Národní úložiště šedé literatury

Využití identifikace parametrů nelineárních materiálových modelů pro analýzu betonových konstrukcí
Král, Petr; Králik, Juraj; Maňas,, Pavel; Hradil, Petr
2023 - Czech Předkládaná práce je zaměřena na numerické modelování chování (odezvy) betonu s využitím nelineárních materiálových modelů (konstitutivních vztahů) a na identifikaci hodnot vstupních parametrů těchto materiálových modelů. V současnosti existuje celá řada matematicky zformulovaných konstitutivních vztahů určených nejen pro simulování odezvy tvárných či křehkých materiálů, ale také materiálů kvazi-křehkých. Konstitutivní vztahy pro kvazi-křehké materiály vycházejí z různých teorií (teorie plasticity, koncept mechaniky poškození, nelineární lomová mechanika) a jejich komplexnost se odvíjí od zvoleného typu řešiče. Obecným problémem při využívání těchto konstitutivních vtahů je nutnost definice hodnot jejich vstupních parametrů, kterých tyto modely zahrnují obvykle velmi značné množství a které často postrádají fyzikální význam s tím, že je jejich význam ryze matematického či experimentálního charakteru. Zmíněný problém se stupňuje s narůstající komplexností materiálových modelů, ke které dochází při přechodu z formulace pro klasickou metodu konečných prvků (MKP) na formulaci pro explicitní MKP, a značně znesnadňuje jejich praktickou aplikaci. Cílem této práce je představit přístup, jak se s tímto problémem u vybraných nelineárních konstitutivních vztahů vypořádat. Za tímto účelem je práce rozdělena do tří hlavních tematických částí. První hlavní část práce je zaměřena na identifikaci hodnot vstupních parametrů Continuous surface cap modelu. Záměrem této části je nejprve ověřit efektivnost a přesnost zvolených identifikačních postupů. Následuje identifikace hodnot parametrů modelu na základě experimentálních dat za účelem modifikace odvozených kalibračních křivek. Identifikace hodnot vstupních parametrů je v této části demonstrována na obou verzích modelu, přičemž jsou využita data ze zkoušek pevnosti betonu v tahu (prostý tah, excentrický tah, tah za ohybu). Druhá hlavní část práce se zaměřuje na identifikaci hodnot vstupních parametrů Karagozian & Case concrete mode The presented thesis is focused on numerical modeling of concrete behavior (response) using nonlinear material models (constitutive relations) and on identification of input parameter values of these material models. Nowadays, there are a number of mathematically formulated constitutive relations intended not only to simulate the response of ductile or brittle materials, but also quasi-brittle materials. The constitutive relations for quasi-brittle materials are based on various theories (plasticity theory, the concept of damage mechanics, nonlinear fracture mechanics) and their complexity depends on the chosen type of solver. A general problem in the use of these constitutive relations is the need to define the values of their input parameters which these models usually include a very large number, and which often lack physical meaning, with their meaning being purely mathematical or experimental. This problem escalates with the increasing complexity of material models, which occurs in the transition from the formulation for the classic finite element method (FEM) to the formulation for the explicit FEM, and greatly complicates their practical application. The aim of this thesis is to present an approach how to deal with this problem for selected nonlinear constitutive relations. For this purpose, the thesis is divided into three main thematic parts. The first main part of the thesis is focused on the identification of input parameter values of the Continuous Surface Cap model. The purpose of this part is to first verify the effectivity and accuracy of the selected identification procedures. The following is the identification of model parameter values based on experimental data in order to adjust the derived calibration curves. In this part, the identification of input parameter values is demonstrated on both versions of the model. Data from the direct tensile test, compact tension test and four-point bending test of concrete are used. The second main part of th Keywords: Beton; materiálový model; konstitutivní vztahy; explicitní MKP; numerická simulace; identifikace hodnot parametrů; analýza citlivosti; optimalizace; Concrete; material model; constitutive relations; explicit FEM; numerical simulation; identification of parameter values; sensitivity analysis; optimization Available in a digital repository NRGL Využití identifikace parametrů nelineárních materiálových modelů pro analýzu betonových konstrukcí

Předkládaná práce je zaměřena na numerické modelování chování (odezvy) betonu s využitím nelineárních materiálových modelů (konstitutivních vztahů) a na identifikaci hodnot vstupních parametrů těchto ...

