Národní úložiště šedé literatury

Masarykova akademie práce - IV. odbor strojní a elektrotechnický
Efmertová Marcela; Vít Holeček; Beneš Zdeněk
2021 - Disertační práce zachycuje vývoj, činnost a vědeckospolečenský přínos první české/československé vědecké instituce technického směru, Masarykovy akademie práce (MAP), která náležela mezi nejvýznamnější ústřední vědecké společnosti své doby. Tato vědeckotechnická instituce je zároveň představitelkou prvotního institucionálního zakotvení technických věd na území českých zemí. V tehdejší nové Československé republice představovala vedle tradiční Královské české společnosti nauk a České akademie věd a umění a nově vytvořené Československé národní rady badatelské nejmladší českou vědeckou instituci po I. světové válce. V roce 1952 byla společně s výše jmenovanými a dalšími institucemi začleněna do Československé akademie věd, předchůdkyně dnešní Akademie věd České republiky. Význam Masarykovy akademie práce tkví zejména v cílené aplikaci vědeckých a technických poznatků v praxi. Tato disertační práce se zaměřuje na konkrétní specifický segment činnosti této technické akademie, a to na aktivity a působení jejího IV. odboru strojního a elektrotechnického.The dissertation describes the development, activities as well as the scientific and social contribution of the first Czech (Czechoslovak) technically oriented scientific institution, Masaryk Academy of Labour (MAL), which ranked among the most significant scientific associations of that time. Simultaneously, this scientific and technical institution represents the first institutional establishment of technical sciences in the Czech territory. At the time of the new Czechoslovak Republic, the institution was one of the first Czech scientific institutions which was, together with the Royal Bohemian Society of Sciences and the Czech Academy of Sciences and Arts, integrated in the Czechoslovak Academy of Sciences in 1952, the predecessor of today’s Academy of Sciences of the Czech Republic. The fact that the Masaryk Academy focused on the application of scientific and technical findings in practice is the main source of its significance. This dissertation is devoted to the presentation of the aims and activities of the fourth division of mechanical and electrical engineering of this technical academy. Keywords: Historie techniky; historie elektrotechniky; historie vědy; Československo; Masarykova akademie práce (MAP); technická akademie; technokracie; technika; 1920–1952; History of Technology; History of Electrotechnology; History of Science; Czechoslovakia; Masaryk Academy of Labour (MAL); Technical Academy; Technocracy; Technics; 1920–1952 Available in digital repository of ČVUT. Masarykova akademie práce - IV. odbor strojní a elektrotechnický

Disertační práce zachycuje vývoj, činnost a vědeckospolečenský přínos první české/československé vědecké instituce technického směru, Masarykovy akademie práce (MAP), která náležela mezi ...

Efmertová Marcela; Vít Holeček; Beneš Zdeněk
České vysoké učení technické v Praze, 2021

Polynomy se stejnoměrným zvlněním v číslicovém zpracování signálu
Zahradník Pavel; Michal Šusta; Baroňák Ivan
2021 - Tato disertační práce pojednává o integrální polynomiální transformaci založené na rozkladu funkce do báze Legenderových polynomů. Na tomto základě je pak zavedena aproximace reálné funkce. Uvedeny jsou příklady konkrétních aplikací těchto konstrukcí. Jsou zde také analyzovány Zolotarevovy polynomy z hlediska jejich algebraických vlastností. Práce dále představuje univerzální aktivní obvod a analýzu jeho charakteristik.This doctoral thesis deals with integral polynomial transform based on decomposition of function to the base of Legendre polynomials. On these foundations is then implemented the approximation of real function. There are given examples of concrete applications of these constructions. Also Zolotarev polynomials are there analysed with respect to their algebraic properties. The work then presentes the universal active circuit and analysis of its characteristics. Keywords: aktivní obvod; analýza funkce; aproximace; filtr; funkční operátor; Legenderův polynom; polynom; polynomiální transformace; stejnoměrný polynom; zesilovač; Zolotarevův polynom; active circuit; amplifier; approximation; equiripple polynomial; filter; function analysis; functional operator; Legendre polynomial; polynomial; polynomial transform; Zolotarev polynomial Available in digital repository of ČVUT. Polynomy se stejnoměrným zvlněním v číslicovém zpracování signálu

Tato disertační práce pojednává o integrální polynomiální transformaci založené na rozkladu funkce do báze Legenderových polynomů. Na tomto základě je pak zavedena aproximace reálné funkce. Uvedeny ...

