ekosystémů vyvolávají oprávněné obavy týkající se jejich vlivu na životní prostředí. Dochází proto k všeobecné snaze nahradit konvenční plasty biologicky odbouratelnými alternativami, které by měly být v prostředí snadno rozložitelné. Nicméně, proces biodegradace takových materiálů vyžaduje specifické podmínky, jako jsou teplota, vlhkost, pH a přítomnost mikroorganismů, které nejsou vždy dostatečně splněny. V důsledku toho dochází k jejich fragmentaci a tvorbě biodegradabilních mikroplastů. Ty mohou, stejně jako konvenční mikroplasty, ovlivňovat životní prostředí. Cílem této práce proto bylo posoudit vliv mikroplastů biodegradabilního poly(3-hydroxybutyrátu) na vybrané zástupce sladkovodních organismů, a to konkrétně na řasu Desmodesmus subspicatus, rostlinu Lemna minor a korýše Daphnia magna, a dále pak najít vhodnou analytickou metodu umožňující přímou detekci mikroplastů v těle organismu D. magna. I přes to, že pozorované účinky nebyly vždy významné, upozornily na určité sekundární problémy, které může přítomnost biodegradabilních mikroplastů v životním prostředí vyvolat. Ty mohou být způsobené právě biologickou rozložitelností spojenou s tvorbou biofilmu na povrchu biodegradabilních mikroplastů, což, jak se ukázalo, následně vede k vyčerpání živin v okolním prostředí. Výsledky této práce tedy naznačují, že k využívání biodegradabilních plastů jakožto náhrady konvenčních materiálů je nutné přistupovat kriticky před jejich masivním využitím jako náhrady za konvenční plasty. Microplastics, which are ubiquitous contaminants of freshwater ecosystems, have raised concerns regarding their potential impact on the environment. For this reason, there is an effort to replace conventional plastics with biodegradable alternatives that can easily degrade in the environment. However, the process of biodegradation of these materials requires specific conditions, such as temperature, humidity, pH, and the presence of microorganisms, which are not always met adequately. Consequently, they may fragment and form biodegradable microplastics that can affect the environment similarly to conventional microplastics. Therefore, the aim of this study was to assess the impact of microplastics of biodegradable poly(3-hydroxybutyrate) microplastics on freshwater organisms, specifically the alga Desmodesmus subspicatus, the plant Lemna minor and the crustacean Daphnia magna. Additionally, we aimed to develop a suitable analytical method for the direct detection of microplastics in the body of D. magna. Although the observed effects were not always significant, they highlighted certain secondary problems that may arise due to the presence of biodegradable microplastics in the environment These issues could be related to biodegradability and the formation of biofilm on the surface of biodegradable microplastics, leading to subsequent nutrient depletion in the surrounding environment. Therefore, the use of biodegradable plastics as a substitute for conventional materials must be approached critically. Keywords: Mikroplasty; biodegradabilní mikroplasty; poly(3-hydroxybutyrát); sladkovodní ekosystém; biofilm; D. subspicatus; L. minor; D. magna.; Microplastics; biodegradable microplastics; poly(3-hydroxybutyrate); freshwater ecosystem; biofilm; D. subspicatus; L. minor; D. magna. Available in a digital repository NRGL Hodnocení vlivů biodegradabilních mikroplastů na biotu sladkovodního ekosystému prostřednictvím testů ekotoxicity

Mikroplasty jakožto všudypřítomné kontaminanty sladkovodních ekosystémů vyvolávají oprávněné obavy týkající se jejich vlivu na životní prostředí. Dochází proto k všeobecné snaze nahradit konvenční ...

