|
|
Online identifikace parametrů přívěsu s využitím ultrazvukových senzorů
Vejlupek, Josef ; Štefek, Alexandr (oponent) ; Vlach, Radek (oponent) ; Grepl, Robert (vedoucí práce)
Disertační práce se zabývá možností využití "klasických ultrazvukových parkovacích senzorů" pro asistenci řidiči při couvání s připojeným přívěsem. Přičemž klíčovými body práce je nalezení vhodných řešení stanovených cílů "online identifikace parametrů přívěsu", zejména tedy určení odhadu okamžitého úhlu odklonu přívěsu od vozidla a dále určení odhadu délky oje přívěsu (vzdálenosti mezi tažným zařízením a osou nápravy přívěsu). V práci je zpracován model kinematiky vozidla s připojeným přívěsem, a model ultrazvukových parkovacích senzorů s přívěsem chápaným jako překážkou.
|
|
|
Využití hydroformingu při vytváření strukturovaného povrchu solárního panelu
Řiháček, Jan ; Mašek, Bohuslav (oponent) ; Lidmila, Zdeněk (oponent) ; Mrňa, Libor (vedoucí práce)
Dizertační práce pojednává o využití technologie hydroformování pro výrobu nového typu solárního absorbéru disponujícího přímo protékanou meandrovitou strukturou a strukturovaným povrchem tvořeným jehlanovitými elementy. Jako materiál pro výrobu absorbérů je použita austenitická korozivzdorná ocel X5CrNi18-10. V úvodu práce je provedena literární rešerše zaměřená především na jednotlivé metody technologie hydroformování, jejich použití pro danou problematiku, stanovení tvářecích limitů a využitelnost numerických simulací. Na základě provedené literární studie byla navržena technologie výroby s využitím paralelního hydroformování a tato optimalizována numerickou simulací v prostředí ANSYS. Z provedených výpočtů a materiálových testů byly stanoveny parametry hydroformování pro dvě varianty strukturovaného povrchu tvořeného jehlanovitými dutinami s vrcholovým úhlem 90° a 60°.
|
|
|
Nelineární řízení komplexních soustav s využitím evolučních přístupů
Minář, Petr ; Matoušek, Radomil (vedoucí práce)
Problematika optimalizace složitých soustav za použití algoritmů umělé inteligence, je relativně nový vědní obor a má mnohé způsoby využití v technické praxi. Vhodné algoritmy na řešení podobných úloh jsou třeba genetický algoritmus, diferenciální evoluce, algoritmus HC12, metoda nelder-mead, fuzzy logika a gramatická evoluce. Kompletní řešení je prezentováno na vybraných příkladech od matematických soustav nelineárních systémů, až po praktické úlohy spolu s návrhem antén a stabilizace deterministického chaosu. Práce si klade za cíl navržení jednotlivých postupů využití algoritmů umělé inteligence při vícekriteriální optimalizaci. K dosažení optimálních výsledků slouží navržené softwarové řešení na základě multi-platformové aplikace v rámci Matlab a Java rozhraní. Softwarové řešení spojuje všechny algoritmy do ucelené aplikace a dále rozšiřuje možnosti uplatnění výsledků na reálných soustavách a v technické praxi.
|
|
|
Metoda pro simulaci energetické náročnosti výrobních strojů v etapě vývoje
Tůma, Jiří ; Blecha, Petr (vedoucí práce)
Disertační práce je zaměřena na návrh metody pro simulaci energetické náročnosti obráběcího stroje v provozu ve fázi jeho vývoje. Pro návrh metody jsou východiskem poznatky získané z rešeršní práce z oblastí vědy a průmyslu. Metoda samotná je tvořena pěti na sebe navazujícími kroky, které je třeba realizovat v náležitém pořadí tak, aby bylo možné vytvořit relevantní energetický profil obráběcího stroje. Výstupem navržené metody jsou simulovaná data poskytující průběh spotřebované energie a potřebného výkonu, které jsou závislé na čase. Výstupní data jsou získána na základě simulace řízení obráběcího stroje podle G-kódu, který je pro simulaci interpretován do podoby matrice překladačem. Matrice obsahuje potřebná data pro řízení, jako jsou požadované koncové body nástroje, a požadované posuvové rychlosti, ke kterým je přiřazen časový údaj. G-kód je tedy částečně časově parametrizován. To je následně prostřednictvím matematického modelu pohonných mechanismů kompletně časově parametrizováno a dále díky součinnosti softwaru pro řízení pohonných mechanismů (Matlab Simulink) a softwaru pro fyzikální simulace (MSC Adams) zpracováno do podoby výstupních dat. Jako vstupní parametr simulace je užit koeficient sloužící jako násobitel normálové síly u pohonných mechanismů, který je funkcí posuvové rychlosti. Ztrátová funkce je získána experimentálně. V rámci disertační práce byly provedeny dva experimenty sloužící k verifikaci navržené metody. U každého experimentu je postupováno dle navržené metody a součástí je porovnání simulace s naměřenými daty při různých provozních režimech. Navržená metoda, popsaná v disertační práci, umožňuje konstruktérům sumarizovat energetickou náročnost navrhovaného stroje ještě před jeho výrobou. Při správné interpretaci mohou výsledky metody sloužit jako podklad k zlepšení energetického profilu a tím ke zvýšení energetické účinnosti obráběcího stroje.