Zahradník Pavel; Michal Šusta; Baroňák Ivan
České vysoké učení technické v Praze, 2021

Kvalita elektrické energie v průmyslových sítích
Tlustý Josef; Martin Čerňan; Janíček František
2021 - K tématu bylo přistoupeno tak, aby byla v úvodu zpracována problematika kvality elektrické energie z hlediska legislativy, následně byly definovány parametry kvality elektrické energie (měření i vyhodnocování) a dále uvedeny principy šíření rušení v distribučních soustavách s důrazem na hledisko zdrojů rušení. Jako nejvýznamnější zdroj rušení v průmyslových distribučních soustavách se projevují elektrické obloukové pece (EOP), na které se práce dále specializuje. Pro efektivní uchopení této problematiky práce obsahuje představení technologie EOP a odvození pracovních charakteristik EOP, na základě kterých jsou snadno pochopitelné hlavní mechanismy vzniku flicker efektu. Tato část práce rovněž obsahuje ukázku srovnání teoretických charakteristik s daty z reálného provozu. V návaznosti na příčiny vzniku a mechanismy šíření rušení jsou v práci popsané základní možnosti zlepšení kvality elektrické energie na základě základních opatření bez využití přídavných zařízení. Tyto opatření spočívají ve volbě vhodného místa připojení problematických odběratelů v distribuční soustavě, dále ve volbě vhodných komponentů a ve volbě vhodné konfigurace dané distribuční soustavy. Další možnosti je ještě zásah do výrobní technologie problematického odběratele s cílem omezení problému s kvalitou elektrické energie bez negativního dopadu na produkci odběratele. Potenciál pro výraznější omezení rušení přináší přídavná kompenzační zařízení. Práce podává přehled o současně používaných kompenzačních zařízení pro různorodé aplikace. Na základě vymezení této dizertační práce na průmyslové distribuční soustavy a problematiku spojenou s EOP je další část této práce zaměřená na polovodičově řízené kompenzační zařízení velkých výkonu na bázi výkonových tyristorů – SVC (Static VAr Compensator) a na bázi výkonových tranzistorů – STATCOM (Static Synchronous Compensator). U uvedené dvojice technologií je kladen důraz i na srovnání realizačních a provozních aspektů. Jádro práce se zaměřuje na modifikaci řídicího systému SVC s cílem efektivnějšího omezení flicker efektu. Analyzovaný řídicí systém SVC se skládá z otevřené regulační smyčky, která poskytuje rychlou odezvu na dynamické změny výkonu EOP, a uzavřené regulační smyčky, která poskytuje přesnou regulaci k zajištění požadované hodnoty účiníku v předávacím místě – PCC (Point of Common Coupling). Vylepšení spočívá v použití alternativních technik pro zpracování signálu vstupních řídicích proměnných. První alternativní technikou je použití SOGI (Second Order Generalized Integrator), který se také používá v jiných souvisejících aplikacích. Druhou alternativní technikou je použití váhovací funkce flicker efektu, která odpovídá funkci použité k měření flicker efektu pomocí standardizovaného flickermetru. K ověření vlastností navrhovaných technik bylo použito experimentální laboratorní pracoviště. K simulaci dynamického chování EOP byla použita data měřená ze skutečného provozu, která byla implementována do experimentu pomocí VSC (Voltage Source Converter). Analýza naměřených dat a dat získaných z laboratorních přístrojů vykazuje vysokou podobnost. Pokusy byly prováděny v několika variantách, aby odrážely rozdíly v různých fázích výrobního procesu v EOP. U všech variant byl vyhodnocen výsledný efekt blikání a jednotlivé techniky byly porovnány navzájem a s výsledky jiných prací. Práce navíc obsahuje případovou studií, která je prakticky zaměřena na konkrétní oblast. Popisuje podmínky a rozsah problémů s kvalitou elektrické energie ve studované oblasti a vyhodnocuje přínos již realizovaných opatření.The topic was approached in such a way that the issue of electricity quality from the point of view of legislation was dealt in the introduction. Subsequently, the parameters of electricity quality were defined (measurement and evaluation). Furthermore, the principles of interference propagation in distribution systems were presented with emphasis on the aspect of interference sources. Electric arc furnaces (EAF), on which the work further specializes, are the most significant source of interference in industrial distribution systems. To effectively grasp this issue, the work contains an introduction to EAF technology and the derivation of EAF performance characteristics, based on which the main mechanisms of the flicker effect are easily understood. This part of the work also contains an example of the comparison of theoretical characteristics with data from real operation. In connection with the causes and mechanisms of interference propagation, the work describes the basic possibilities of improving the power quality on the basis of basic measures without the use of additional equipment. These measures consist in the selection of a suitable connection point for problematic customers in the distribution system, as well as in the selection of suitable components and the selection of a suitable configuration of the given distribution system. Another possibility is to intervene in the production technology of the problematic customer in order to reduce the problem with the power quality without a negative impact on the customer's production. Additional compensation devices provide the potential for more significant interference reduction. The work provides an overview of currently used compensation devices for various applications. Based on the definition of this dissertation on industrial distribution systems and issues related to EAFs, another part of this work focuses on semiconductor-controlled high power compensation devices based on power thyristors - SVC (Static VAr Compensator) and power transistors – STATCOM (Static Synchronous Compensator). Emphasis is also placed on the comparison of implementation and operational aspects of these technologies. The core of the work focuses on the modification of the SVC control system in order to more effectively reduce the flicker effect. The analyzed SVC control system consists of an open control loop, which provides a fast response to dynamic changes in EAF power, and a closed control loop, which provides precise control to ensure the required power factor value in the PCC (Point of Common Coupling). The improvement lies in the use of alternative techniques for signal processing of the input control variables. The first alternative technique is to use SOGI (Second Order Generalized Integrator), which is also used in other related applications. The second alternative technique is to use the weighting function of the flicker effect, which corresponds to the function used to measure the flicker effect using a standardized flickmeter. An experimental laboratory was used to verify the properties of the proposed techniques. Data from real operation were used to simulate the dynamic behavior of the EAF and were implemented in the experiment using VSC(Voltage Source Converter). The analysis of measured data and data obtained from laboratory instruments shows a high similarity. The experiments were performed in several variants to reflect the differences at different stages of the production process in the EAF. For all variants, the resulting flicker effect was evaluated and the individual techniques were compared with each other and with the results of other work. In addition, the work contains a case study, which is practically focused on a specific area. It describes the conditions and extent of problems with the power quality in the studied area and evaluates the benefits of already implemented measures. Keywords: Kvalita elektrické energie; elektrická oblouková pec; Static Var Compensator; omezování flicker efektu; průmyslová distribuční soustava; řízení SVC; vylepšené řízení SVC; šíření flicker efektu; Power Quality; Electric Arc Furnace; Static Var Compensator; Flicker Effect; Industrial Distribution system; SVC Control; Improved SVC control; Flicker Effect Propagation Available in digital repository of ČVUT. Kvalita elektrické energie v průmyslových sítích