Král, Petr; Králik, Juraj; Maňas,, Pavel; Hradil, Petr
Vysoké učení technické v Brně, 2023

Evoluční a genové inženýrství bakteriálních producentů polyhydroxyalkanoátů
Nováčková, Ivana; Patáková, Petra; Koutný, Marek; Obruča, Stanislav
2023 - Czech Předložená disertační práce se zabývá tematikou evolučního a genového inženýrství bakteriálních producentů polyhydroxyalkanoátů (PHA). Vyjma tato témata přímo související s názvem práce je rozvinuta o problematiku biotechnologické produkce PHA na modelových hydrolyzátech lignocelulosové biomasy s využitím extrémofilních mikroorganismů a dále o vývoj alternativního způsobu izolace PHA. Rozvíjející témata přitom volně navazovala na předchozí experimenty a reflektovala aktuálně řešené projekty na pracovišti. Disertační práce je vypracovaná formou komentované diskuse publikovaných prací, které jsou její součástí ve formě příloh. Evoluční inženýrství bylo aplikováno především na modelový PHA produkující bakteriální kmen Cupriavidus necator H16. Adaptací na kyselinu levulovou byly získány izoláty produkující kopolymer P(3HB-co-3HV) s vyšším zastoupením frakce 3HV, což vede ke zlepšení vlastností polymeru pro další zpracování. Stejně tak i růst kultur a množství celkových PHA v biomase bylo vyšší. Dlouhodobou adaptací téhož kmene na osmotický stres a přítomnost měďnatých iontů byly získány izoláty charakterizované v rámci druhé publikace. Ze získaných dat bylo možné pozorovat rozdíly v adaptačním procesu, kdy adaptace na osmotický stres byla postupná, zatímco u mědi byl pozorován výrazný skok nárůstu biomasy a PHA signalizující rychlou adaptaci. Na základě analýz byla diskutována významná úloha PHA při adaptaci kmene C. necator H16 na testované stresory, která nespočívala pouze v nárůstu množství polymeru v biomase, nicméně v posílení celého cyklu, což vede také ke zvýšení poolu monomerních jednotek vykazujících protektivní účinky. Adaptací na -kaptolakton, unikátní prekurzor 4HB, byl získán kopolymer P(3HB-co-4HB). Jeho vlastnosti jsou opět výhodnější než u homopolymeru P(3HB), a to už při nízkém zastoupení 4HB, kterého jsme dosáhli také v laboratorním bioreaktoru. Dalšího navýšení frakce 4HB by mohlo být dosaženo s využitím delečních mutantů s absencí relevantních genů, jež byly více diskutovány. Produkce PHA na modelech hydrolyzátů lignocelulosové biomasy pocházející například z potravinářství byla testována v kombinaci s využitím extrémofilních producentů, kdy byla diskutována preference obsažených monosacharidů (hexos, pentos) pro jednotlivé producenty. Pro přiblížení se reálným hydrolyzátům byla testována také odolnost kmenů vůči relevantním potenciálním mikrobiálním inhibitorům. Náchylnosti halofilních a termofilních producentů PHA k osmotickému namáhání bylo využito při vývoji alternativního izolačního přístupu, který by snížil ekonomickou i ekologickou zátěž celého procesu oproti standardní extrakci využívající chlorovaná rozpouštědla. Aplikací detergentu SDS v nízkých koncentracích při současném temperaci při vyšších teplotách vedla k zisku polymeru vysoké čistoty současně bez ztráty výtěžku. Dále se nabízí možnost recyklace využitého SDS. This doctoral thesis deals with the topic of evolutionary and genetic engineering of polyhydroxyalkanoates (PHA) producing bacteria. Apart from these topics, the issue of biotechnological production of PHA on model hydrolysates of lignocellulosic biomass with the use of extremophilic microorganisms is also studied, as well as the development of an alternative method of PHA isolation. The themes were freely linked to previous experiments and reflected the currently solved projects in a working group. Doctoral thesis is prepared in the form of a commented discussion of published works, which are part of it in the form of appendices. Evolutionary engineering was mainly applied to the model PHA producing bacterial strain Cupriavidus necator H16. By adaptation to levulinic acid, isolates producing copolymer P(3HB-co-3HV) with a higher content of the 3HV fraction were obtained, which leads to improved properties of the polymer for further processing. As well as culture growth also the amount of total PHA in the biomass was higher. By long-term adaptation of the same strain to osmotic stress and the presence of copper ions, the isolates which are characterized in the second publication, were obtained. Based on obtained data, it was possible to observe differences in the adaptation process, where the adaptation to osmotic stress was gradual, while a significant step in the increase of biomass and PHA signaling faster adaptation was observed for copper. Based on the analyses, the significant role of PHA in the adaptation of the C. necator H16 strain to the tested stressors was discussed, it did not consist only in the increase in the amount of polymer in the biomass, but also in enhancement of whole PHA cycle, which also leads to an increase of the pool of monomeric units showing protective functions. By adaptation to -captolactone, a unique precursor of 4HB, the copolymer P(3HB-co-4HB) was obtained. The properties of this copolymer are again more favorable than of the homopolymer P(3HB), even with a low content of 4HB, which we also achieved in a laboratory bioreactor. A further increase in the 4HB fraction could be achieved using deletion mutants with the absence of relevant genes, which is discussed more in the text. The production of PHA on models of lignocellulosic biomass hydrolysates originating from, for example, the food industry was tested in combination with the use of extremophile producers, when the preference of the contained monosaccharides (hexoses, pentoses) for individual producers was discussed. For the purpose to get closer to real hydrolysates, the resistance of the strains to relevant potential microbial inhibitors was also tested. The susceptibility of halophilic and thermophilic PHA producers to osmotic stress was used in the development of an alternative isolation approach that would reduce the economic and ecological burden of the process compared to standard extraction using chlorinated solvents. Application of SDS detergent at low concentrations while simultaneously exposing the cells to higher temperatures led to the gain of high purity polymer without loss of yield. The recycling process of used SDS is also a possibility. Keywords: Evoluční inženýrství; genové inženýrství; polyhydroxyalkanoáty (PHA); extrémofilní mikroorganismy; izolace PHA; SDS; Evolutionary engineering; genetic engineering; polyhydroxyalkanoates (PHA); extremophilic microorganisms; isolation of PHA; SDS Available in a digital repository NRGL Evoluční a genové inženýrství bakteriálních producentů polyhydroxyalkanoátů