Procházková, Petra; Maršálek,, Blahoslav; Beklová, Miroslava; Zlámalová Gargošová, Helena
Vysoké učení technické v Brně, 2024

Optimalizace výkonu a ocenění činnosti technického dozoru investora při realizaci dopravních staveb
Suchánek, Petr; Kozlovská,, Mária; Tomek,, Aleš; Gross, Tomáš; Dufek, Zdeněk
2024 - Czech V rámci disertační práce doktorand zkoumal, jaké klíčové aspekty existují pro měření kvality práce technického dozoru při výstavbě dopravních komunikací. Zkoumal, za jakých podmínek lze opustit tradiční sledování a fakturaci externích dodavatelů technického dozoru podle odpracovaných hodin, neboť pouze počet hodin pracovníka technického dozoru strávených na staveništi ještě nevypovídá o kvalitě jeho práce. Dále v rámci analýzy činností stavebního dozoru doktorand zkoumal, jestli lze některé činnosti digitalizovat, resp. robotizovat. Výsledky těchto analýz mohou sloužit jako podklad pro možný vznik interního kontrolního mechanizmu jednotlivých pracovníků v podnikatelském prostředí. Dále mohou být aplikovány u veřejných zadavatelů při výběru dodavatele na poskytování služeb výkonu technického dozoru. Within the framework of the dissertation the doctorate candidate student will investigate, what are the key aspects existing for measuring the quality of work of the technical supervision during the construction of transportation infrastructure. The PhD student will examine conditions at which the standard way of monitoring and invoicing external suppliers of technical supervision can be abandoned considering a simple count of hours of a supervisor spent on a construction site must not necessarily relate to the quality of his/her work. Furthermore, the PhD student will be analysing whether any of standard supervision activities can be digitalised, resp. robotised. The outcome of these analyses should be used as a background to implement an internal control mechanism for supervisors in entrepreneurial environment. These outcomes can be also applied to public contractors during the selection process of technical supervisors. Keywords: Technický dozor investora; správce stavby; náplň činnosti technického dozoru; zefektivnění činnosti technického dozoru; BIM; Resident engineer; The Engineer; resident engineer job description; efficiency the activity of resident engineer; BIM Available in a digital repository NRGL Optimalizace výkonu a ocenění činnosti technického dozoru investora při realizaci dopravních staveb

V rámci disertační práce doktorand zkoumal, jaké klíčové aspekty existují pro měření kvality práce technického dozoru při výstavbě dopravních komunikací. Zkoumal, za jakých podmínek lze opustit ...

Suchánek, Petr; Kozlovská,, Mária; Tomek,, Aleš; Gross, Tomáš; Dufek, Zdeněk
Vysoké učení technické v Brně, 2024

Vliv povrchové úpravy na degradaci konstrukční desky na bázi dřeva vlivem působení vlhkosti
Kratochvílová, Erika; Schmid, Pavel; Petro,, Marek; Šlanhof, Jiří
2024 - Czech Cílem disertační práce je optimalizace povrchových úprav OSB desek za účelem zvýšení jejich odolnosti proti vlhkosti. Jedná se o souhrn výzkumu, při kterém bylo experimentálně ověřováno, zda aplikace povrchové úpravy může mít významný vliv na snížení bobtnání a růstu hmotnosti OSB desky v příčinné souvislosti s absorpcí vody a také zpomalit vzlínání vody v OSB desce. Dále bylo ověřováno, zda by mohla aplikace povrchové úpravy pouze na řezné hrany výrazně ovlivnit pronikání vody do OSB desky. Některé použité zkušební metody vycházely z evropských technických norem, ale byly modifikovány, aby bylo možné stanovit, jaký vliv může mít aplikace povrchové úpravy na OSB desky z dlouhodobého hlediska. Také byla navržena a provedena alternativní metoda zkoušení, jejímž účelem bylo získat představu o vzlínání vody v OSB desce. Zkoušeno bylo celkem 8 druhů na trhu běžně dostupných povrchových úprav, které nevyžadovaly žádné speciální úpravy povrchu desky před jejich aplikací. Na základě získaných výsledků bylo provedeno vzájemné srovnání a vyhodnocení jejich účinků. The aim of this dissertation is the optimisation of surface finishes for application to oriented strand board (OSB) in order to increase its moisture resistance. This is a summary of research focused on experimental verification that the application of surface finish could have significant influence on reducing thickness swelling, increasing weight of OSB due to water absorption and slowing down the rise of water in OSB. There was also verified if application of surface finishes only on the cutting edges could significantly affect the penetration of water into the OSB board. Some of used test methods were based on European technical standards, but were modified in order to determine influence of surface finishes in the long term. Alternative test method was also designed and implemented. The essence of this test method was to determine how high the water can rise in OSB. The research covered 8 different types of surface finishes available on the market. The selected finishes did not require any special treatments to be applied to the surface of the OSB itself. Based on the results, a mutual comparison and evaluation of their effects was carried out. Keywords: Lepený sendvičový panel; OSB deska; vlhkost; povrchová úprava; hydroizolace; absorpce vody; bobtnání; Structural insulated panel; oriented strand board; moisture; surface finish; waterproofing; water absorption; thickness swelling. Available in a digital repository NRGL Vliv povrchové úpravy na degradaci konstrukční desky na bázi dřeva vlivem působení vlhkosti