K tématu bylo přistoupeno tak, aby byla v úvodu zpracována problematika kvality elektrické energie z hlediska legislativy, následně byly definovány parametry kvality elektrické energie (měření i ...

Tlustý Josef; Martin Čerňan; Janíček František
České vysoké učení technické v Praze, 2021

Pravděpodobnostní hodnocení interakce mostu a koleje
Rotter Tomáš; Jiří Kašpárek; Plášek Otto
2021 - Bezstyková kolej je v současné době preferována pro převedení běžné i vysokorychlostní dopravy po mostě. Pro posouzení přídavných sil v bezstykové koleji se aktuálně používá postup, který je založen na zastaralé metodě dovolených přídavných namáhání. Cílem disertační práce je proto vývoj nové pravděpodobnostní metody pro hodnocení účinků interakce most–kolej a ukázka její aplikace. Práce se dělí na experimentální část, numerickou část a případovou studii. V úvodu práce byl shrnut současný stav problematiky bezstykové koleje a interakce most–kolej. V experimentální části bylo analyzováno chování mostu s bezstykovou kolejí na základě dat z dlouhodobého monitoringu ocelového obloukového mostu velkého rozpětí. Zároveň byly získány podklady pro numerickou část (pravděpodobnostní a regresní modely). V numerické části byly definovány pravděpodobnostní modely pro účinky zatížení teplotou a dopravou, včetně pravděpodobnostního popisu kombinací. Následně byly odvozeny dílčí součinitele zatížení a kombinační součinitele. V závěru práce byla provedena případová studie, ve které byla ukázána aplikace navržené pravděpodobnostní metody na příkladu spřaženého ocelobetonového mostu. Pravděpodobnostním postupem byly odvozeny dílčí součinitele zatížení, které byly specificky kalibrovány pro ověření interakce mostu a koleje. Ukazuje se, že zohlednění měření a snížení nejistot v účinku zatížení vede k významné redukci dílčích součinitelů – pro zatížení teplotou na 1,1, pro svislé zatížení dopravou na 1,4 a pro vodorovné účinky od brzdění na 1,3. Byly ověřeny také kombinační součinitele – doporučuje se uvažovat hodnoty podle Eurokódů. V navazujícím výzkumu se doporučuje dosažené výsledky ověřit pro další typy mostů a ověřit pravděpodobnostní modely plastického podélného odporu zatížené koleje a poměru vodorovného a svislého zatížení od železniční dopravy.Continuous welded rail is currently preferred for bridges supporting both conventional and high-speed tracks. According to current practice, additional forces in continuously welded rail are verified. The approach is based on an outdated method of permissible additional stress in the rail. Therefore, this thesis develops a new probabilistic method for the assessment of the effects of track–bridge interaction and verifies method on a case study. The thesis starts off with an overview of the state-of-the-art information of the continuous welded rail and the track–bridge interaction. The main part consists of an experimental part, a numerical part and the case study. The behaviour of a bridge with continuous welded rail is thoroughly analysed in the experimental part. The analysis is based on data obtained from long-term monitoring of a long-span steel arch bridge. In addition, probabilistic and regression models are determined and utilised subsequently in the numerical part where probabilistic models for the effects of thermal and traffic loads are proposed, including probabilistic description of load combinations. The partial load factors for actions and combinations of actions are then derived. In the case study of a steel-concrete composite bridge, the application of the proposed probabilistic method is demonstrated. The probabilistic approach makes it possible to calibrate partial factors for load effects considering conditions specific for track-bridge interaction. It appears that the partial factors can be significantly reduced when considering measurements from monitoring – the partial factor for thermal actions may be reduced to 1,1, for vertical effects of railway loads to 1,4, and for horizontal effects due to braking to 1,3. The analysis of load combinations shows that the values of combination factors may be considered as recommended in Eurocodes. Within future research, obtained findings should be verified considering other types of bridges. The probabilistic models for plastic longitudinal resistance of a loaded track and for the ratio of horizontal and vertical traffic load should be analysed in detail. Keywords: pravděpodobnostní hodnocení; interakce most–kolej; dlouhodobý monitoring; podélný odpor; probabilistic assessment; track–bridge interaction; long-term monitoring; longitudinal resistance Available in digital repository of ČVUT. Pravděpodobnostní hodnocení interakce mostu a koleje

Bezstyková kolej je v současné době preferována pro převedení běžné i vysokorychlostní dopravy po mostě. Pro posouzení přídavných sil v bezstykové koleji se aktuálně používá postup, který je založen ...

