No (1179)
Used filters
(3)
Number of found documents:
1179
Published from
to
3D TIŠTĚNÉ UMĚLÉ MATERIÁLY PRO MIKROVLNNÉ STRUKTURY
Kaděra, Petr; Soh, Ping Jack; Polívka, Milan; Láčík, Jaroslav
2023 - English
Tato dizertační práce se zabývá výzkumem 3D tištěných umělých elektromagnetických struktur pro návrh antén a mikrovlnných obvodů. Umělé struktury obsahující dielektrické i vodivé příměsi s různými geometrickými tvary jsou zkoumány a jejich přesný popis, včetně zahrnutí vlivu anizotropie, může zlepšit stávající přesnost a rychlost návrhu. Prvně jsou srovnány modely založené na analytickém přístupu modelování kapacitorů s teorií efektivního media, numerickou simulací a naměřenými výsledky, které jsou poskytnuty pro rozličné parametry materiálů, jenž jsou dostupné v technologii 3D tisku. Navržené modely metodou kapacitorů mohou být obecně využity pro rychlejší a přesnější určení efektivní komplexní permitivity, což zvyšuje potenciál dané metody při využití optimalizačních technik. Jako druhá je využita metoda vícemódových přenosových matic, která poskytuje obecný a účinný způsob výpočtu efektivní permitivity a efektivní permeability umělých struktur obsahující jak dielektrické, tak i kovové inkluze, napříč objemovým prostorem zkoumané struktury. Umělé struktury obsahující kovové inkluze obecně umožňují dosahovat široký ladící rozsah efektivních konstitutivních parametrů. Následně jsou navrženy vhodné struktury s prostorovým rozložením permittivity pro širokoúhlé Luneburgovy čočky s gradientním indexem lomu v pásmu milimetrových vln využitelné jako antény nebo retro reflektory pro zlepšení širokoúhlového rozsahu pokrytí a stabilní efektivní odrazné plochy u pasivních bezčipových frekvenčně kódovaných radiofrekvenčně identifikovaných orientačních bodů, jenž mají velký potenciál pro využití sebe-lokalizace uvnitř budov. The dissertation thesis deals with the research of 3D printed artificial electromagnetic structures exploitable for antenna and microwave component design. Artificial structures containing dielectric and metallic inclusions of various geometries are investigated, and their precise description, including the anisotropy effect, can improve the actual design speed and accuracy. First, the models based on the analytical parallel plate capacitor method are compared with an effective medium theory, numerical, and experimental results, which are provided for various parameters of materials available in 3D printing technology. The proposed models derived by the parallel plate capacitor method can generally be exploited for faster and highly accurate determination of the effective complex permittivity, which enhances its potential to be used with optimization techniques. Second, the hybrid multimodal transfer matrix method is exploited as a general and effective way for calculations of the effective permittivity and effective permeability of artificial structures containing both dielectric and metallic inclusions through the volumetric space of the structures studied. The artificial structures containing metallic inclusions generally allow to achieve a wide tuning range of the effective constitutive parameters. Finally, suitable structures with spatial permittivity distribution are developed for wide-angle millimeter-wave gradient-index Luneburg lenses employable as antennas or retroreflectors for wide angular coverage and stable radar cross section enhancements of passive, chipless frequency-coded radiofrequency identification tag landmarks which have a large potential for indoor self-localization.
Keywords:
3D printing; artificial dielectrics; artificial materials; dielectric substrate; parallel plate capacitor; effective medium theory; additive manufacturing; lens antenna; material characterization; millimeter-waves; spatial permittivity distribution; retroreflector.; 3D tisk; umělá dielektrika; umělé materiály; dielektrické substráty; kapacitory s paralelními elektrodami; teorie efektivního média; aditivní výroba; čočková anténa; charakterizace materiálu; milimetrové vlny; prostorová distribuce permittivity; retroreflektor.
Available in a digital repository NRGL
3D TIŠTĚNÉ UMĚLÉ MATERIÁLY PRO MIKROVLNNÉ STRUKTURY
Tato dizertační práce se zabývá výzkumem 3D tištěných umělých elektromagnetických struktur pro návrh antén a mikrovlnných obvodů. Umělé struktury obsahující dielektrické i vodivé příměsi s různými ...
