Ne (10422)
Počet nalezených dokumentů:
10422
Publikováno od
do
Využití metod SPE pro stanovení ultrastopových koncentrací platinových kovů v environmentálních matricích
Ježek, Stanislav; Zlámalová Gargošová, Helena; Gregor, Tomáš; Komendová, Renata
2024 - český
Tato disertační práce je zaměřena na studium sorpčních technik pro stanovení platiny a palladia na modifikovaných pevných sorbentech a iontoměničích. Finální stanovení proběhlo na atomové absorpční spektrometrii s elektrotermickou atomizací (ET-AAS). Pro studium sorpce bylo vybráno šest modifikovaných sorbentů. Byly studovány čtyři modifikované nepolární silikagely a dva sorbenty byly na bázi kopolymeru styren divinylbenzen. Dále byly studovány tři kationtoměničové pryskyřice a tři aniontoměničové. U modifikovaných sorbentů a aniontoměničových pryskyřic byla studována účinnost sorpce platiny a palladia. Dále pak vliv interferujících prvků (Fe, Cu, Zn, Pb, K, Na, Ca a Mg). Další parametr pro hodnocení účinnosti sorbentů je objem eluční směsi potřebné pro účinnou eluci platiny a palladia ze sorbentů. Na základě výsledků byl vybrán sorbent pro prekoncentraci platiny a palladia z reálných environmentálních vzorků z životního prostředí. Studium koncentrace platiny a palladia ve složkách životního prostředí je rozdělena na dvě části. První část porovnává dvě města s odlišnou velikostí a koncentrací vozidel. Jedná se o krajské město v České republice – Jihlava a o hlavní město Rakouska – Vídeň. Pro vzorkování půdních matric byly vytipovány místa v blízkosti frekventovaných dopravních uzlů. V Jihlavě se koncentrace platiny pohybovala od 16,93 do 38,72 ng.g-1 a u palladia od 2,705 do 8,452 ng.g-1. Ve Vídni byly zjištěné koncentrace vyšší. Koncentrace platiny se pohybovaly od 39,22 ng.g-1 do 159,2 ng.g-1 a u palladia od 18,45 ng.g-1 do 98,21 ng.g-1. Druhá část byla zaměřena na nejfrekventovanější dopravní uzel v České republice – dálnici D1 se zaměřením na úsek v blízkosti vodní nádrže Švihov, která slouží jako jeden z hlavních zdrojů pitné vody pro hlavní město ČR – Prahu. V tomto úseku jsou instalovány dešťové retenční nádrže – „lapoly“. V blízkosti těchto lapolů byl vždy odebrán půdní vzorek a z lapolů pak sediment v nádrži a odsazená voda na odtoku z nádrže. Tyto dešťové retenční nádrže se ukázaly jako vhodná místa pro monitoring polutantů z automobilové dopravy. This dissertation is focused on the study of sorption techniques for the determination of platinum and palladium on modified solid sorbents and ion exchangers. The final determination was made using atomic absorption spectrometry with electrothermal atomization (ET-AAS). Six modified sorbents were selected for the sorption study. Four modified non-polar silica gels were studied and two sorbents were based on styrene divinylbenzene copolymer. Furthermore, three cation exchange resins and three anion exchange resins were studied. The sorption efficiency of platinum and palladium was studied with modified sorbents and anion exchange resins. Furthermore, the influence of interfering elements (Fe, Cu, Zn, Pb, K, Na, Ca and Mg). Another parameter for evaluating the effectiveness of sorbents is the volume of the elution mixture required for effective elution of platinum and palladium from the sorbents. Based on the results, a sorbent was selected for the preconcentration of platinum and palladium from real environmental samples from the environment. The study of the concentration of platinum and palladium in environmental components is divided into two parts. The first part compares two cities with different sizes and vehicle concentrations. It is a regional capital in the Czech Republic – Jihlava and the capital of Austria – Vienna. For soil matrix sampling, locations near frequent traffic junctions were selected. In Jihlava, the concentration of platinum ranged from 16.93 to 38.72 ng.g-1 and for palladium from 2.705 to 8.452 ng.g-1. In Vienna, the detected concentrations were higher. Platinum concentrations ranged from 39.22 ng.g-1 to 159.2 ng.g-1 and for palladium from 18.45 ng.g-1 to 98.21 ng.g-1. The second part was focused on the busiest traffic junction in the Czech Republic - the D1 highway, focusing on the section near the Švihov water reservoir, which serves as one of the main sources of drinking water for the capital of the Czech Republic - Prague. Rain retention tanks - "lapolas" - are installed in this section. A soil sample was always taken in the vicinity of these lapolas, and from the lapolas the sediment in the reservoir and settled water at the outlet from the reservoir. These rain retention tanks proved to be suitable places for monitoring pollutants from automobile traffic.