Předložená disertační práce se zabývá tematikou evolučního a genového inženýrství bakteriálních producentů polyhydroxyalkanoátů (PHA). Vyjma tato témata přímo související s názvem práce je rozvinuta o ...

Nováčková, Ivana; Patáková, Petra; Koutný, Marek; Obruča, Stanislav
Vysoké učení technické v Brně, 2023

Vývoj algoritmu pro výpočtové modelování vlastností segmentových hydrodynamických ložisek
Pokorný, Jan; Křupka, Ivan; Šimek,, Jiří; Návrat, Tomáš
2023 - Czech Předkládaná práce se zabývá stanovením koeficientů tuhosti a tlumení radiálních hydrodynamických ložisek s naklápěcími segmenty. Z tohoto důvodu je vytvořen výpočtový model statických a dynamických charakteristik těchto ložisek. Tento výpočtový model je založen na řešení zobecněné Reynoldsovy rovnice současně s 2D energetickou rovnicí pro mazací film i segmenty. Díky tomu je možné do řešení zahrnout změny viskozity a hustoty maziva po tloušťce mazacího filmu. Vliv turbulence je zohledněn díky korekčním faktorům. Do výpočtového modelu vstupují také další vlivy jako je mísení maziva, deformace a naklápění segmentů. Numerické řešení metodou konečných objemů je naprogramováno v jazyce Python. Statická rovnovážná poloha ložiska je hledána efektivní ohraničenou Andersonovou metodou, která byla zvolena po srovnání s ostatními vybranými metodami. Na základě rovnovážné polohy ložiska je určena jeho tuhost a tlumení metodou centrálních diferencí se zahrnutím tuhosti rotačních podpor segmentů. Jsou prezentovány výsledky statických a dynamických charakteristik ložiska zvolených parametrů. Dále jsou dosažené výsledky ověřeny pomocí experimentálních dat převzatých z literatury a také pomocí vlastních měření. Byla dosažena dobrá shoda mezi výpočty a experimenty. The presented work deals with the calculation of stiffness and damping coefficients of hydrodynamic tilting-pad journal bearings. For this reason, a computational model of static and dynamic characteristics of these bearings is developed. The calculation is based on the solution of the generalized Reynolds equation simultaneously with the 2D energy equation for both the lubricant film and the pads. As a result, the changes in viscosity and density of the lubricant across the film thickness can be considered. The effect of turbulence is reflected by correction factors. Other influences, such as lubricant mixing, deformation and tilting of the pads, are also included in the calculation. The numerical solution using the finite volume method is programmed in Python. The static equilibrium position of the bearing is found by the efficient bounded Anderson method, which was chosen after comparison with other selected methods. Based on the equilibrium position of the bearing, the stiffness and damping are calculated using the central difference method with the inclusion of flexibility of the pivots. The results of static and dynamic characteristics of the bearing of the selected parameters are presented. Furthermore, the obtained results of the calculations are verified with experimental data taken from the literature and also with in-house measurements. A good agreement between calculations and experiments has been achieved. Keywords: Hydrodynamické ložisko s naklápěcími segmenty; zobecněná Reynoldsova rovnice; metoda konečných objemů; Python; tuhost; tlumení; výpočet; experiment; Hydrodynamic tilting-pad bearing; generalised Reynolds equation; Finite Volume Method; Python; stiffness; damping; numerical analysis; experiment Available in a digital repository NRGL Vývoj algoritmu pro výpočtové modelování vlastností segmentových hydrodynamických ložisek