Cílem disertační práce je optimalizace povrchových úprav OSB desek za účelem zvýšení jejich odolnosti proti vlhkosti. Jedná se o souhrn výzkumu, při kterém bylo experimentálně ověřováno, zda aplikace ...

Kratochvílová, Erika; Schmid, Pavel; Petro,, Marek; Šlanhof, Jiří
Vysoké učení technické v Brně, 2024

Holografická mikroskopie využívající koherenční brány
Ďuriš, Miroslav; Tyc,, Tomáš; Baránek,, Michal; Chmelík, Radim
2024 - English Výskumníci v oblasti biomedicíny a metapovrchov opakovane siahajú po kvantitatívnom fázovom zobrazovaní (QPI) ako primárnej zobrazovacej technike vďaka jej vysokovýkonnému, neinvazívnemu a kvantitatívnemu charakteru. Preto si QPI rýchlo vybudovalo svoju nepostrádateľnú úlohu pri identifikácii zriedkavých javov a skríningu v biomedicíne alebo automatizovanej analýze obrazových dát pomocou umelej inteligencie. Tieto a mnohé ďalšie aplikácie zdieľajú náročné splnieľnú požiadavku na rozsiahle a kvalitné súbory dát. Táto práca sa zaoberá základnými problémami optického zobrazovania a to hlavne v biomedicínskom výskume. Výskum v tejto práci je zameraný na štúdium a vývoj nových zobrazovacích metód rozšírením možností koherenciou riadeného holografického mikroskopu. V práci sme sa zaoberali tromi hlavnými oblasťami biomedicínskeho zobrazovania: zobrazovaním v kalnom prostredí, QPI so superrozlíšením a rekonštrukciou 3D rozloženia indexu lomu. Na dosiahnutie takýchto ambicióznych výsledkov sme využili takzvaný efekt koherenčnej brány, ktorý sa zvyčajne využíva na zobrazovanie cez nepriehľadné médiá najmenej rozptýleným (balistickým) svetlom. Zobrazovanie v kalných prostrediach adresujeme v tejto práci tak, že neintuitívne používame koherenčnú bránu na zobrazovanie nebalistickým svetlom, čo nám umožňuje získať informácie chýbajúce v balistickom obraze. Kombinácia obrazov pre rôzne pozície koherenčnej brány nám umožňuje syntetizovať obraz kvalitnejší ako prístupy využívajúce len balistické svetlo. Toto experimentálne demonštrujeme na kvantitatívnom zobrazovaní cez hrubé biologické tkanivo. V práci boli skúmané dva prístupy k superrozlíšeniu kvantitatívneho fázového obrazu. Prvým je prístup adaptujúci syntetickú apertúru, pre ktorý opäť využívame efekty koherenčného bránovania čiastočne koherentného svetla v kombinácii so šikmým osvetlením, ktoré zabezpečuje difrakcia na jednoduchej šesťuholníkovej fázovej mriežke umiestnenej v blízkosti vzorky. Syntetizujeme QPI s výrazne zväčšeným pásmom priestorových frekvencií zo sekvenčne získaných obrazov vytvorených koherenčne filtrovaným svetlom rozptýleným do každého difrakčného rádu mriežky. Ďalej sme vyvinuli metódu tvarovania koherenčnej brány, ktorá umožňuje QPI so superrozlíšením v reálnom čase. V práci navrhujeme prístup založený na skutočnosti, že rozptylová funkcia nášho systému je súčin difrakčne limitovaného obrazu bodového objektu a funkcie koherenčnej brány, ktorú tvarujeme podobne ako superoscilačný hotspot. Výsledok súčinu je rozptylová funkcia so sub-difrakčne limitovanou šírkou centrálneho peaku a so zanedbateľnými postrannými maximami, ktoré sú bežnou prekážkou zobrazovania pomocou superoscilácií. Útlm postranných maxím a zlepšenie rozlíšenia sa odohráva súčasne v celom zornom poli. Preto predstavujeme prvé jednosnímkové QPI so superrozlíšením. Pri oboch metódach sme dosiahli zlepšenie rozlíšenia aspoň o 19\%. V práci sa taktiež venujeme aj 3D zobrazovaniu pomocou koherenciou riadeného holografického mikroskopu. Vyvinuli sme metódu na rekonštrukciu 3D distribúcie indexu lomu zo série kvantitatívnych fázových obrazov vzorky pre rôzné pozície v axiálnom smere. Rekonštruovaná distribúcia indexu lomu má vlastnosti podobné výstupom optickej difrakčnej tomografie. Zároveň je ale potrebný počet akvizícií v prípade navrhovanej metódy výrazne nižší. Náš prístup