Detekce hran v obraze pomocí konvexní optimalizace
Novosadová, Michaela; Róka, Rastislav; Dostál, Otto; Rajmic, Pavel
2023 - English
Detekce hran v obraze je jednou z nejdůležitějších technik v oblasti digitálního zpracování obrazu. Bývá používána, mimo jiné, jako první krok segmentace obrazu. I proto stále zůstává v oblasti zájmu vědců, kteří se snaží vyvíjet stále lepší detekční přístupy. Hlavním cílem této práce je nalezení vhodné metody detekce hran v obraze pomocí konvexní optimalizace. Navržená metoda je založená na řídkém modelování, a její hlavní část je formulována jako konvexní optimalizační problém, který je řešen pomocí proximálních algoritmů. Pro definici optimalizačního problému se předpokládá, že signál může být modelován jako přeparametrizovaný po částech polynomiální signál, který se skládá z disjunktních segmentů. Počet těchto segmentů je výrazně menší než je počet vzorků signálu, což vybízí k použití řídkosti. Návrh vhodného optimalizačního problému nejdříve probíhá na jednorozměrných signálech, jelikož implementace a porovnání jednotlivých algoritmů je pro jednorozměrné signály výrazně jednodušší a časově méně náročná, než pro dvojrozměrné. První část práce se věnuje představení základní teorie z oblasti zpracování signálu, řídkosti, konvexní optimalizace a proximálních algoritmů, a dále prezentuje průřez používanými metodami pro hranovou detekci v obraze. Druhá část práce se zaměřuje na návrh a následné vyhodnocení jednotlivých optimalizačních problémů pro segmentaci jednorozměrných syntetických signálů, které jsou poškozeny šumem. Vyhodnocení je provedeno jak z pohledu přesnosti detekce skoků tak i odšumění. Poslední část práce je věnována rozšíření nejlépe fungujícího přístupu k detekci skoků v jednorozměrném signálu pro použití na detekci hran v obraze. V této části je navržený přístup testován na standardizovaném datasetu obrázků, který obsahuje manuálně označené hrany od několika subjektů. Výsledky navržené metody jsou vyhodnoceny pomocí precision-recall křivek a jejich maximálního F skóre a následně porovnány s ostatními metodami hranové detekce. Image edge detection is one of the most important techniques in digital image processing. It is used, among other things, as the first step of image segmentation. Therefore, it remains an area of interest for researchers trying to develop ever-better detection approaches. The main objective of this Thesis is to find a suitable method for image edge detection using convex optimisation. The proposed method is based on sparse modelling, and its main part is formulated as a convex optimisation problem solved by proximal algorithms. For defining the optimisation problem, it is assumed that the signal can be modelled as an over-parametrised, piecewise-polynomial signal that consists of disjoint segments. The number of these segments is significantly smaller than the number of signal samples, which encourages the use of sparsity. The formulation of a suitable optimisation problem is first performed on one-dimensional signals since the implementation and comparison of the different algorithms is significantly easier and less time-consuming for one-dimensional signals than two-dimensional ones. The first part of the Thesis introduces the basic theory in signal processing, sparsity, convex optimisation and proximal algorithms. It also presents a cross-section of the methods used for image edge detection. The second part of the Thesis focuses on the formulation and the subsequent evaluation of individual optimisation problems for the segmentation of one-dimensional synthetic signals corrupted by noise. The evaluation is conducted in terms of both denoising and breakpoint detection accuracy. The last part of the Thesis is dedicated to expanding the best-performing approach for breakpoint detection in one-dimensional signals for the application to image edge detection. The proposed approach is tested on a standardised dataset of images containing manually labelled edges of several subjects. The results of the proposed method are evaluated using precision-recall curves and their maximum F-measure score, and then compared with other edge detection methods.
Keywords:
Signal segmentation; image edge detection; convex optimisation; proximal splitting algorithm; proximal operator; sparsity; total variation; gradient; Segmentace signálů; detekce hran v obraze; konvexní optimalizace; proximální algoritmy; proximální operátory; řídkost; totální variace; gradient
Available in a digital repository NRGL
Detekce hran v obraze pomocí konvexní optimalizace
Detekce hran v obraze je jednou z nejdůležitějších technik v oblasti digitálního zpracování obrazu. Bývá používána, mimo jiné, jako první krok segmentace obrazu. I proto stále zůstává v oblasti zájmu ...