Předkládaná práce se zabývá stanovením koeficientů tuhosti a tlumení radiálních hydrodynamických ložisek s naklápěcími segmenty. Z tohoto důvodu je vytvořen výpočtový model statických a dynamických ...

Pokorný, Jan; Křupka, Ivan; Šimek,, Jiří; Návrat, Tomáš
Vysoké učení technické v Brně, 2023

Finanční analýza jako nástroj pro strategický management stavebního podniku
Hort, Eva; Straková, Jarmila; Meluzín, Tomáš; Kocanda, Pavel; Vítková, Eva
2023 - Czech Cílem práce je návrh řešení formou modelu strategického finančního řízení za pomoci metod finanční analýzy, dále formulace doporučení a sestavení metodiky pro jeho implementaci. V navrhovaném modelu jsou zakomponovány metody finanční analýzy a jsou využity matematické metody pro stanovení predikce vývoje tržeb, se kterými je dále pracováno v rámci strategického managementu podniku. Navrhovaný model obsahuje 3 kroky a metodika postupu obsahuje 18 kroků, na jejichž základě je možné jej aplikovat a používat v různých stavebních podnicích. Navrhovaný model je založen na zkoumání 30 stavebních podniků během let 2008–2020 a následně je aplikován v rámci případové studie u jednoho vybraného stavebního podniku. The aim of the thesis is to propose a solution in the form of a strategic financial management model using financial analysis methods, to formulate recommendations and to develop a methodology for its implementation. The proposed model incorporates the methods of financial analysis and uses mathematical methods to determine the prediction of sales development, which are further used in the strategic management of the company. The proposed model contains 3 steps and the methodology for the process contains 18 steps, on the basis of which it can be applied and used in various construction enterprises. The proposed model is based on the examination of 30 construction companies during the years 2008–2020 and is then applied in a case study to one selected construction company. Keywords: Finanční analýza; Du Pont dekompozice; Rentabilita vlastního kapitálu; Tržby; Model finančního řízení; Finanční plán.; Financial analysis; Du Pont decomposition; Return on Equity; Sales; Financial management model; Fiancial plan. Available in a digital repository NRGL Finanční analýza jako nástroj pro strategický management stavebního podniku

Cílem práce je návrh řešení formou modelu strategického finančního řízení za pomoci metod finanční analýzy, dále formulace doporučení a sestavení metodiky pro jeho implementaci. V navrhovaném modelu ...