Klíčová slova:
platina; palladium; SPE; prekoncentrace; HR-CS-ET-AAS; autokatalyzátory; platinum; palladium; SPE; preconcentration; HR-CS-ET-AAS; autocatalysts
Plné texty jsou dostupné v digitálním repozitáři NUŠL
Využití metod SPE pro stanovení ultrastopových koncentrací platinových kovů v environmentálních matricích
Tato disertační práce je zaměřena na studium sorpčních technik pro stanovení platiny a palladia na modifikovaných pevných sorbentech a iontoměničích. Finální stanovení proběhlo na atomové absorpční ...
Automatická kalibrace dohledové kamery pozorováním rigidních objektů
Bartl, Vojtěch; Buchholz, Michael; Hurtík, Petr; Herout, Adam
2024 - anglický
Tato práce je zaměřena na automatickou kalibraci kamery na základě vícečetných pozorování libovolných rigidních předmětů. Na základě pozorování rigidních objektů pohybujících se ve společné rovině jsme schopni kalibrovat kameru vzhledem ke společné rovině, a tak jsme schopni provádět měření ve scéně. Objekty v rovině obrazu jsou detekovány a klasifikovány a význačné body na těchto objektech jsou lokalizovány. Motivací bylo použití těchto metod v dopravním prostředí, proto naše "objekty" jsou nejčastěji vozidla. Navrhujeme tři různé metody, které jsou schopny vypočítat kalibraci kamery na základě těchto lokalizovaných význačných bodů v rovině obrazu s jediným omezením - musí být známy 3D modely, ale ty mohou být známy kalibračnímu systému ještě před samotnou kalibrací. Proces kalibrace kamery je pak plně automatický a žádné další informace nejsou již potřeba. Na rozdíl od předchozích aktuálních metod pro automatickou kalibraci kamery, navržené metody jsou schopny odhadnout všechny parametry kamery (včetně ohniskové vzdálenosti). Vytvořili jsme rovněž nový dataset BrnoCarPark , který obsahuje záznamy různých scén a detekovaná vozidla spolu s lokalizovanými význačnými body. K dispozici jsou měření vzdáleností ve scénách, která mohou být přepočítány pomocí vypočtených parametrů kalibrace kamery. Všechny navrhované metody překonávají současné aktuální metody. Vyhodnotili jsme naše metody na zkonstruovaném datasetu a také dalším datasetu BrnoCompSpeed . Také jsme provedli experimenty na syntetických datech, které prokazují stabilitu a použitelnost navrhovaných metod. This work is focused on automatic camera calibration based on multiple observations of arbitrary rigid objects. Based on observations of rigid objects moving in a common plane, we are able to calibrate camera w.r.t. the plane, and thus we are able to do measurements in a scene. Objects in the image plane are detected, and classified, and landmarks on these objects are localized. Our motivation was the usage of these methods in traffic scenarios, and thus as our ''objects'' we consider vehicles. We propose three different methods that are able to compute camera calibration based on these localized landmarks in an image plane with the only limitation - 3D models must be provided, but these can be known to the calibration system as a background. The camera calibration process is then fully automatic, and no more information is needed. Contrary to previous state-of-the-art methods for automatic camera calibration, the proposed methods are able to estimate all camera parameters (including focal length). We also collected a new dataset BrnoCarPark , which contains records of different scenes with detected vehicles and localized landmarks. Ground-truth measurements in scenes are available, and these can be re-computed by computed camera calibration parameters. All the proposed methods outperform the recent state-of-the-art method in an accurate manner. We evaluated our methods on the constructed dataset and also another dataset BrnoCompSpeed . We also made experiments on synthetic datasets, which prove the stability and usability of the proposed methods.