Rotter Tomáš; Jiří Kašpárek; Plášek Otto
České vysoké učení technické v Praze, 2021

Přestup tepla mezi plynem a kapalinou ve dvoufázových kontaktorech
Ditl Pavel; Martin Žižka; Jelemenský Karol
2021 - Tato dizertační práce obsahuje: 1) podrobnou rešerši se zaměřením na hydrodynamiku a přenos tepla v probublávané vrstvě, 2) teoretické odvození součinitele přestupu tepla mezi bublinami plynu a kapalinou, 3) experimentální a výpočtové stanovení zádrže a součinitele přestupu tepla mezi plynem a kapalinou v modelovém zařízení pro zvolené podmínky dle provedené rešerše, 4) vzájemné porovnání výsledků získaných z výpočtových vztahů a hodnot experimentálně zjištěných pro zadaný případ. Detailní rešerše obsahuje informace o dvoufázových systémech kapalina – plyn v probublávaných kolonách včetně tvorby bublin, charakteristiky probublávaných kolon, hydrodynamických režimů a zádrže plynu. Rešerše dále obsahuje podrobný přehled vlivu jednotlivých parametrů na průměru bubliny, zádrže, součinitelů přestupu tepla i hmoty, včetně rozsáhlého přehledu korelací pro jejich výpočet. Teoretická část přináší jednak model umožňující vyhodnocení experimentů, při kterých dochází k simultánnímu přestupu tepla mezi bublinami plynu a kapalinou při současném odpařování kapaliny do objemu bubliny, jednak teoretickou analýzu závislosti celkového přestupu tepla pro studovaný případ a vyjádření objemového součinitele přestupu tepla pro studovaný případ a vyjádření objemového součinitele přestupu tepla na hlavních parametrech, především na mimovrstvové rychlosti plynu. V experimentální části jsou prezentovny výsledky měření zádrže, mimovrstvové rychlosti a přestupu tepla při ohřívání plynu probublávaného kapalinovou zádrží kolony. Experimentálně zjištěné hodnoty jsou porovnány s hodnotami získanými z literatury a výsledky vlastního teoretického rozboru. Výsledky jsou ve shodě.This thesis contains: 1) a detailed research focusing on hydrodynamics and heat transfer in a bubble layer, 2) theoretical derivation of the heat transfer coefficient between gas bubbles and liquid, 3) experimental and computational determination of hold up and volumetric heat transfer coefficient between gas and liquid in a model equipment for selected conditions according to the performed search, 4) comparison of results obtained from computational relations and values experimentally determined for a specified case. The comprehensive search contains information on two-phase liquid-gas systems in bubble columns, including bubble formation, characteristics of bubble columns, hydrodynamic regimes and gas hold up. The research also contains a detailed overview of the influence of individual parameters on the bubble diameter, hold up, heat and mass transfer coefficients, including an extensive overview of correlations for their calculation. The theoretical part presents a model enabling the evaluation of experiments in which simultaneous heat transfer between gas bubbles and liquid exists while evaporating the liquid into the bubble volume occurs, as well as a theoretical analysis of the total heat transfer for the tested case and its expression on the main parameters, particularly on the superficial gas velocity. The experimental part presents the results of measurements of hold up, superficial gas velocity and heat transfer during cooling of the gas bubbled through the liquid in the column. The experimentally determined values are compared with the values obtained from the literature and the results of our own theoretical analysis. The results are in agreement. Keywords: Probublávané kolony; dvoufázové kontaktory; přestup tepla mezi plynem a kapalinou; přestup hmoty mezi plynem a kapalinou; Bubble Columns; two-phase contactors; heat transfer between gas and liquid; mass transfer between gas and liquid Available in digital repository of ČVUT. Přestup tepla mezi plynem a kapalinou ve dvoufázových kontaktorech

Tato dizertační práce obsahuje: 1) podrobnou rešerši se zaměřením na hydrodynamiku a přenos tepla v probublávané vrstvě, 2) teoretické odvození součinitele přestupu tepla mezi bublinami plynu a ...