Fatigue Crack Growth Retardation Techniques for the Integral Airframe Structure
Jetela, Václav; Růžička, Milan; Petrásek, Miloslav; Klement, Josef
2023 - English
Při zavádění integrální letecké konstrukce vyvstal problém s rychlým růstem únavové trhliny v této konstrukci. Jednou z možností, jak zpomalit růst trhliny a zvýšit životnost konstrukce, je aplikace tzv. zastavovače trhliny. Tato disertační práce porovnává aditivně vyráběné a lepené zastavovače trhlin z hlediska životnosti, rychlosti šíření trhliny a delaminace. V případě lepených zastavovačů trhlin; doposud nebyla věnována pozornost zastavovačům z nerezové oceli. Nerezová ocel se jeví jako vhodný kandidát z důvodu koeficientu tepelné roztažnosti blízkého hliníkové slitině, vysoké tahové pevnosti a vysokého modulu pružnosti v tahu. S ohledem na aditivně vyráběné zastavovače trhlin, žádná pozornost nebyla věnována zastavovačům trhlin z materiálů odlišných od podkladové konstrukce. Za účelem doplnění současného stavu poznání byly vybrány tyto aditivní technologie: studená kinetizace a ultrazvuková konsolidace. Metodou studené kinetizace byly deponovány zastavovače z nerezové oceli a titanové slitiny. Metodou ultrazvukové konsolidace byly navařeny zastavovače z nerezové oceli. V experimentální části práce byl pozorován růst únavové trhliny v podkladové konstrukci. Delaminace zastavovače byla monitorována metodou pulzní termografie s následnou rekonstrukcí termografického signálu. Lepené zastavovače trhlin z nerezové oceli se prokázaly jako vhodná alternativa k zastavovačům s uhlíkovými vlákny. Nerezové zastavovače výrazně snížily rychlost šíření únavové trhliny, čímž značně prodloužily životnost vzorku. Bohužel, všechny zastavovače připravené metodou studené kinetizace urychlily růst únavové trhliny, čímž došlo k předčasnému selhání vzorku. Ultrazvukově konsolidované zastavovače s dvěma vrstvami oceli byly nejefektivnější z hlediska zvýšení životnosti. Tato práce navíc prokázala, že pro detekci delaminace v ultrazvukově konsolidovaném laminátu je možné použít metodu pulzní termografie. A problem with fast crack propagation arose from utilizing integral airframe structure. One of the techniques to slow down crack propagation and prolong the fatigue life is the application of crack retarder. The aim of this thesis is to compare the performance of additively manufactured crack retarders with bonded ones in terms of the fatigue life, crack growth rate and delamination. In case of the bonded crack retarders; no attention has been paid to the crack retarders made of stainless steel. The stainless steel appears to be a suitable candidate for its coefficient of thermal expansion close to the aluminum, high strength and elastic modulus. Regarding the additively manufactured crack retarders, little or no attention has been paid to the crack retarders made of metals different than the base structure. To address this research gap, two distinctive technologies were selected: cold spray and ultrasonic consolidation. Using the cold spray, the titanium and stainless steel crack retarders were deposited. Using the ultrasonic consolidation, the stainless steel crack retarders were welded. In the experimental work, the crack advance was visually observed. The crack retarder delamination was monitored using the pulsed thermography with subsequent Thermographic Signal Reconstruction. Bonded stainless steel crack retarders proved to be an suitable alternative to the already proven carbon fibre crack retarders. Stainless steel retarders significantly lowered the fatigue crack growth rate which resulted in longer fatigue life. However, all cold sprayed crack retarders accelerated crack growth rate and led to the specimen's premature failure. Ultrasonically consolidated crack retarder with two steel layers was the most effective in the life prolongation. The study also proved, that the delamination in the ultrasonically consolidated metal laminates can be detected using pulsed thermography.
Keywords:
Selective reinforcement; Bonded Crack Retarder; Cold Spray; Ultrasonic Consolidation; Crack growth; Damage Tolerance; Thermography; Delamination.; Lokální vyztužení; Lepený zastavovač trhliny; Cold spray; Ultrazvuková konsolidace; Růst trhliny; Přípustné poškození; Termografie; Delaminace.
Available in a digital repository NRGL
Fatigue Crack Growth Retardation Techniques for the Integral Airframe Structure
Při zavádění integrální letecké konstrukce vyvstal problém s rychlým růstem únavové trhliny v této konstrukci. Jednou z možností, jak zpomalit růst trhliny a zvýšit životnost konstrukce, je aplikace ...
Hybrid Method for Modelling and State Estimation of Dynamic Systems
Brablc, Martin; Blaha, Petr; Bugeja, Marvin; Grepl, Robert
2023 - English
Tato Disertační práce se zabývá vývojem nové hybridní metody pro současné odha- dování stavů a parametrů nelineárních dynamických systémů, založené na myšlence lokálních lineárních modelů, která využívá odhad nejistoty parametrů modelu pro automatické nastavení některých parametrů Kalmanova filtru (KF), čímž se výrazně zjednodušuje její nasazení a nastavení v praktických aplikacích. V první části se disertační práce věnuje shrnutí aktuálního stavu poznání v oblasti dynamických systémů, simultánní estimace, KF a modelování nelineárních dynamických systémů. Následně se ve dvou samostatných kapitolách věnuje modifikaci KF pro situace, kde dominantním vlivem způsobujícím procesní šum jsou nepřesné parametry modelu, a dále modifikaci metody Receptive field weighted regression (RFWR) tak, aby mohla být použita pro duální estimaci. Nakonec práce popisuje vyvinutou hybridní metodu složenou z modifikovaných algoritmů RFWR a KF nazvanou Receptive field dual estimation - (RFDE) a demonstruje její funkčnost na simulačních i reálných datech. This Doctoral thesis deals with the development of a new hybrid method for the dual estimation of states and parameters of nonlinear dynamic systems based on the idea of local linear models, which uses the estimation of the uncertainty of the model parameters to automatically adjust the parameters of the Kalman filter (KF), thus greatly simplifying its deployment and adjustment in practical applications. In the first part, the dissertation summarises the current state of knowledge in the field of dynamic systems, simultaneous estimation, KF and modelling of nonlinear dynamic systems. Then, in two separate chapters, it discusses the modification of KF for situations where inaccurate model parameters are the dominant influence causing process noise, and the modification of the Receptive field weighted regression (RFWR) method so that it can be used for dual estimation. Finally, the paper describes the developed hybrid method composed of modified RFWR and KF algorithms called Receptive field dual estimation - (RFDE) and demonstrates its performance on simulation and real data.