Klíčová slova:
Automatic Camera Calibration; Rigid Objects; Calibration Dataset; Vehicle Detection; Vehicle Classification; Landmarks Localization; Vehicle Re-Identification; Horizon Estimation; AI City Challenge; Automatická Kalibrace Kamery; Rigidní Objekty; Datová Sada pro Kalibraci; Detekce Vozidel; Klasifikace Vozidel; Lokalizace Význačných Bodů; Reidentifikace Vozidel; Odhad Horizontu; AI City Challenge
Plné texty jsou dostupné v digitálním repozitáři NUŠL
Automatická kalibrace dohledové kamery pozorováním rigidních objektů
Tato práce je zaměřena na automatickou kalibraci kamery na základě vícečetných pozorování libovolných rigidních předmětů. Na základě pozorování rigidních objektů pohybujících se ve společné rovině ...
Paralelní numerické řešení diferenciálních rovnic
Nečasová, Gabriela; Čermák, Martin; Kozek, Martin; Šátek, Václav
2024 - anglický
Diferenciální rovnice se studují již vice než 300 let. Poprvé parciální diferenciální rovnice použil švýcarský matematik a právník Nicolaus Bernoulli v 18. století. Parciální diferenciální rovnice druhého řádu se používají k modelování široké škály jevů ve vědě, technice a matematice, například šíření světelných a zvukových vln, pohybu tekutin a šíření tepla. Práce se zabývá paralelním numerickým řešením parciálních diferenciálních rovnic. Parciální diferenciální rovnice druhého řádu jsou pomocí metody přímek převedeny na rozsáhlé soustavy obyčejných diferenciálních rovnic. Prostorové derivace v parciální diferenciální rovnici jsou nahrazeny různými typy konečných diferencí. Výsledné soustavy obyčejných diferenciálních rovnic (problémy počátečních hodnot) jsou řešeny paralelně pomocí Runge-Kutta metod a nově navržené metody vyššího řádu založené na Taylorově řadě. Numerické experimenty vybraných problémů jsou realizovány na superpočítači s různým počtem výpočetních uzlů. Výsledky ukazují, že metoda založená na Taylorově řadě výrazně překonává standardní Runge-Kutta metody. Differential equations have been studied for over 300 years. Partial differential equations were first used by the Swiss mathematician and lawyer Nicolaus Bernoulli in the 18th century. Second-order partial differential equations are used to model a wide range of phenomena in science, engineering, and mathematics, such as the propagation of light and sound waves, the motion of fluids, and the diffusion of heat. The thesis deals with the parallel numerical solution of partial differential equations. Second-order partial differential equations are transformed into large systems of ordinary differential equations using the method of lines. The spatial derivatives in the partial differential equation are replaced by various types of finite differences. The resulting large systems of ordinary differential equations (initial value problem) are solved in parallel using Runge-Kutta methods and the newly proposed higher-order method based on Taylor series. The numerical experiments of the selected problems are calculated using a supercomputer with different numbers of compute nodes. The results show that the Taylor-series-based numerical method significantly over-performs state-of-the-art Runge-Kutta methods.
Klíčová slova:
partial differential equations; ordinary differential equations; initial value problems; Taylor series; Runge-Kutta; method of lines; finite differences; parallel computations; supercomputers; parcilální diferenciální rovnice; obyčejné diferenciální rovnice; problémy počátečních hodnot; Taylorova řada; Runge-Kutta; metoda přímek; konečné diference; paralelní výpočty; superpočítače
Plné texty jsou dostupné v digitálním repozitáři NUŠL
Paralelní numerické řešení diferenciálních rovnic
Diferenciální rovnice se studují již vice než 300 let. Poprvé parciální diferenciální rovnice použil švýcarský matematik a právník Nicolaus Bernoulli v 18. století. Parciální diferenciální rovnice ...