Ditl Pavel; Martin Žižka; Jelemenský Karol
České vysoké učení technické v Praze, 2021

MODELOVÁNÍ NEPRUŽNÝCH MATERIÁLŮ INSPIROVANÉ KVAZIKONTINUEM
Jirásek Milan; Karel Mikeš; Eliáš Jan
2021 - Metoda kvazikontinua je hojně využívaná technika víceúrovňového modelování, která spočívá v použití přesného, ale výpočetně náročného atomistického nebo částicového modelu pouze v místech, kde je to vyžadováno, v kombinaci s jednoduchým spojitým modelem ve zbytku oblasti. Tato metoda byla původně navržena v roce 1996 pro zjednodušení velkých soustav atomů interagujících pomocí konzervativních potenciálů dlouhého dosahu. V první části této práce je metoda kvazikontinua rozšířena na nepravidelné mřížky s pružnými a pružnokřehkými osovými interakcemi. Navrhované rozšíření využívá efektivní tenzor tuhosti, který je sestaven na základě geometrie jednotlivých nepravidelných vazeb. V oblasti, kde je aplikováno zjednodušení, jsou následně tyto vazby reprezentovány pomocí homogenizovaného materiálů. Je navrženo celkem pět homogenizačních přístupů, které uvažují různý stupeň zjednodušení. Další část práce je zaměřena na adaptivní algoritmus pro metodu kvazikontinua. Nejprve je představeno adaptivní schéma pro modelování nepravidelných mřížek s pružnokřehkými vazbami. Pro toto schéma je použito adaptivní kritérium založené na identifikaci porušených vazeb na základě jejich maximální dosažené deformace. Dále jsou navržena tři různá adaptivní kritéria pro pravidelné atomární mřížky. Tato kritéria využívají (i) indikátor typu Zienkiewicz–Zhu aplikovaný na deformační gradient, (ii) lokální energii vazeb v okolí atomu a (iii) lokální narušení pravidelnosti mřížky. V další části je metoda kvazikontinua pro nepravidelné mřížky, která byla prezentována v první části, dále rozšířena pro pružnoplastické vazby. Zde je použité zjednodušení inspirováno myšlenkou pocházející z teorie mikroploškového materiálu a analogie mezi nepravidelným částicovým modelem a spojitým mikroploškovým modelem je využita k odvození mikroploškového sumačního pravidla pro metodu kvazikontinua. Dále je navržen adaptivní indikátor využívající hodnoty deformace na jednotlivých mikroploškách. Poslední část práce představuje detailní porovnání metody kvazikontinua s další třídou víceúrovňových technik pro modelování materiálů. V této třídě tzv. homogenizačních metod je nejprve diskrétní materiál nahrazen odpovídajícím spojitým modelem, ve kterém jsou následně důležité materiálové jevy modelovány pomocí speciálních dodatečných obohacení. Porovnání přesnosti, výkonosti a teoretického hlediska těchto dvou odlišných metodologií je provedeno pro dva různé příklady s mikrostrukturou jak na mikro měřítku, tak i na středním měřítku. Přesnost, efektivita a jednotlivá specifika všech metod navržených v této práci jsou vyhodnoceny na základě porovnání s přesným částicovým modelem. Pro tento účel byla použita celá řada příkladů, které odhalují jejich jednotlivé přednosti a slabiny.The QuasiContinuum (QC) method is a concurrent multiscale technique combining the accurate but expensive atomistic/particle description only in regions where it is required with a cheap continuum approximation elsewhere. The QC method was originally introduced in 1996 to simplify large atomistic systems with long-range conservative interaction potentials. In the first part of the thesis, the QC method is extended to irregular lattices with elastic and elastic-brittle axial interactions. In the proposed extension, an effective stiffness tensor is assembled from geometry of the lattice to represent the homogenized irregular lattices in the region of low interest. Five different homogenization-based QC approaches with various levels of simplification are proposed. The next part of the thesis is focused on adaptive algorithms for QC simulation. Firstly, an adaptive scheme for modeling of elastic-brittle disordered lattices is introduced with a refinement criterion based on identification of broken links according to their maximal strain. Then, three different adaptive refinement indicators for regular atomic lattices in the classical QC method are proposed. The proposed indicators are based on (i) the Zienkiewicz–Zhu criterion (used for the deformation gradient), (ii) local atoms' site energy, and (iii) local lattice disregistry. In the next part, the QC approaches for elastic irregular lattices, introduced in the first part, are further extended to plastic interactions. For that purpose, certain ideas of the microplane theory are adopted and analogy between the disordered particle model and microplane model is used to derive a microplane-based summation rule for the QC method. Furthermore, an additional refinement criterion based on the strain of individual microplanes is proposed for adaptive simulations. The final part of the thesis provides a thorough comparison of the QC method with another class of multiscale techniques. In this class of so-called homogenization-based methods, first the discrete system is homogenized into an equivalent continuum formulation, into which the main phenomena are added through specific enrichments. Comparison of the two different modeling philosophies in terms of their accuracy, performance, and theoretical framework is realized for two examples with microstructures at the nano- and meso-scale level. Accuracy, efficiency, and specific properties of all methods proposed in this thesis are evaluated by comparison of results with the fully resolved particle model in various numerical examples that reveal their strengths and weaknesses. Keywords: Víceúrovňové modelování; Kvazikontinuum; Metoda konečných prvků; Adaptivita; Nepružný materiál; Multiscale modeling; Quasicontinuum; Finite element method; Adaptivity; Inelastic material Available in digital repository of ČVUT. MODELOVÁNÍ NEPRUŽNÝCH MATERIÁLŮ INSPIROVANÉ KVAZIKONTINUEM

Metoda kvazikontinua je hojně využívaná technika víceúrovňového modelování, která spočívá v použití přesného, ale výpočetně náročného atomistického nebo částicového modelu pouze v místech, kde je to ...