Keywords:
Dynamic systems; Modelling and simulation; Control theory; Continuous time systems; Discrete time systems; Approximation methods; Local linear models; Local linear regression; Receptive fields; Weighted regression; MATLAB; Parameter estimation; State estimation; Kalman filter; Process noise; Gaussian Noise Covariance; Simultaneous estimation; Joint estimation; Dual estimation; Recursive least squares; Dynamické systémy; Modelování a simulace; Teorie řízení; Systémy se spojitým časem; Systémy s diskrétním časem; Aproximační metody; Lokální lineární modely; Lokální lineární regrese; Receptivní pole; Vážená regrese; MATLAB; Odhadování patametrů; Odhadování stavů; Kalmanův filtr; Procesní šum; Kovariance Gaussovs- kého šumu; Silmultánní estimace; Sloučená estimace; Duální estimace; Rekursivní metoda nejmenších čtverců
Available in a digital repository NRGL
Hybrid Method for Modelling and State Estimation of Dynamic Systems
Tato Disertační práce se zabývá vývojem nové hybridní metody pro současné odha- dování stavů a parametrů nelineárních dynamických systémů, založené na myšlence lokálních lineárních modelů, která ...
Preparation and characterization of natural extracts with antimicrobial effect
Vysoká, Marie; Obruča, Stanislav; Kráčmar, Stanislav; Márová, Ivana
2023 - English
Celosvětová spotřeba antibiotik v posledních několika desetiletích významně vzrostla, což vedlo ke zvýšenému výskytu genů antibiotické rezistence (ARG), které představují rostoucí vážnou hrozbu pro lidské zdraví na celém světě. Používání přírodních nebo alternativních léčivých přípravků tudíž v posledních několika letech výrazně vzrostlo. Velká pozornost je nyní věnována přírodním extraktům, které by mohly být v jisté formě použity jako jedna z možností léčby bakteriálního onemocnění, a to s vysokou účinností proti patogenům a se zanedbatelnými vedlejšími účinky. Biomasa kvasinek, která obsahuje cenné mastné kyseliny, sacharidy, nukleové kyseliny, vitamíny a minerály, byla testována jako možná alternativa, a to samotná i v kombinaci s rostlinnými extrakty ve formě doplňku stravy. Tato disertační práce je zaměřena na studium antimikrobiální aktivity a nutriční přínosy vybraných rostlinných extraktů, jako je acai, hřebíček, kurkuma, zázvor, ženšen a oregano. Následně byly testovány biologické účinky kvasinkové biomasy rodu Metschnikowia pulcherrima CCY 029-002-145, Cystofilobasidium infirmominiatum CCY 17-18-4, Phaffia rhodozyma CCY 77-1, Rhodotorula kratochvilovae CCY 20-2-26. Tyto kvasinky byly vybrány zejména pro vysoký obsah aktivních látek v produkované biomase. Na závěr byl posouzen potenciální synergický efekt rostlinných extraktů ve spojení s kvasinkovou biomasou ke zvýšení celkového antimikrobiálního účinku, antioxidační aktivity a vlivu na růst buněčných linií Caco-2, B16F1 a HaCaT. Vzhledem k dosaženým výsledkům lze konstatovat, že zařazení imortalizované kvasinkové biomasy v kombinaci s přírodními extrakty do doplňků stravy ve vhodné formě může být prospěšné lidskému zdraví. Existuje přímý vztah mezi životaschopností buněk a apoptózou. Všechny mikrobiální extrakty vykazovaly určité pozitivní výsledky na apoptózu u rakovinných buněčných linií a současně nevykazovaly žádné cytotoxické účinky na nezhoubné buněčné linie při stejných koncentracích. Worldwide consumption of antibiotics has increased drastically in the past few decades. The application of antibiotics has led to the production of antibiotic resistance genes (ARGs) which represent a growing and serious human health threat worldwide. The use of natural or alternative medicines increased markedly over the last few years. Therefore, much attention is paid to natural products, which could be used as effective drugs to treat human diseases, with high efficiency against pathogens and negligible side effects. Yeast biomass that contains valuable fatty acids, carbohydrates, nucleic acids, vitamins, and minerals was tested in the potential combination with plant extracts as a food supplement. This doctoral thesis is focused on impact assessment of selected plant extracts such as acai, clove, turmeric, ginger, ginseng and oregano and their antimicrobial activity, antioxidant activity, cytotoxicity and important nutritional benefits. Subsequently, the biological effects of yeast biomass of the strains Metschnikowia pulcherrima CCY 029-002-145, Cystofilobasidium infirmominiatum CCY 17-18-4, Phaffia rhodozyma CCY 77-1, Rhodotorula kratochvilovae CCY 20-2-26 were tested. These yeasts were chosen especially for the high content of active substances in the produced biomass. In conclusion, the potential synergistic effect of plant extracts in combination with yeast biomass to increase the overall antimicrobial effect, antioxidant activity and effect on the growth of Caco-2, B16F1 and HaCaT cell lines was assessed. Considering the results achieved, it is appropriate to include immortalized yeast biomass in combination with natural extracts in food supplements in an appropriate form, as it is clear that there is some direct relationship between cell viability and apoptosis. All microbial extracts showed some positive results for the apoptosis of cancer cell lines and at the same time no cytotoxic effects on non-cancer cell lines at identical concentrations.