Hort, Eva; Straková, Jarmila; Meluzín, Tomáš; Kocanda, Pavel; Vítková, Eva
Vysoké učení technické v Brně, 2023

Metodika tvorby virtuálního dvojčete dynamické soustavy
Kšica, Filip; Novotný, Tomáš; Holub, Michal; Hadaš, Zdeněk
2023 - Czech V posledním desetiletí začaly digitální dvojčata a kyber-fyzikální systémy pronikat z teoretické roviny do širokého spektra průmyslových aplikací, avšak velmi rozpolcené a nejednotné chápání jejich podstaty výrazně komplikuje proces tvorby univerzální metodiky pro jejich realizaci. Mezi hlavní cíle této práce patří systémová studie těchto pojmů a jejich hlavních součástí a následné navržení metodiky pro jejich realizaci v kontextu průmyslových aplikací souvisejících s aktuálně řešenými projekty. Klíčovou roli hraje vymezení role výpočtového modelování a metod redukce při realizaci digitální části dvojčete, a to nejen vlastních fyzických soustav, ale i senzorických systémů tvořících jádro kyber-fyzikálních systémů, které jsou nedílnou součástí interaktivních vazeb mezi dílčími částmi digitálních dvojčat. Tyto systémy jsou v poslední části práce představeny v kontextu obráběcího průmyslu, letectví a železniční dopravy, přičemž slouží nejen jako nástroje pro přímé vyhodnocení provozního stavu, ale také jako zdroj dat pro navazující pokročilé algoritmy monitorování stavu konstrukcí a prediktivní údržby. Over the last decade, digital twins and cyber-physical systems have been slowly developed from mere theoretical concepts to potent industrial applications in a large spectrum of areas, however, ambiguous understanding of the fundamentals significantly complicates the process of finding a general methodology necessary for their successful implementation. Therefore, one of the main goals of this thesis is a systematic study of these concepts and their main parts, followed by formulating a methodology that could lead to successful and effective industrial applications in the context of current projects. The key part in this effort falls to computational modelling and dynamic reduction of complex mechanical systems that comprise the digital part of a digital twin, including but not limited to the main structure but also sensing systems. These sensing systems serve as cyber-physical systems that fulfill the role of interactive links between the individual parts of a digital twin and are introduced in the last part of this thesis in the context of manufacturing industry, airspace, and railway industry, where they are used not only for condition and operational monitoring, but also provide large amount of accurate real-time data for structure health monitoring and predictive maintenance purposes. Keywords: Digitální dvojče; kyber-fyzikální systém; výpočtové modelování; redukce dynamických systémů; modální syntéza; senzorické systémy; monitorování provozních vlastností; Digital twin; cyber-physical systems; computational modelling; dynamic system reduction; component mode synthesis; sensing systems; condition monitoring Available in a digital repository NRGL Metodika tvorby virtuálního dvojčete dynamické soustavy

V posledním desetiletí začaly digitální dvojčata a kyber-fyzikální systémy pronikat z teoretické roviny do širokého spektra průmyslových aplikací, avšak velmi rozpolcené a nejednotné chápání jejich ...

Kšica, Filip; Novotný, Tomáš; Holub, Michal; Hadaš, Zdeněk
Vysoké učení technické v Brně, 2023

Integrované řešení jednotky „waste gas-to-energy“
Freisleben, Vít; Buzík, Jiří; Reppich, Marcus; Jegla, Zdeněk
2023 - Czech Jednotky pro energetické využití plynných odpadů – anglicky „Waste Gas-to-Energy“ (WGtE) – umožňují jejich termické zpracování a současně energetické využití. Provoz jednotek WGtE je však spojen s velkou spotřebou externího paliva a produkované spaliny vyžadují aplikaci technologie čištění spalin. Tato dizertační práce prezentuje výsledky doktorského studia zaměřeného na téma integrovaného řešení jednotky WGtE, což je účinný přístup pro dosažení úspor spotřeby externího paliva při minimalizaci investičních nákladů. Nejprve je zde představena vyvinutá analytická metoda pro návrh technologických úprav existujících jednotek WGtE zpracovávajících odpadní plyny za účelem dosažení jejich hospodárného a více ekologického provozu. Pozornost je věnována především popisu vytvořených matematických vztahů a grafických nástrojů, které mohou být využity odbornou veřejností, zejména provozovateli jednotek WGtE. Pro další snížení negativního vlivu těchto provozů na životní prostředí je druhou oblastí řešenou v dizertační práci vývoj zařízení na čištění spalin redukcí koncentrace oxidů dusíku. Vedle technologické koncepce a konstrukčního provedení tohoto zařízení jsou zde prezentovány výsledky experimentální činnosti v laboratorních i průmyslových podmínkách, kde byl potvrzen velký potenciál využití těchto zařízení jak v jednotkách WGtE, tak v celé řadě dalších průmyslových spalovacích zařízení. Waste Gas-to-Energy (WGtE) units allow the thermal processing of gaseous waste and its simultaneous energy recovery. However, the operation of WGtE units involves a large consumption of external fuel, and the flue gases produced require the application of flue gas cleaning technology. This thesis presents the results of a study focused on the topic of integrated WGtE unit design, which is an effective approach for achieving external fuel consumption savings while minimizing investment costs. Firstly, it presents the developed analytical method for the design of technological modifications of existing WGtE units treating waste gases in order to achieve their economical and more environmentally friendly operation. Attention is mainly paid to the description of the developed mathematical relations and graphical tools that can be used by the professional community, especially by the operators of WGtE units. To further reduce the negative environmental impact of these units, the second area addressed in the thesis is the development of flue gas cleaning equipment for the reduction of nitrogen oxides concentration. In addition to the technological concept and design of this device, the results of experimental work in laboratory and industrial environment are presented, where the great potential of using these devices in WGtE units as well as in a wide range of other industrial combustion plants was confirmed. Keywords: Jednotka WGtE; odplyn; energetická rekonstrukce; analytická metoda; oxidy dusíku; hydrolýza močoviny; hydrolýzní generátor amoniaku.; WGtE unit; waste gas; energy retrofit; analytical method; Nitrogen Oxides; Urea hydrolysis; Hydrolysis Ammonia Generator. Available in a digital repository NRGL Integrované řešení jednotky „waste gas-to-energy“