Rentgenová počítačová tomografie měkkých tkání
Kavková, Michaela; Tromba, Giuliana; Szabo-Rogers, Heather; Zikmund, Tomáš
2024 - anglický
Abstrakt Průmyslová rentgenová počítačová mikro tomografie (mikro CT) je nedestruktivní zobrazovací technika používaná pro vizualizaci vnitřních struktur vzorků a tvorbu přesných 3D modelů. Jádro této práce se zaměřuje na praktickou implementaci průmyslového mikro CT v oblasti biologického výzkumu se zaměřením na zobrazování měkkých tkání. Cílem této práce bylo prozkoumat potenciál mikro CT zobrazování jako nedestruktivní metody pro vizualizaci měkkých tkání a navrhnout komplexní metodiku pro přípravu vzorků a analýzu získaných dat ve specializovaných programech. Na příkladu případových studií jsou prezentovány aplikace mikro CT zobrazování v různorodých oblastech výzkumu vývojové biologie, poskytující metodologii pro přesnou 3D analýzu vybraných struktur. V závěru práce je diskutován potenciál zobrazování průmyslovým mikro CT v biologickém výzkumu, zaměřeným na schopnosti identifikovat anatomické struktury, sledovat vývojové procesy a zlepšit naše chápání komplexních biologických systémů. Abstract Industrial X-ray micro computed tomography (micro CT) is a non-destructive imaging technique used for visualization of internal structures of samples and creation of precise 3D models. The core of this thesis revolves around the practical implementation of industrial micro CT in biological research with focus on the imaging of soft tissues. The aim of this study was to explore the potential of industrial micro CT as a non-destructive imaging tool for soft tissue visualization and to propose complex methodology for preparation of the sample and the analysis of obtained data in the specialized software. In the thesis the case studies showcasing the diverse applications of micro CT in various developmental biology research domains are presented, providing the methodology for precise 3D analysis of the selected structures. The thesis concludes by summarizing the transformative potential of industrial micro CT in biological research, highlighting its ability to unveil intricate anatomical structures, track developmental processes, and enhance our understanding of complex biological systems.
Klíčová slova:
X-ray micro computed tomography; soft tissues; advanced 3D imaging; micro CT contrasting protocols; Rentgenová počítačová tomografie; měkké tkáně; pokročilé 3D zobrazování; kontrastovací protokoly pro mikro CT
Plné texty jsou dostupné v digitálním repozitáři NUŠL
Rentgenová počítačová tomografie měkkých tkání
Abstrakt Průmyslová rentgenová počítačová mikro tomografie (mikro CT) je nedestruktivní zobrazovací technika používaná pro vizualizaci vnitřních struktur vzorků a tvorbu přesných 3D modelů. Jádro této ...
Optimalizace transportu vzduchu ve ventilátorové komoře s volným oběžným kolem
Cakl, Dominik; Bašta, Jiří; Cifrinec, Ivan; Rubina, Aleš
2024 - český
Práce se zabývá zlepšením hydraulických vlastností transportu vzduchu ve ventilátorových komorách s volnými oběžnými koly, kterými jsou opatřeny každé větší centrální vzduchotechnické systémy. Každý větší centrální vzduchotechnický systém je opatřen sáním čerstvého vzduchu, které transportuje vzduch do ventilátorové komory, ve které je ventilátor s volným oběžným kolem, který zajišťuje transport vzduchu a dodává proudu vzduchu kinetickou energii. Z ventilátorové komory je vzduch dále transportován vzduchotechnickým systémem do jednotlivých distribučních elementů. Analogicky je skrze ventilátorovou komoru řešen i odvod znečištěného vzduchu. Turbulentní proudění vzduchu na výstupu z oběžného kola způsobuje tlakovou ztrátu ve výtlačné komoře vzduchotechnické jednotky, neboť vzduch je dopravován pulzně podle záběru lopatek. V praxi jsou do vzduchotechnických jednotek osazovány ventilátory o menších výkonových parametrech naměřených v laboratořích za ideálních okrajových podmínek, které neřeší problém v rozdílu reálného dopravního tlaku mezi přívodním a odvodním vzduchovodem s následkem, že instalované ventilátory v reálné ventilátorové skříni nedosahují parametrů udávaných výrobcem. Snižování tlakových ztrát ve ventilátorových komorách koreluje se snižováním spotřeby energie u zařízení zajišťujících transport vzduchu v souvislosti s udržitelnou výstavbou. Na základě vývoje aeorodynamické účinnosti ventilátorů a evropské legislativy byl popsán aktuální trend významného snižování spotřeby energie, mimo jiné u zařízení zajišťujících transport vzduchu, prostřednictvím oprav, opětovného použití, změnou účelu a recyklace použitých materiálů a prostřednictvím prodloužení životnosti výrobků a budov. Dále jsou uvedeny tři rešeršní principy a metody zlepšení účinnosti zařízení za účelem snížení energetické potřeby zařízení zajišťujících transport vzduchu, jejichž autoři přistupují k výzkumu numericky a experimentálně. Cílem