Keywords:
antioxidants; antimicrobials; plants; yeasts; apoptosis; antioxidanty; antimikrobialní látky; rostliny; kvasinky; apoptóza
Available in a digital repository NRGL
Preparation and characterization of natural extracts with antimicrobial effect
Celosvětová spotřeba antibiotik v posledních několika desetiletích významně vzrostla, což vedlo ke zvýšenému výskytu genů antibiotické rezistence (ARG), které představují rostoucí vážnou hrozbu pro ...
Programování kobotů v rozšířené realitě koncovými uživateli
Kapinus, Michal; Hořejší, Petr; Hubinský, Peter; Beran, Vítězslav
2023 - English
Vzhledem k současnému rozmachu dostupných kolaborativních robotů pomalu nastává rapidní zvyšování podílu automatizace v malých a středních podnicích a je očekáváno, že toto zvyšování dále poroste v nadcházejících letech. Společně se zvyšujícím se počtem robotů, musí nevyhnutelně růst i počet programátorů těchto robotů. Aby ke zvyšování podílu automatizace mohlo dojít, cena za programování robotů musí být snížena. V opačném případě by si malé podniky nemohly automatizaci dovolit. Jeden ze způsobů, jak tuto cenu snížit, je zjednodušení programovacího procesu a zpřístupnění programování i méně školeným zaměstnancům. Předložená práce se zabývá problémem současných uživatelských rozhraní, se zaměřením na rozhraní pro zjednodušení programování robotů, které jsou stále příliš náročné pro běžné dělníky. V současnosti, většina interakce mezi člověkem a robotem, jak v průběhu programování, tak v průběhu vykonávání programu, se odehrává jinde než v prostoru, který daný robot přirozeně obývá -- na počítači, na obrazovce nějakého přídavného zařízení a podobně. Tento fakt nutí člověka neustále přemýšlet o prostorových náležitostech tvořeného programu a mentálně mapovat daný program na reálné prostředí.Abychom překonali tento problém, předložená práce nabízí několik metod založených na Rozšířené Realitě, které prezentují prostorové informace ve skutečném prostředí ve srozumitelné formě. Kromě toho, společně s danými interakčními metodami jsou představeny také uživatelská rozhraní jež tyto metody implementují, a které jsou vyhodnoceny v uživatelských studiích s více než 70 účastníky. Práce také představuje plně funkční prototyp univerzálního robotického programovacího nástroje určeného pro koncové uživatele. Due to the recent expansion of affordable, collaborative robots, a rapid increase comes in the automation share in small and medium enterprises, and it is expected to be even higher in upcoming years. Together with the increasing number of robots, the number of robot programmers must inevitably rise as well. To boost the spread of automation, the price for robot programming needs to be decreased; otherwise, small enterprises would not be able to afford it. One way to decrease the programming cost is to simplify the process and allow less-skilled and less-educated operators to perform it. The presented thesis deals with the problem of contemporary user interfaces for end-user robot programming, which are still too demanding for ordinary shop-floor workers. As for now, most of the interaction between humans and robots, both during the programming and the execution phases, takes place, not in the space occupied by the robot but somewhere else -- in a computer, on the display of the attached device, etc. This forces the human to think of spatial relations of the created program constantly and to map the program to the real environment mentally. To overcome this problem, the thesis proposes several methods based on Augmented Reality, which presents the spatial information in the actual environment in an understandable way. Moreover, in-situ user interfaces for such interaction methods are presented and evaluated in several user studies with more than 70 participants. A fully functional prototype of a universal robot programming tool intended for the end-users is presented.
Keywords:
Augmented Reality; End-User Robot Programming; Human-Robot Interaction; Natural Interfaces.; Rozšířená realita; Programování robotů koncovými uživateli; Interakce mezi člověkem a robotem; Přirozená rozhraní.
Available in a digital repository NRGL
Programování kobotů v rozšířené realitě koncovými uživateli
Vzhledem k současnému rozmachu dostupných kolaborativních robotů pomalu nastává rapidní zvyšování podílu automatizace v malých a středních podnicích a je očekáváno, že toto zvyšování dále poroste v ...