Jednotky pro energetické využití plynných odpadů – anglicky „Waste Gas-to-Energy“ (WGtE) – umožňují jejich termické zpracování a současně energetické využití. Provoz jednotek WGtE je však spojen s ...

Freisleben, Vít; Buzík, Jiří; Reppich, Marcus; Jegla, Zdeněk
Vysoké učení technické v Brně, 2023

Výroba a vlastnosti litých keramických jader na bázi etylsilikátu
Bořil, Petr; Trunec, Martin; Vasková,, Iveta; Záděra, Antonín
2023 - Czech Disertační práce je zaměřena na výrobu a vlastnosti litých keramických jader na bázi etylsilikátu. Hlavní motivací je vyvinutí nové technologie litých keramických jader, která by vyřešila nedostatky původní technologie litých keramických jader Shaw a byla rentabilní. Původní technologie Shaw měla nízké manipulační pevnosti jader, což u větších jader vedlo k nutnosti použití ocelových výztuh. Při tomto opatření však stále docházelo k porušení jader vlivem rozdílné teplotní roztažnosti výztuh a keramiky. Experimentální část práce se tedy věnuje možnosti zvýšení manipulační pevnosti litých keramických jader. V jednotlivých etapách je popsán vliv granulometrického složení žáruvzdorného materiálu, přísady vláken, přísady organických látek a penetrace fosforečnany na pevnosti jader. Poznatky dosažené v jednotlivých etapách vedly k vývoji nové technologie litých keramických jader, jejíž vlastnosti jsou popsány v závěrečné kapitole. The doctoral thesis is focused on the production and properties of cast ceramic cores based on ethyl silicate. The main motivation is to develop a new technology for cast ceramic cores that would solve the shortcomings of Shaw’s original cast ceramic technology and would be viable. Shaw’s original technology has low handling strength of the cores, which lead to the necessity to use steel reinforcements for larger cores and even then the cores were broken due to the different thermal expansion of the reinforcements and ceramics. The Experimental part of the thesis is therefore devoted to the possibility of increasing the handling strength of cast ceramic cores. The influence of granulometric composition of the refractory material, addition of fibers, addition of organic substances and penetration of phosphate on the strength of the cores is described in the individual stages. The knowledge gained in the individual stages led to the development of a new cast ceramic cores technology whose properties are described in the final chapter. Keywords: Etylsilikát; litá jádra; keramika; metoda Shaw; fosforečnany; Ethyl silicate; cast cores; ceramics; Shaw process; phosphates Available in a digital repository NRGL Výroba a vlastnosti litých keramických jader na bázi etylsilikátu

Disertační práce je zaměřena na výrobu a vlastnosti litých keramických jader na bázi etylsilikátu. Hlavní motivací je vyvinutí nové technologie litých keramických jader, která by vyřešila nedostatky ...