originálních technických řešení uváděných v této práci, je představit vývoj, pomocí kterého se optimalizují tlakové ztráty ventilátorové komory s volným oběžným kolem. První řešení popisuje princip náběhových plechů, kde je cílem pomoci proudu vzduchu eliminovat negativní dopady víření a ulehčit výtok vzduchu z ventilátorové komory pomocí hladkého sklouznutí po šikmé ploše, čímž dochází ke snížení měrného příkonu ventilátoru až o 5,9 % (za daných okrajových podmínek). Podstatou druhého inovativního technického řešení je představit volné oběžné kolo, které vychází ze spojení dvou řad zakřivených lopatek konkávního a konvexního tvaru, které slouží k optimalizaci tlakové ztráty ventilátorové komory s volným oběžným kolem, které produkuje menší, rovnoměrnější, vzájemně interagující proudy, které pomáhají proudu vzduchu plynuleji změnit směr víření ve ventilátorové komoře a které nenašlo pro konkrétní měřené okrajové podmínky prakticky žádný význam. Podstatou třetího inovativního technického řešení je představení moderní výroby produktů z „udržitelných“ materiálů za pomocí 3D tisku, v podobě volného oběžného kola pro ventilátory s volným oběžným kolem. Výsledky geometrických kopií volných oběžných kol vyrobených z lehčího materiálu reflektují, že došlo ke snížení průměrného měrného příkonu ventilátoru až o 4,4 %, přičemž došlo zároveň ke snížení součtové hladiny zvuku. The work deals with the improvement of the hydraulic properties of air transport in fan chambers with free impeller wheels, which are equipped in every larger central air handling system. Every larger central air handling system is equipped with a fresh air intake that transports the air into a fan chamber, which contains a free-wheel fan that provides air transport and provides kinetic energy to the air stream. From the fan chamber, the air is further transported by the air handling system to the individual distribution elements. Similiary, the extraction of polluted air is solved through the fan chamber. The turbulent flow of air at the outlet of the impeller causes a pressure loss in the discharge chamber of the air handling unit, as the air is transported in pulses according to the slip of the blades. In practice, fans with smaller performance parameters measured in laboratories under ideal boundary conditions are installed in air handling units, which do not solve the problem of the difference in real traffic pressure between the supply and exhaust air ducts, with the result that the installed fans in the real fan box do not reach the parameters specified by the manufacturer. Reduction the pressure losses in fan chambers is correlated with the reduction of energy consumption of equipment ensuring air transport in the context of sustainable construction. Based on the development of aerodynamic efficiency of fans and European legislation, the current trend of a significant reduction in energy consumption was described, among other things, for equipment providing air transport, through repairs, reuse, repurposing and recycling of used materials, and through extending the life of products and buildings. Furthermore, three research principles and methods of improving the efficiency of equipment in order to reduce the energy demand of equipment ensuring air transport are presented, the authors of which approach the research numerically and experimentally. The goal of the original technical solutions presented in this work is to present a development that optimizes the pressure losses of a fan chamber with a free impeller. The first solution describes the principle of lead-in plates, where the goal is to help the air stream eliminate the negative effects of swirling and facilitate the outflow of air from the fan chamber by means of a smooth slide along an inclined surface, which reduces the specific power of the fan, under the given marginal conditions, by up to 5.9 %. The essence of the second innovative technical solution is to present a free impeller, which is based on the connection of two rows of curved blades of concave and convex shape, which serves to optimize the pressure loss of the fan chamber with a free impeller, which produces smaller, more uniform, mutually interacting currents that help the flow of air to more smoothly change the direction of swirling in the fan chamber and which found practically no value for the specific measured boundary conditions. The essence of the third innovative technical solution is the introduction of modern production of products from "sustainable" materials with the help of 3D printing, in the form of a free impeller for fans with a free impeller. The results of geometric copies of free impellers made of lighter material reflect that there was a reduction in the average specific power of the fan by up to 4.4 %, while at the same time there was a reduction in the total sound level.