demonštrujeme pomocou simulovaných, ako aj experimentálnych údajov. Biomedical and metasurface researchers repeatedly reach for quantitative phase imaging (QPI) as their primary imaging technique due to its high-throughput, label-free, quantitative nature. Therefore, QPI has quickly established its role in identifying rare events and screening in biomedicine or automated image data analysis using artificial intelligence. These and many other applications share the requirement for extensive high-quality datasets, which is challenging to meet due to obstacles specific to each application. This thesis tackles the principal problems of optical imaging, mainly in biomedical research. The research aimed to study and develop new imaging methods by extending the capabilities of the coherence-controlled holographic microscope. In the thesis, we tackled three principal areas of biomedical imaging: turbid media imaging, super-resolution QPI, and 3D refractive index reconstruction. To achieve such ambitious results, we have utilized the so-called coherence-gating effect, typically exploited for imaging through disordered media by least-scattered (ballistic) light. To tackle turbid media imaging, we counterintuitively use the coherence gate for imaging by the non-ballistic light, enabling us to retrieve information missing in the ballistic image. A combination of images for different coherence gate positions allow us to synthesize an image of quality superior to ballistic light approaches, which we experimentally demonstrate on QPI through thick biological tissue. Two approaches to super-resolution QPI were explored in the thesis. First is the synthetic aperture approach, for which we again exploit the coherence-gating properties of the partially coherent light combined with the oblique illumination provided by the diffraction on a simple hexagonal phase grating placed near the specimen. We synthesize synthetic aperture QPI with significantly increased spatial frequency bandwidth from sequentially acquired images formed by the coherence-gated light scattered into each grating's diffraction order. Second, we developed the coherence gate shaping method allowing real-time super-resolution QPI. We propose an approach based on the fact that our system's point spread function (PSF) is a product of the diffraction-limited spot and the coherence-gating function, which we shape similarly to the superoscillatory hotspot. The product simultaneously produces the PSF with a super-resolution central peak and minimizes sidelobe effects, the common obstacle of superoscillatory imaging. The attenuation of sidelobes and resolution improvement co-occur in the entire field of view. Therefore, we present the first single-shot wide-field super-resolution QPI. For both methods, we achieved a resolution improvement of at least 19\%. Furthermore, we demonstrate the feasibility of the proposed methods by imaging biological specimens with super-resolution. In the thesis, we also address 3D imaging by the coherence-controlled holographic microscope. We developed a method for 3D refractive index distribution reconstruction from a z-stack QPI measurement. The reconstructed refractive index distribution has qualities similar to the outputs of optical diffraction tomography. At the same time, the required number of acquisitions is significantly lower in the case of the proposed method. We demonstrate our approach using simulated as well as experimental data. Keywords: holographic microscopy; imaging in turbid media; coherence gate; super-resolution; 3D imaging; holografická mikroskopia; zobrazovanie v opticky kalných prostrediach; koherenčná brána; super-rozlíšenie; 3D zobrazovanie Available in a digital repository NRGL Holografická mikroskopie využívající koherenční brány