Bořil, Petr; Trunec, Martin; Vasková,, Iveta; Záděra, Antonín
Vysoké učení technické v Brně, 2023

Optimalizace simulací komponent teplárenských soustav
Kudela, Libor; Klimeš, Lubomír; Kořista, Milan; Pospíšil, Jiří
2023 - Czech Tato práce je zaměřena na výpočtové modely teplárenských rozvodů, jejich numerickou optimalizaci a prediktivní řízení zohledňující akumulaci tepla. Předešlé studie se vyhýbají použití element metody kvůli její výpočetní náročnosti. Avšak v kombinaci s nynějším vývojem metod výpočetní vědy dostává tato stará metoda nový rozměr. Tato práce prezentuje nový simulační model horkovodu s komplexní fyzikou a možností efektivního řešení inverzních úloh, jež jsou základem pro prediktivní řízení. Poznatky získané v této práci umožňují maximalizovat výpočetní efektivnost komponent použitých při simulacích rozvodů centrálního zásobování teplem. The thesis aims at the computational solution of district heating networks, their numerical optimization, and predictive control considering heat accumulation. Previous studies avoid using the so-called element method because of its computational expensiveness. However, in combination with current development in scientific computing, it adds a new dimension to the old method. This thesis presents a new simulation model of a district heating pipe with complex physics and efficient inverse problem-solving capability, which is the core of predictive control. The findings acquired in this dissertation allow us to maximize the computational effectiveness of simulation components found in district heating networks Keywords: Teplárenství; matematické modelování; optimalizace; District heating; mathematical modelling; optimization Available in a digital repository NRGL Optimalizace simulací komponent teplárenských soustav

Tato práce je zaměřena na výpočtové modely teplárenských rozvodů, jejich numerickou optimalizaci a prediktivní řízení zohledňující akumulaci tepla. Předešlé studie se vyhýbají použití element metody ...

Kudela, Libor; Klimeš, Lubomír; Kořista, Milan; Pospíšil, Jiří
Vysoké učení technické v Brně, 2023

Modelování privilegované průsakové cesty
Petrula, Lubomír; Baroková, Dana; Brouček, Miroslav; Říha, Jaromír
2023 - Czech Jedním z nejnebezpečnějších jevů na vodních dílech z hlediska možnosti jejich porušení jsou filtrační deformace. Při filtračních deformacích dochází k přeskupování zrn uvnitř materiálu a v některých případech i k jejich postupnému odplavování. Nebezpečnost tohoto jevu je primárně dána obtížností jeho detekce. Jedním ze speciálních případů filtrační deformace je zpětná eroze vznikající v podzákladí vodního díla (hráz nebo obdobná příčná stavba na vodním toku, příp. protipovodňová hráz). Při tomto jevu dochází k postupnému vyplavování materiálu z podzákladí vlivem proudových sil a ke vzniku privilegované průsakové cesty. Výsledkem procesu vyplavování může být propojení prostorů nad a pod předmětnou konstrukcí. Spolu s tímto dějem dochází i ke zvětšování průsakové cesty do stran a do hloubky. Přesné podmínky vzniku privilegované průsakové cesty jsou vyšetřovány již od počátku 20. stol. Data z experimentů či z pozorování na reálných vodních dílech se však převážně soustředí na celkové měřítko a nesledují lokální hydraulické podmínky v průsakové cestě ani na jejím čele. Stejně tak zatím nebyl zcela prozkoumán jev zpětné eroze (resp. jeho rychlost) v písčitých materiálech. Rozšiřování průsakové cesty zatím bylo zkoumáno pouze na jílovitých materiálech, a to převážně z důvodu jednoduchosti práce s nimi. Cílem této práce bylo popsat mechanismus vývoje privilegované průsakové cesty v podzákladí vodního díla. Za tímto účelem bylo navrženo a otestováno nové měřicí zařízení, pomocí kterého byly následně prováděny experimenty na vybraných stejnozrnných píscích. Po vyhodnocení výsledků experimentů byl navržen vztah pro stanovení rychlosti zpětné eroze. Na základě znalostí o hydraulických podmínkách byl vytvořen i ideový návrh numerického modelu vývoje privilegované průsakové cesty. One of the most dangerous processes that can occur on water retaining structures is deformation due to seepage. During these processes, a rearrangement of individual grains within the material happens and, in some cases, grains may be carried out of the material entirely. The dangerousness of such processes is given due to difficulty of their detection. A special case of deformations due to seepage is a backward erosion piping that occurs in the foundation of the structure (dams, weirs and such). During the process, a material is flushed out of the foundation due to forces induced by groundwater flow which leads to formation of the seepage pipe. The result of pipe progress may be a complete connection of spaces upstream and downstream the structure. Along with the pipe’s backward progression, its widening and increase in depth may be observed. Conditions of initialisation of backward erosion piping have been a topic for research since the beginning of 20th century. However, the data from experiments or even from direct observations on water retaining structures were focused mainly on general conditions and it did not pay enough attention to local conditions within the pipe nor on its tip where erosion occurs. Also, the speed of the whole process and the rate of backward erosion were not researched either. The pipe cross-sectional changes were researched only for materials with high contains of clay. The reason for using only clayey materials was given by ease of sample preparation. The goal of this work was to describe a process of the backward erosion piping that occurs in structure foundation. For this goal, a new device was designed, tested, and used for experimenting on picked uniform sands. After evaluation of obtained results, a new formula for calculation of backward erosion rate was derived. Based on the knowledge on hydraulic conditions in the sample and the pipe, a numeric model of the pipe progression was proposed. Keywords: Eroze privilegované průsakové cesty; kritický hydraulický gradient; nestejnozrnnost materiálu; hydraulická vodivost; pórovitost; experimentální výzkum; numerický model; Backward erosion piping; critical hydraulic gradient; material uniformity; hydraulic conductivity; porosity; experimental research; numerical model Available in a digital repository NRGL Modelování privilegované průsakové cesty