Jirásek Milan; Karel Mikeš; Eliáš Jan
České vysoké učení technické v Praze, 2021

Aplikace rázových vln na destrukci biomateriálů u IPP
Jíra Aleš; Pavel Drlík; Amler Evžen
2021 - Induratio penis plastica (Mb. Peyronii) je obtěžující onemocnění vazivové tkáně, postihující tuniku albugineu, na které vytváří tuhé jizevnaté pláty. Tyto pláty jsou rigidní a při erekci způsobují bolest a zakřivení penisu. Tato deformace vede k obtížím při pohlavním styku a výrazně ovlivňuje kvalitu života. Léčba je velmi omezená. Jediná konzervativní účinná terapie je aplikace klostridiové kolagenázy, která je v ČR nedostupná. Pokud není konzervativní léčba úspěšná, jsou doporučeny chirurgické metody léčby, které jsou zatíženy četnými, i vážnými komplikacemi. V současné době se v literatuře objevuje mezi doporučenými postupy léčby použití rázových vln, které se aplikují do jizevnatého plátu. Práce předkládá v první části ucelený postup léčby Mb. Peyronii a rozebírá možnosti semikonzervativní léčby pomocí aplikace rázových vln a vytváří hypotézy, jakým způsobem rázové vlny léčebně ovlivňují rigiditu plátu. V druhé části práce je předkládána a komentována jednak tvorba 2D a 3D modelů penisu při IPP, dále pak přímé působení rázových vln na modelech z cementových směsí. Nedílnou součástí práce je i histologické zpracování a zhodnocení jizevnatého plátu, odebraného pacientovi během operace dle Nesbita, z pohledu biomechaniky. Zvláštní kapitola se pak věnuje metodice zaměření fibrotického plátu, které je u úspěšné léčby velmi důležité. Na závěr je předložen soubor 125 pacientů, který byl léčen pomocí rázových vln, a jeho statistické zhodnocení.Induratio penis plastica (Mb. Peyronii) is a disease caused by formation of fibrous plaques on tunica albuginea membrane which is surrounding the erectile tissue. These plates are very rigid, and they cause painful erection and deformity of the penis, which leads to discomfort and painful sensation during the intercourse, that negatively affects the quality of patient’s life. Treatment options are very limited. The only conservative form of treatment is the application of collagenase clostridium histolyticum, unfortunately this method is not yet available in the Czech Republic. Without conservative treatment, doctors usually suggest surgical treatment which can however lead to several complications. Nowadays there is another option to be considered, as to the shock wave therapy has been lately discussed as a protentional therapeutic way. The first part of the thesis is focused on the possibility of a semiconservative therapy using the shock wave therapy and its consequences regarding the rigidity of the fibrous plaque. The second part is devoted to the creation of 2D and 3D models of penises affected by the plaques and it also reflects the result of direct application of shock wave therapy to models composed of cement mixture. Another inseparable component of the study is dedicated to histopathological tissue analysis of the fibrous plaque extracted during surgery according to Nesbit, and as well as to the biomechanical evaluation of said sample. In a separate chapter, the methodology of focusing the shock waves onto the fibrous plaques is discussed. In conclusion there is a cohort of 125 patients, who have been treated by the shock wave therapy as well as a statistic evaluation of that study. Keywords: induratio penis plastica; rigidita fibrotického plátu; aplikace rázových vln; matematické modely 2D a 3D; model plátu z cementové směsi; metodika zaměření plátu; histologické zpracování plátu; soubor pacientů; IPP; rigidity of the fibrous plaque; shock wave therapy application; mathematical models 2D and 3D; cement mixture model of the plaque; methodology of focusing the shock waves; histopathological tissue analysis; cohort of patients Available in digital repository of ČVUT. Aplikace rázových vln na destrukci biomateriálů u IPP

Induratio penis plastica (Mb. Peyronii) je obtěžující onemocnění vazivové tkáně, postihující tuniku albugineu, na které vytváří tuhé jizevnaté pláty. Tyto pláty jsou rigidní a při erekci způsobují ...