Asymptotické vlastnosti řešení diskrétní Emden-Fowlerovy rovnice druhého řádu
Korobko, Evgeniya; Galewski, Marek; Růžičková, Miroslava; Diblík, Josef
2023 - English
V literatuře je často studována Emden--Fowlerova nelineární diferenciální rovnice druhého řádu $$ y'' \pm x^\alpha y^m = 0, $$ kde $\alpha$ a $m$ jsou konstanty. V disertační práci je analyzována diskrétní analogie Emden-Fowlerovy diferenciální rovnice $$ \Delta^2 u(k) \pm k^\alpha u^m(k) = 0, $$ kde $k\in \mathbb{N}(k_0):= \{k_0, k_0+1, ....\}$ je nezávislá proměnná, $k_0$ je celé číslo a $u \colon \mathbb{N}(k_0) \to \mathbb{R}$ je řešení. V této rovnici je $\Delta^2u(k)=\Delta(\Delta u(k))$, kde $\Delta u(k)$ je diference vpřed prvního řádu funkce $u(k)$, tj. $\Delta u(k) = u(k+1)-u(k)$ a $\Delta^2 (k)$ je její diference vpřed druhého řádu, tj. $\Delta^2u(k) = u(k+2)-2u(k+1)+u(k)$, a $\alpha$, $m$ jsou reálná čísla. Je diskutováno asymptotické chování řešení této rovnice a jsou stanoveny podmínky, garantující existence řešení s asymptotikou mocninného typu: $u(k) \sim {1}/{k^s}$, kde $s$ je vhodná konstanta. Je také zkoumána diskrétní analogie tzv. ``blow-up'' řešení (neohraničených řešení) známých v klasické teorii diferenciálních rovnic, tj. řešení pro která v některém bodě $x^*$ platí $\lim_{x \to x^*} y(x)= \infty$, kde $y(x)$ je řešení Emden-Fowlerovy diferenciální rovnice $$ y''(x) = y^s(x), $$ kde $s \ne 1$ je reálné číslo. Výsledky jsou ilustrovány příklady a porovnávány s výsledky doposud známými. In the literature a differential second--order nonlinear Emden--Fowler equation $$ y'' \pm x^\alpha y^m = 0, $$ where $\alpha$ and $m$ are constants, is often investigated. This thesis deals with a discrete equivalent of the second--order Emden-Fowler differential equation $$ \Delta^2 u(k) \pm k^\alpha u^m(k) = 0, $$ where $k\in \mathbb{N}(k_0):= \{k_0, k_0+1, ....\}$ is an independent variable, $k_0$ is an integer and $u \colon \mathbb{N}(k_0) \to \mathbb{R}$ is an unknown solution. In this equation, $\Delta^2u(k)=\Delta(\Delta u(k))$, $\Delta u(k)$ is the the first-order forward difference of $u(k)$, i.e., $\Delta u(k) = u(k+1)-u(k)$, and $\Delta^2 (k)$ is its second--order forward difference, i.e., $\Delta^2u(k) = u(k+2)-2u(k+1)+u(k)$, $\alpha$, $m$ are real numbers. The asymptotic behaviour of the solutions to this equation is discussed and the conditions are found such that there exists a power-type asymptotic: $u(k) \sim {1}/{k^s}$, where $s$ is some constant. We also discuss a discrete analogy of so-called ``blow-up'' solutions in the classical theory of differential equations, i.e., the solutions for which there exists a point $x^*$ such that $\lim_{x \to x^*} y(x) = \infty$, where $y(x)$ is a solution of the Emden-Fowler differential equation $$ y''(x) = y^s(x), $$ with $s \ne 1$ being a real number. The results obtained are compared to those already known and illustrated with examples.
Keywords:
Discrete equation; Emden-Fowler equation; nonlinear equation; system of discrete equations; asymptotic properties; retract principle.; Diskrétní rovnice; Emden-Fowlerova rovnice; nelineární rovnice; systém diskrétních rovnic; asymptoticke chování; princip retraktu.
Available in a digital repository NRGL
Asymptotické vlastnosti řešení diskrétní Emden-Fowlerovy rovnice druhého řádu
V literatuře je často studována Emden--Fowlerova nelineární diferenciální rovnice druhého řádu $$ y'' \pm x^\alpha y^m = 0, $$ kde $\alpha$ a $m$ jsou konstanty. V disertační práci je analyzována ...