Klíčová slova:
Centrální klimatizační systém; volné oběžné kolo; ventilátorová komora; tlakové ztráty ventilátorů; moderní udržitelný materiál; 3D tisk; redistribuce vzduchu; měrný příkon ventilátoru. Vývoj volného oběžného kola.; Central air conditioning systém; free impeller wheel; fan chambre; pressure loss of the fans; modern sustainable material; 3D printing; air redistribution; specific fan power; development of the free impeller wheel.
Plné texty jsou dostupné v digitálním repozitáři NUŠL
Optimalizace transportu vzduchu ve ventilátorové komoře s volným oběžným kolem
Práce se zabývá zlepšením hydraulických vlastností transportu vzduchu ve ventilátorových komorách s volnými oběžnými koly, kterými jsou opatřeny každé větší centrální vzduchotechnické systémy. Každý ...
Fluorescenční korelační spektroskopie ve studiu vlastností koloidních systémů
Marková, Kateřina; Lehocký, Marián; Kapusta, Peter; Pekař, Miloslav
2024 - český
Hydrogely jsou pro své vlastnosti vyhledávanou matricí pro medicínské účely. Často jsou tyto vlastnosti podmíněné jejich strukturou, proto je kladen důraz na přesně definovanou polymerní síť. Vrámci předložené dizertační práce byly různé typy hydrogelů zkoumány pomocí fluorescenční korelační spektroskopie (FCS) ve spojení smikroreologií. Spojení těchto metod se při zjišťování vlastností hydrogelů využívá minimálně, proto byla potřeba standardizace aoptimalizace metody. Pro tyto účely byly vybrány fluorescenčně značené silikátové nanočástice sneutrálním povrchovým nábojem. Vrámci optimalizace metody byly zjištěny limity přístroje, kdy se naměřené difúzní koeficienty ještě daly považovat zavalidní. Dále byly určeny parametry, které ovlivňují MSD křivku, tedy mají vliv také nasprávnost samotných naměřených dat. Jako modelový koloidní systém byl vybrán vodný roztok agarózy, který se vzávislosti nakoncentraci pohybuje vrozmezí viskoelastické kapaliny, až po tuhý hydrogel. Na něm byly testovány difúzní vlastnosti použitých nanočástic, ale také strukturní vlastnosti samotného systému. Byly zjištěny limitní koncentrace, kdy difúzní koeficient přestal být vybranou technikou detekovatelný. Tento limit se podařilo částečně posunout úpravou korelačního času, kdy ovšem rozptyl hodnot difúzního koeficientu byl velmi vysoký. Takto naměřené hodnoty byly srovnány sbezkalibrační metodou dvouohniskové fluorescenční korelační spektroskopie (2f-FCS). Dále byly zjišťovány změny vdifúzním koeficientu vzávislosti na typu přípravy vzorků. Současně stěmito experimenty byla provedena i obrazová analýza, která ve spojení sFCS přinesla zajímavé výsledky. Posledním experimentem, který přinesl informace o vlastnostech jak vložených nanočástic, tak polymerním systému, bylo vymývání částic ze struktury hydrogelu. Jako poslední a nejpokročilejší analýza polymerní sítě, která definovala systém novým, alternativním, způsobem, byla vybrána metoda maximální entropie a analýza pomocí log-normální distribuce difúzních koeficientů. Hodnoty získané těmito pokročilými analýzami byly podobné jako data vypočítaná matematickým modelem anomální difúze. Novým přístupem byl popis vlastností pomocí reologických modulů. Ty se získaly řadou přepočtů znaměřené autokorelační křivky. Výstupem byl tedy reologický modul získaný zmikroreologických dat. Tvar křivky je srovnatelný sklasickou (makro)reologií, nicméně číselné hodnoty jsou řádově nižší. Nejmenší částice se vcelé koncentrační řadě chovaly jako včistě viskózním prostředí, největší částice definovaly chování systému vzávislosti nakoncentraci od velmi viskózního po viskoelastické. Posledním typem měření bylo studium hyaluronanu pomocí vybraných nanočástic a dále pomocí jeho fluorescenčně značeného analogu. Veškeré metody, které byly použity ve studiu agarózového hydrogelu se aplikovaly na viskoelastický systém hyaluronanu, kdy se zjišťovala použitelnost vybraných metod pro nový koloidní systém. Because of their properties, hydrogels are a highly sought-after matrix for