Jíra Aleš; Pavel Drlík; Amler Evžen
České vysoké učení technické v Praze, 2021

Aplikace stříkaného vlákonobetonu v konstrukcích podzemních staveb
Vodička Jan; Jan Sochůrek; Bouška Petr
2021 - Stříkaný drátkobeton (vláknobeton) je technologie, která se uplatňuje v podzemním stavitelství při budování provizorních a definitivních obezdívek menších tunelových profilů, která dovoluje vynechat klasickou měkkou výztuž svařovanými sítěmi a nahradit jí stříkaným drátkobetonem, kde získaná vlákna z recyklovaných pneumatik uspoří velkou část ceny takového betonu za m3. První zařízení pro nástřik suchých betonových směsí bylo sestrojeno v roce 1907 v USA. Firma Cement-Gun Company si následně nechala patentovat anglický název „Gunite“ (stříkaná malta). Původně používaná směs se skládala z jemného kameniva a měla vysoký obsah cementu. V současné době užívaný název „stříkaný beton“ je obecně používán pro každou směs zahrnující cement a kamenivo, která je nanášena nástřikem. Původně bylo stříkání suchých směsí převládající technologií, avšak v poslední době stále více převažuje nástřik mokrou cestou. Ve stejném časovém období začalo také docházet k přechodu od manuálního způsobu nástřiku k automatickému stříkání pomocí manipulátorů. Od sedmdesátých let jsou také stále častěji přidávány do mokré směsi mikrosilika nebo vlákna. Dnes se provádí v celosvětovém měřítku přibližně 70 % všech stříkaných betonů technologií nástřiku mokrou cestou. V ČR začala být více využívána nová rakouská tunelovací metoda (dále jen NRTM) až po roce 1989, kdy v tuzemsku nastal značný rozmach výstavby podzemních staveb. Narůstající počet podzemních konstrukcí realizovaných pomocí NRTM přirozeně souvisel se značným nárůstem využití mokrého stříkaného betonu a jeho ceny při použití tržních výrobků drátků. Stříkané drátkobetony s vysokou pevností s využitím drátků získaných z recyklace starých pneumatik jsou předmětem výzkumu a řešení této doktorantské práce. Zejména bylo nutno nejdříve získat dostatečné množství recyklovaných pneumatik, ze kterých zbývá jen ocelová kostra, která je jinak původně výztuží v gumové hmotě pneumatik, zajišťuje jejich tuhost a odolnost proti nárazům a různým provozním stavům, které mohou vzniknout u provozu osobního automobilu. Kromě ocelových vláken se v pneumatice nacházejí i textilní vlákna, speciální pruhy pevné látky. Tato konstrukce je schována v gumové pneumatice. Zatím byly k dispozici pouze pneumatiky k osobním vozům a jsou různé velikosti a provedení desénu, jak letní tak zimní. Jedná se zásadně o odpadové pneumatiky, které byly již jako odpad získány společností EKAZ, s.r.o., která jako hlavní předmět podnikání má získávání gumy z pneumatik pomocí ozonového záření. Základní záměr výzkumu této práce je získání a využití vytěžených a délkově upravených vláken z těchto pneumatik.Technical infrastructure regeneration by means of installation of utilities in underground services ducts. Description of difficult conditions of urban area for location and construction of driven routes and cut and cover objects. Construction in the environment with concentrated services, buildings and municipal transport. Difficult geological and hydrogeological conditions (cohesionless soils). Application of fibre shotcrete in underground structures with fiber from recycling tyres. Keywords: Stříkaný vláknobeton; využití drátků z recyklovaných pneumatik; náhrada měkké výztuže; ražený kolektorový profil; dělení a délková úprava ocelových drátků; využití druhotné suroviny vysoko pevnostních vláken z pneumatik; Sprayed fibre concrete; use of wire from recycled tyres; substitution of soft reinforcement; embossed collector profile; cutting and length adjustment of steel wires; use of secondary raw material of high strength fibres from tyres Available in digital repository of ČVUT. Aplikace stříkaného vlákonobetonu v konstrukcích podzemních staveb

Stříkaný drátkobeton (vláknobeton) je technologie, která se uplatňuje v podzemním stavitelství při budování provizorních a definitivních obezdívek menších tunelových profilů, která dovoluje vynechat ...

Vodička Jan; Jan Sochůrek; Bouška Petr
České vysoké učení technické v Praze, 2021