Příprava a charakterizace nanostrukturních III-V polovodičových materiálů
Maniš, Jaroslav; Kostelník,, Petr; Hospodková,, Alice; Šikola, Tomáš
2023 - English
Předkládaná dizertační práce se zabývá výrobou a analýzou gallium nitridových (GaN) nanostruktur ve třech odlišných formách. V prvním případě byl zkoumám trojdimenzionální GaN ve formě nanokrystalů rostených na grafenu. Nanokrystaly byly připraveny s využitím techniky droplet epitaxy, která mimo jiné umožňuje růst nanostruktur za nízké teploty substrátu (T = 200°C). Studium se zaměřovalo jak na charakterizaci kvality připravených nanokrystalů, tak na statistický popis růstu. V dalším kroku byly připravené struktury využity pro výrobu fotodektoru citlivého na ultrafialové světlo. Výroba fotodektoru a jeho úspěšné použití slouží jako základ pro navazující výzkum. Ve druhém případě byly studovány dvoudimenzionální GaN nanostruktury, které byly rovněž připraveny za nízké teploty křemíkového substrátu. Následná analýza se soustředila na popis krystalové struktury a prvkovou analýzu, neboť byly takovéto struktury pozorovány vůbec poprvé. Další rozvoj možností přípravy těchto nanostruktur je předmětem navazujícího výzkumu. Ve třetím případě byly zkoumány jednodimenzionální GaN nanodráty připravené na safírovém substrátu. Účelem tohoto projektu bylo získání datasetu pro ověření teoretického modelu, který popisuje růst horizontálních nanodrátů. Na základě sběru a analýzy dat se podařilo modelovat růstovou dynamiku GaN nanodrátů, která byly v souladu s teoretickým modelem. The aim of the presented PhD thesis was to develop and analyze gallium nitride (GaN) nanostructures in three different forms. Firstly, three dimensional GaN nanocrystals prepared on graphene were studied from the perspective of the intrinsic crystal properties as well as growth statistics. Adopting the method of droplet epitaxy allowed the formation of such nanostructures at a low substrate temperature (T = 200°C). In order to demonstrate possible applications, the proof of concept of an UV sensitive device was designed and tested with the successful results and the great promise to the future work. Secondly, two dimensional GaN nanostructures were prepared on a pristine silicon surface also at low temperature (T = 200°C). Following experiments were focused on a study of a crystal structure and an elemental analysis as these structures have been observed for the first time. Two dimensional structures are promising candidates into the high power applications which are emerging in these days. Thus, preparation of such 2D GaN nanostructures serves as a solid foundation for the further research. Thirdly, one dimensional GaN horizontal nanowires were fabricated on different sapphire planes. The prepared nanowires provided adequate dataset for the subsequent data analysis related to the growth kinetics. Collected dataset was used for verification of the developed theoretical model of the nanowire growth. It has been shown that the theoretical model describes the growth of nanowires with great precision and, thus, provide a useful insight into the growth mechanisms.
Keywords:
GaN; nanocrystals; nanowires; deposition; graphene; sapphire; scanning electron microscopy; atomic force microscopy; Raman spectroscopy; GaN; nanokrystaly; nanodráty; depozice; grafén; safír; skenovací elektronová mikroskopie; mikroskopie atomárních sil; Ramanova spektroskopie
Available in a digital repository NRGL
Příprava a charakterizace nanostrukturních III-V polovodičových materiálů
Předkládaná dizertační práce se zabývá výrobou a analýzou gallium nitridových (GaN) nanostruktur ve třech odlišných formách. V prvním případě byl zkoumám trojdimenzionální GaN ve formě nanokrystalů ...
Effects of Non-Linear Stiffness on Turn Process Stability in Horizontal Turning Machines
Hadraba, Petr; Chih-Chun, Douglas Cheng,; Kolář, Petr; Hadaš, Zdeněk
2023 - English
Nelineární tuhost ovlivňuje dynamiku moderních obráběcícho strojů. Důležitým parametrem produktivity obráběcího stroje jsou samobuzené vibrace, které omezuje výkon obráběcího stroje. Tato práce byla motivována průmyslovým případem, kdy chování obráběcího stroje nelze předvídat tradičními metodami a stroj vykazuje významnou změnou dynamického chování. Tato práce krok za krokem představuje analýzu, která byla zaměřena na simulaci samobuzených vibrací a vlivu nelineární tuhosti na výslednou stabilitu chvění. Se zvyšující se složitostí modelu byl představen linearizační přístup, který umožňuje rychlejší analýzu stability obrábění. Pro lepší mapování a tvorbu stabilitního lobe diagramu pro nelineární strukturu je uveden algoritmus syntézy linearizovaných řešení v pracovním bodě. Linearizační přístup byl kombinován s nelineární statickou simulací s ohledem na model nelineárního chování lineárního kuličkového vedení a použit pro predikci chování chvění. Nelineární statický model využívá metodu dynamické kosimulace a substrukturování, aby do analýzy začlenil účinky strukturální deformace. Experimentální zkouška obrábění umožnila porovnat výsledky analýzy a prokázala dobrou shodu s maximálními frekvenčními odchylkami v pásmu 3 Hz. Nonlinear stiffness affects the dynamics of modern machine tools. An important parameter of machine tool productivity is self-excited vibration, which limits the performance of the machine tool. This work was motivated by an industrial case where the behaviour of a machine tool cannot be predicted by traditional methods and the machine exhibits a significant change in dynamic behaviour. This work presents a step-by-step analysis that was focused on the simulation of self-excited vibrations and the effect of nonlinear stiffness on the resulting vibration stability. As the complexity of the model increases, a linearisation approach has been introduced that allows faster analysis of the machining stability. For better mapping and creation of a stability lobe diagram for a nonlinear structure, an algorithm for the synthesis of linearised solutions at the working point is presented. The linearisation approach was combined with nonlinear static simulation considering the nonlinear behaviour model of the linear ball guide and used to predict vibration behaviour. The nonlinear static model uses a dynamic cosimulation and substructuring method to incorporate the effects of structural deformation into the analysis. The experimental machining test made it possible to compare the analysis results and demonstrated good agreement with the maximum frequency deviations in the 3 Hz band.