Jedním z nejnebezpečnějších jevů na vodních dílech z hlediska možnosti jejich porušení jsou filtrační deformace. Při filtračních deformacích dochází k přeskupování zrn uvnitř materiálu a v některých ...

Petrula, Lubomír; Baroková, Dana; Brouček, Miroslav; Říha, Jaromír
Vysoké učení technické v Brně, 2023

Možnosti využití klasických popílků po denitrifikaci spalin
Snop, Roman; Dvořák, Karel; Bílek, Vlastimil; Havlica, Jaromír
2023 - Czech Tato disertační práce s názvem „Možnosti využití klasických popílků po denitrifikaci spalin‘‘ se zabývá zpracováním údajů o problematice amoniakálního/kontaminovaného popílku po technologii selektivní nekatalytické redukce (SNCR) v uhelných elektrárnách, experimentálním ověřením vlivu amonných solí na vlastnosti popílků a vlivu na pracovní prostředí. Byly shromážděny základní údaje o problematice amoniakálního popílku. Konkrétně se jedná o několik hlavních oblastí výzkumu. Je popsána vazba amoniaku v popílku produkovaném po SNCR, je řešena problematika stanovení amonných iontů v popílku, v maltách a betonech. Dále jsou experimentálně ověřovány vlivy použití amoniakálního popílku na vlastnosti betonů a rovněž se práce věnuje vyluhovatelnosti amoniakálních popílků. This doctoral thesis, "Possibilities of using conventional fly ash after flue gas denitrification", deals with the solution and processing of data on the issue of ammonia / contaminated fly ash after selective non-catalytic reduction (SNCR) technology in coal-fired power plants. Also this thesis is focused on experimental verification of the effect of ammonium salts on the properties of fly ash and the effect on the working environment. Basic data on the issue of ammonia ash were collected. Specifically, these are several main areas of research. The binding of ammonia in fly ash produced after SNCR is described, the problem of determination of ammonium ions in fly ash, mortars and concretes is solved. Furthermore, the effects of the use of ammonia fly ash on the properties of concrete are experimentally verified, and the work also deals with the leachability of ammonia fly ash Keywords: Selektivní nekatalytická redukce; vysokoteplotní popílky; popílky po SNCR; využití popílků po SNCR; Selective non-catalytic reduction; high-temperature fly ash; fly ash after SNCR; use of fly ash after SNCR Available in a digital repository NRGL Možnosti využití klasických popílků po denitrifikaci spalin

Tato disertační práce s názvem „Možnosti využití klasických popílků po denitrifikaci spalin‘‘ se zabývá zpracováním údajů o problematice amoniakálního/kontaminovaného popílku po technologii selektivní ...

Snop, Roman; Dvořák, Karel; Bílek, Vlastimil; Havlica, Jaromír
Vysoké učení technické v Brně, 2023