Vliv drsnosti pláště betonových chladicích věží na jejich aerodynamické chování
Vráblík Lukáš; Petr Harazim; Holický Milan
2021 - Metody výpočetní mechaniky tekutin a plynů zažívají v posledních letech nebývalý rozmach. Využívají se zejména pro zjišťování aerodynamických vlastností konstrukcí a jejich interakce se vzdušným proudem. Díky poměrně složitým výpočetním modelům je možné přesně zjistit zatížení v každém místě konstrukce. Práce shrnuje využití výpočetní mechaniky tekutin při zjišťování zatížení pláště chladící věže větrem. Důraz byl kladen na vliv drsnosti pláště při stanovení velikost zatížení větrem. Zdrsnění pláště chladící věže bylo provedeno pomocí meridionálních větrných žeber různého tvaru. Nejprve byl studován vliv četnosti a tvaru meridionálních větrných žeber na 2D modelech proudění kolem drsného válce. Posléze bylo přistoupeno k náročným 3D modelům proudění se zohledněním vnitřní technologie a toku uvnitř chladící věže. Výsledky ukázaly velký vliv výšky samotných žeber a jejich četnost. Vypočtená data shrnují, že i když je úhel náběhu větrných žeber snížen, jejich účinnost se nemění. Nedílnou částí mé práce byla i optimalizace tvaru pláště chladící věže pomocí vytvořeného skriptu programovacího jazyka ANSYS Parametric Design Language. Tímto programem byl optimalizován tvar pláště jedné z největších chladících věží v polském Opole. Mimo numerické modelování, byly také vypočteny spotřeby betonářské výztuže a namáhání této věže s různými tvarovými součiniteli větru. Výsledky studie velkou měrou přispívají k pochopení složitého problému interakce konstrukce a vzdušného proudu s důrazem na trvanlivost konstrukce.Methods of computational fluids mechanics have experienced an unprecedented boom in recent years. They are mainly used to determine the aerodynamic properties of structures and their interaction with the air stream. It is possible to accurately determine the wind load at any point in the structure, because of relatively complex computational models. The work summarizes the use of computational fluid mechanics in determining the wind load of the cooling tower. The effect of surface roughness in determining the magnitude of wind loads was emphasis placed on. Roughening of the cooling tower was performed using meridional wind ribs of various shapes. First of all, meridional wind ribs effect on 2D models of air flow around a rough cylinder was studied. Subsequently, demanding 3D flow models were approached. Moreover, the internal technology and flow inside the cooling tower was taken into consideration. The results showed a great influence of the height and frequency of the wind ribs. The calculated data summarize that even if the angle of attack of the wind ribs is reduced, their efficiency does not change. The last part of my work was the shape optimization of the cooling tower. The computational script has been created in the programming language ANSYS Parametric Design Language. This program optimized the shape of one of the largest cooling towers in Opole, Poland. Furthermore, concrete reinforcement and strain of studied cooling tower with different wind shape factor was calculated. The results of the study greatly contribute to the understanding of the complex problem such as construction and the air flow. Durability is one of important parameter in shape design of cooling tower. Keywords: chladící věže; meridionální větrná žebra; zatížení větrem; koeficient tlaku; výpočetní dynamika tekutin; cooling tower; meridional wind ribs; wind pressure load; pressure coefficient; computational fluid dynamics Available in digital repository of ČVUT. Vliv drsnosti pláště betonových chladicích věží na jejich aerodynamické chování

Metody výpočetní mechaniky tekutin a plynů zažívají v posledních letech nebývalý rozmach. Využívají se zejména pro zjišťování aerodynamických vlastností konstrukcí a jejich interakce se vzdušným ...

Vráblík Lukáš; Petr Harazim; Holický Milan
České vysoké učení technické v Praze, 2021

Portálový vír v úplavu hyperboloidního modelu
Šafařík Pavel; Veronika Barraclough; Dančová Petra
2021 - The mechanics of fluids task has been solved. Flow around a bluff body was measured, placed in a tunnel with a modelled boundary layer. The bluff body was taken from a classical civil engineering case, while still being a topical problem: a hyperboloid-shaped cooling tower. This hyperboloid-shaped model was measured in conditions corresponding to the civil engineering, but the results required from such measurements focused on the flow behind the model and the Reynolds number for the measurement was subcritical, 42000 to 52000. Two models were compared, one similar to the cooling tower model with all its features like a vented base and an open top part, while the second model´s features were close to the universal bluff body, but with the hyperboloid-like shape. The measurement was realized by 2D Particle Image Velocimetry and it was accompanied by CFD. The measurement revealed a vortex structure in the wake of the models. This structure is called an arch vortex. Geometrical and aerodynamical characteristics of this structure were calculated and analysed and this detailed description of the arch vortex contributes to the mechanics of fluids discipline knowledge.V následující práci byl řešen případ mechaniky tekutin. Jednalo se o obtékání tupého tělesa umístěného v tunelu s atmosférickou mezní vrstvou. Těleso pro experiment bylo převzato z klasického případu stavebního inženýrství, stále vysoce aktuálního: chladící věže hyperboloidního tvaru. Model byl měřen v podmínkách odpovídajících stavebnímu inženýrství, ale za jiným účelem a s jinými požadovanými výstupy. Měření bylo soustředěno na proudění v úplavu a absolvováno při nižších, podkritických Reynoldsových číslech: od 42 000 do 52 000. Byly měřeny a porovnány dva modely, jeden podobný modelu chladící věže se všemi charakteristickými prvky, jako je profukovaná základna a otevřená vrchní část, zatímco druhý model se podobou blížil obecnému špatně obtékanému tělesu, pouze hyperboloidního tvaru. Měření bylo provedeno pomocí systému PIV a bylo doplněno o CFD výsledky. Měření odhalilo vírovou strukturu v úplavu, nazývanou portálový vír. Tento portálový vír byl analyzován a uvedeny jeho geometrické a aerodynamické parametry, čímž byl detailně popsán a zejména podrobné měření drobně přispívá k poznatkům z oboru mechanika tekutin. Keywords: Mechanics of Fluids; A Bluff Body; A Hyperboloid-Shaped Model; Low Reynolds Number Measurement; A Wake Behind a Bluff Body; An Arch Vortex; Mechanika tekutin; Špatně obtékané těleso; Hyperboloidní model; Měření při nízkých Reynoldsových číslech; Úplav za špatně obtékaným tělesem; Portálový vír Available in digital repository of ČVUT. Portálový vír v úplavu hyperboloidního modelu

The mechanics of fluids task has been solved. Flow around a bluff body was measured, placed in a tunnel with a modelled boundary layer. The bluff body was taken from a classical civil engineering ...

Šafařík Pavel; Veronika Barraclough; Dančová Petra
České vysoké učení technické v Praze, 2021