Výskumníci v oblasti biomedicíny a metapovrchov opakovane siahajú po kvantitatívnom fázovom zobrazovaní (QPI) ako primárnej zobrazovacej technike vďaka jej vysokovýkonnému, neinvazívnemu a ...

Ďuriš, Miroslav; Tyc,, Tomáš; Baránek,, Michal; Chmelík, Radim
Vysoké učení technické v Brně, 2024

ANALÝZA MULTISPEKTRÁLNÍCH INDEXŮ PŘI DÁLKOVÉM PRŮZKUMU ZEMĚ
Janoušek, Jiří; Kačmařík,, Michal; Nedělník,, Jan; Marcoň, Petr
2024 - Czech Práce se zabývá problematikou analýzy multispektrálních obrazů pro využití při dálkovém průzkumu Země. V oblasti multispektrálního snímkování byla provedena studie metod způsobů snímání rostlin. Byl zkoumán vliv částí elektromagnetického spektra na změny odrazivosti snímané vegetace. V problematice vegetačních indexů byly porovnávány způsoby výpočtů vycházející z multispektrálních snímků. Pro získání plošných informací o stavu pěstované vegetace byly navrženy důležité ukazatele rostlin pro korelaci multispektrálních indexů. Závěrečná část práce se zaměřuje na vytvořené spektrální mapy z nasnímaných snímků multispektrální kamerou a analýzy výsledků hodnot vypočítaných vegetačních indexů s ohledem na stanovení optimální doby sklizně zemědělských plodin. Výstupem práce jsou nové lineární regresní modely umožňující stanovení optimální doby sklizně. Práce rovněž popisuje ucelenou metodiku od snímkování vegetace až po stanovení optimální doby sklizně dané plodiny. The thesis discusses various perspectives on the analysis of multispectral images, emphasizing in particular the technique’s potential in remote sensing of the Earth. Within multispectral imaging, the author has explored diverse methods for scanning plants to examine the impact exerted by the invididual electromagnetic spectrum components on the reflectivity of the investigated vegetation. Regarding the relevant vegetation indices, one of the main activities lay in comparing the approaches employed to compute the indices from applicable multispectral images. To deliver general data on the state of the plants being grown, the research involved designing and structuring relevant indicators that enabled the author to correlate the multispectral indices. In this context, the final sections of the thesis present the spectral maps acquired from the multispectral camera images and expose the analyses centered on the resulting index values, the aim being to help determine reliably the optimum harvest time in agricultural crops. The output of the project outlined within the thesis is then embodied in novel linear regression models that facilitate defining the optimum such a time. Importantly, by extension, the author also proposes a compact methodology that covers the individual phases and steps between the vegetation imaging the crops and finding the optimum harvest time. Keywords: Analýza obrazů; dálkový průzkum; multispektrální snímkování; optimální doba sklizně; vegetační indexy; Image analysis; remote sensing; multispectral imaging; optimal harvest time; vegetations indices Available in a digital repository NRGL ANALÝZA MULTISPEKTRÁLNÍCH INDEXŮ PŘI DÁLKOVÉM PRŮZKUMU ZEMĚ

Práce se zabývá problematikou analýzy multispektrálních obrazů pro využití při dálkovém průzkumu Země. V oblasti multispektrálního snímkování byla provedena studie metod způsobů snímání rostlin. Byl ...

Janoušek, Jiří; Kačmařík,, Michal; Nedělník,, Jan; Marcoň, Petr
Vysoké učení technické v Brně, 2024