medical purposes. These properties are often conditioned by the structure, therefore the emphasis is put on a precisely defined polymer network. In the presented dissertation, different types of hydrogels were researched using fluorescence correlation spectroscopy (FCS) in conjunction with microrheology. The combination of aforementioned methods is rarely used when determining the properties of hydrogels, and therefore, the method had to be standardized and optimized. For these purposes, fluorescently labeled silicate nanoparticles with a neutral surface charge were selected. In the course of the method optimization, the limits of the device were discovered within which the measured diffusion coefficients could still be considered valid. Furthermore, we have determined the parameters that affect the MSD curve and thus also the correctness of the actual measured data. An aqueous solution of agarose was chosen as a model colloidal system, as it ranges from a viscoelastic liquid to a solid hydrogel depending on the concentration. On this colloidal system, the diffusion properties of the nanoparticles used were tested as well as the structural properties of the system itself. Limit concentrations were found when the diffusion coefficient could no longer be detected using the selected method. The limit was successfully partially extended by adjusting the correlation time, however, the dispersion of the diffusion coefficient values was very high in such case. The values measured in this way were compared with the calibration-free method of bifocal fluorescence correlation spectroscopy (2f–FCS). Furthermore, changes in the diffusion coefficient were determined depending on the type of sample preparation. Alongside these experiments, image analysis was also performed, which provided interesting results in conjunction with FCS. The last experiment, which provided information about the properties of both the embedded nanoparticles and the polymer system, consisted of washing out of the particles from the hydrogel structure. The maximum entropy method with an analysis using log-normal distribution of diffusion coefficients was selected as the last and the most advanced polymer network analysis of the, which defined the system in a new and an alternative way. The results obtained using these advanced analyses were similar to the data calculated using the mathematical model of anomalous diffusion. The description of properties using rheological modules was a completely new approach. The properties were obtained using a series of conversions from the measured autocorrelation curve. Therefore, a rheological module obtained from microrheological data was the output of the approach. The shape of the curve is comparable to classical (macro)rheology, but the numerical values are lower by an entire order of magnitude. The smallest particles in the entire concentration range behaved as if they were in a purely viscous environment while the largest particles defined the behavior of the system depending on the concentration from very viscous to viscoelastic. The last type of measurement was the study of hyaluronan using selected nanoparticles and its fluorescently labeled analogue. All the methods that were used in the study of agarose hydrogel were applied to the viscoelastic system of hyaluronan to verify their applicability.
Klíčová slova:
fluorescenční korelační spektroskopie; 2f-FCS; FLIM; MEM; log-normální distribuce; mikroreologie; fluorescence correlation spectroscopy; 2f-FCS; fluorescence lifetime imaging microscopy; maximum entropy method; log-normal distribution; microrheology
Plné texty jsou dostupné v digitálním repozitáři NUŠL
Fluorescenční korelační spektroskopie ve studiu vlastností koloidních systémů
Hydrogely jsou pro své vlastnosti vyhledávanou matricí pro medicínské účely. Často jsou tyto vlastnosti podmíněné jejich strukturou, proto je kladen důraz na přesně definovanou polymerní síť. Vrámci ...