Keywords:
Chatter; Nonlinear dynamics; Linear ball guideway; Lathe; Samobuzené vibrace při obrábění; Nelineární dynamika; Lineární kuličkové vedení; Soustruh
Available in a digital repository NRGL
Effects of Non-Linear Stiffness on Turn Process Stability in Horizontal Turning Machines
Nelineární tuhost ovlivňuje dynamiku moderních obráběcícho strojů. Důležitým parametrem produktivity obráběcího stroje jsou samobuzené vibrace, které omezuje výkon obráběcího stroje. Tato práce byla ...
Nové technologie pro biometrické rozpoznání na základě charakteristik ruky
Dvořák, Michal; Jadlovský, Ján; Marcialis, Gian Luca; Drahanský, Martin
2023 - English
Biometrie nám umožňuje identifikovat či verifikovat osoby na základě jejich fyzických vlastností. Přestože identifikace samotná je velmi rychlá, extrakce zvolené biometrie v reálném světě je netriviální problém. Pro snímání většího množství lidí, například na letišti, potřebujeme dosáhnout snímání a rozpoznání v co nejkratším čase, ideálně za chůze uživatele. Tato disertační práce se zabývá vývojem bezdotykového a tedy hygienického biometrického systému, který je schopen provést extrakci identifikačních charakteristik ruky a následně rozpoznat uživatele za běhu. Spolu s tím práce obsahuje další systémy a algoritmy potřebné pro řešení tohoto komplexního problému. Práce prezentuje současný stav výzkumu a vývoje v oblasti biometrické identifikace na základě vybraných charakteristik, se zaměřením na identifikaci pomocí geometrie ruky a otisků prstů. Dále se pak v2nuje technologickým principům využitých pro sběr těchto biometrických charakteristik. Dle disertačních cílů, formulovaných na základě rešerše, se praktická část této práce zabývá vývojem biometrických systémů pro použití k identifikaci velkého množství lidí za běhu, pro které většina současných biometrických systémů založených na charakteristikách ruky nejsou vhodné. Dále pak se práce zabývá souvisejícími problémy, zejména pak detekcí prezentačního útoku a biometrickou multimodalitou. Biometrics allows us to identify or verify people based on their physical characteristics. Although the recognition itself may be very fast, extracting the chosen biometry features in the real world is a non-trivial task. To perform a recognition on a large number of people, for example at an airport, we need to perform the scanning and recognition in the shortest possible time, ideally without the user having to stand still. In this dissertation thesis, I focus on the development of a touchless and therefore hygienic biometric system, capable of performing identification, feature extraction and subsequent recognition on the fly using hand characteristics, and other systems and algorithms needed to solve this complex problem. This thesis presents the current state of research and development in the field of biometric identification based on selected hand characteristics, with a focus on identification using hand geometry and fingerprints. Further it also discusses the technological principles used for the collection of the characteristics. According to the dissertation objectives, formulated on the basis of the research, the practical part of this thesis deals with the development of biometric systems for use to identify large numbers of people in flight, for which most current biometric systems based on hand characteristics are not suitable. The thesis then addresses related issues, in particular presentation attack detection and biometric multimodality.
Keywords:
Biometrics; hand geometry; 3D hand geometry; biometric identification; biometric verification; line scan camera; dynamic acquisition; on the fly acquisition; stereo vision; watchlist technology; Biometrie; geometrie ruky; 3D geometrie ruky; biometrická identifikace; biometrická verifikace; řádková kamera; dynamické snímání; snímání za běhu; stereo vize; seznam sledovaných položek
Available in a digital repository NRGL
Nové technologie pro biometrické rozpoznání na základě charakteristik ruky
Biometrie nám umožňuje identifikovat či verifikovat osoby na základě jejich fyzických vlastností. Přestože identifikace samotná je velmi rychlá, extrakce zvolené biometrie v reálném světě je ...
NRGL provides central access to information on grey literature produced in the Czech Republic in the fields of science, research and education. You can find more information about grey literature and NRGL at service web
Send your suggestions and comments to nusl@techlib.cz
Provider
Other bases