Zesilování betonových mostů předpínacími kabely s využitím inženýrské optimalizace
Svoboda, Adam; Kulhavý, Tomáš; Hrdoušek, Vladislav; Klusáček, Ladislav
2024 - český
Disertační práce se zabývá zesilováním železobetonových mostů vybudovaných mezi lety 1900-1940, které jsou stále důležitou součástí silniční dopravní infrastruktury České republiky. Zesilování stávajících mostů představuje efektivní alternativu k úplnému nahrazení mostní konstrukce, a to jak z technického, tak zejména z ekonomického hlediska, které v rozhodovacím procesu v rámci hospodaření s mosty hraje významnou roli. Vhodnou volbou metody zesílení lze dosáhnout efektivního využití stávající konstrukce, která splňuje veškeré požadavky na ni kladené z pohledu požadované zatížitelnosti. Hlavním cílem disertační práce je zavedení inženýrských optimalizačních přístupů pro navrhování systému zesílení železobetonových mostů metodou dodatečného předepnutí předpínacími lany typu monostrand vedenými v náhradních kabelových kanálcích (metoda náhradních kabelových kanálků) zhotovených v původních strukturách zesilovaných mostů. Dílčím cílem disertační práce je ověření konstrukčního utváření deviátorů v původním betonu mostních konstrukcí s různými poloměry zakřivení a jejich vliv na spolehlivost předpínacích lan typu monostrand. This dissertation deals with the strengthening of reinforced concrete bridges built between 1900-1940, which still represent an important part of the road infrastructure of the Czech Republic. The strengthening of the existing bridges represents an efficient alternative to a complete replacement of the bridge structure, both from the technical and especially from the economic point of view, which plays a significant role in the decisionmaking process in bridge management. By choosing an appropriate strengthening method, the existing reinforced structure can be used efficiently while meeting all the requirements. The main objective of this dissertation is to introduce engineering optimization approaches to the design of strengthening system for reinforced concrete bridges using the method of post-tensioning with prestressing cables led in substitute cable ducts (substitute cable duct method) drilled in the original structures of the strengthened bridges. The sub-objective of this dissertation lies in verification of the structural formation of deviators in the original concrete of the bridge structures with varying radii of curvature and their effect on the reliability of prestressing cables.
Klíčová slova:
zesilování; železobetonové mosty; dodatečné předpětí; inženýrská optimalizace; strengthening; reinforced concrete bridges; post-tensioning; engineering optimization
Plné texty jsou dostupné v digitálním repozitáři NUŠL
Zesilování betonových mostů předpínacími kabely s využitím inženýrské optimalizace
Disertační práce se zabývá zesilováním železobetonových mostů vybudovaných mezi lety 1900-1940, které jsou stále důležitou součástí silniční dopravní infrastruktury České republiky. Zesilování ...
Měření ionizujícího záření v mobilní robotice
Lázna, Tomáš; Duchoň,, František; Janda, Jiří; Žalud, Luděk
2024 - anglický
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.
Klíčová slova:
Radiation mapping; radiation source search; mobile robotics; cooperative robots; environmental monitoring; Radiační mapování; vyhledávání zdrojů radiace; mobilní robotika; kooperativní roboti; monitorování prostředí
Plné texty jsou dostupné v digitálním repozitáři NUŠL
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 ...
Optovláknové distribuované systémy
Čučka, Milan; Róka,, Rastislav; Vlček, Čestmír; Smékal, Zdeněk
2024 - český
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.
Klíčová slova:
Michelsonův interferometr; Machův-Zehnderův interferometr; Matlab; Simulink; FBG; Michelson interferometer; Mach-Zehnder interferometer; Matlab; Simulink; FBG
Plné texty jsou dostupné v digitálním repozitáři NUŠL
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 ...
Popis šíření creepové trhliny v polymerních materiálech
Trávníček, Lukáš; Nezbedová,, Eva; Padovec,, Zdeněk; Hutař, Pavel
2024 - anglický
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.
Klíčová slova:
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
Plné texty jsou dostupné v digitálním repozitáři NUŠL
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 ...
NUŠL poskytuje centrální přístup k informacím o šedé literatuře vznikající v ČR v oblastech vědy, výzkumu a vzdělávání. Více informací o šedé literatuře a NUŠL najdete na webu služby.
Vaše náměty a připomínky posílejte na email nusl@techlib.cz
Provozovatel
Zahraniční báze