|
|
|
Simulační modelování elektrických pohonů pro vybrané kritické aplikace
Toman, Jiří ; Singule, Vladislav (vedoucí práce)
Disertační práce na téma „Simulační modelování elektrických pohonů pro vybrané kritické aplikace“ je zaměřena na oblast stanovených aplikací v civilním letectví. Vybranou aplikací, na kterou se tato práce zaměřuje, je elektricky poháněné a elektronicky řízené dávkovací palivové čerpadlo, které dodává palivo do leteckého motoru typu APU. Disertační práce ucelenou formou popisuje vývojový cyklus tohoto zařízení a prokazuje splnění všech vyžadovaných kritických funkcí. Při vývoji deklarovaného zařízení jsou maximální měrou aplikovány moderní přístupy z oblasti matematického modelování, simulace, verifikace, monitorování a predikce provozních stavů leteckých zařízení s cílem prokázat vhodnost jejich nasazení s ohledem na snížení času vývoje, snížení vývojových nákladů, prodloužení životnosti, prodloužení servisních intervalů, zvýšení uživatelského komfortu a snížení ceny, a to vše při zachování vyžadované spolehlivosti. Tato práce si rovněž klade za cíl prokázat a ověřit vhodnost nasazení elektronicky komutovaných stejnosměrných motorů do kritických aplikací v oblasti civilního letectví. K tomu je nezbytné navrhnout robustní řízení pohonu, které splní požadavky na stanovenou spolehlivost.
|
|
|
Návrh sondy vířivých proudů a její aplikace pro zkoušení kompozitních leteckých konstrukcí
Boháčová, Marie ; Mazal, Pavel (vedoucí práce)
Tato disertační práce se zabývá návrhem snímače vířivých proudů, který umožní nedestruktivní kontrolu leteckých kompozitních konstrukcí, zejména plastů vyztužených uhlíkovými vlákny (CFRP), v oblastech výroby a údržby letadel. Návrh snímače vycházel z analyticko-experimentálního přístupu, přičemž jeho elektrické a mechanické parametry byly optimalizovány k zajištění dobrého poměru užitečného signálu k šumu na šesti kompozitních vzorcích. Tyto vzorky obsahují umělé nespojitosti v podobě různých typů vad, simulující různé druhy poškození leteckých konstrukcí, zejména delaminace či změn tloušťky kompozitních materiálů. Byla realizována experimentální měření, sběr dat a jejich následné vyhodnocení. Výsledkem této práce je funkční snímač vířivých proudů, schopný spolehlivě odhalit poškození uhlíkových kompozitních konstrukcí do hloubky materiálu 3,9 mm.
|
|
|
Využití hydroformingu při vytváření strukturovaného povrchu solárního panelu
Řiháček, Jan ; Mrňa, Libor (vedoucí práce)
Dizertační práce pojednává o využití technologie hydroformování pro výrobu nového typu solárního absorbéru disponujícího přímo protékanou meandrovitou strukturou a strukturovaným povrchem tvořeným jehlanovitými elementy. Jako materiál pro výrobu absorbérů je použita austenitická korozivzdorná ocel X5CrNi18-10. V úvodu práce je provedena literární rešerše zaměřená především na jednotlivé metody technologie hydroformování, jejich použití pro danou problematiku, stanovení tvářecích limitů a využitelnost numerických simulací. Na základě provedené literární studie byla navržena technologie výroby s využitím paralelního hydroformování a tato optimalizována numerickou simulací v prostředí ANSYS. Z provedených výpočtů a materiálových testů byly stanoveny parametry hydroformování pro dvě varianty strukturovaného povrchu tvořeného jehlanovitými dutinami s vrcholovým úhlem 90° a 60°.
|
|
|
Raci v měnících se biotických a abiotických podmínkách
VESELÝ, Lukáš
Abiotické a biotické faktory přímo či nepřímo ovlivňují fyziologii, chování ekologii a distribuci organismů. Tato práce poskytuje unikátní výsledky ve smyslu schopnosti raků odolávat či se adaptovat na dané abiotické a biotické podmínky prostředí. Úspěšné přezimování je klíčový faktor usnadňující uchycení a šíření nepůvodních druhů. Naše výsledky poskytují důkaz o značné odolnosti vůči nízké teplotě u třech ze čtyř teplomilných nepůvodních druhů raků testovaných v našem experimentu. Rak červený společně s australským rakem Cherax destructor vykazovali vysokou míru přežití v experimentálních podmínkách, stejně jako schopnost konzumovat potravu i v nejchladnější fázi experimentu. Ačkoliv rak mramorovaný trpěl vysokou mortalitou v průběhu experimentu, jeden jedinec přežil. Rak C. quadricarinatus nebude v nejbližší budoucnosti představovat riziko pro temperátní zónu Evropy. Sucho je významný faktor pro sladkovodní organismy, determinující jejich úspěšné přežití v ekosystému. Jednou ze strategií jak sucho přežít je zvýšená odolnost proti vysychání a schopnost norovat. V tomto experimentu jsme porovnávali schopnosti přežít a norovat v písčito-jílovém substrátu u třech původních a pěti nepůvodních druhů raků, vystavených týdennímu simulovanému suchu. Přežití u nepůvodních druhů bylo vyšší (u raka červeného a C. destructor dokonce absolutní) ve srovnání s původními druhy. Rak červený a mramorovaný tvořili větší a hlubší nory než C. destructor a rak pruhovaný. Tři původní druhy (rak říční, rak bahenní a rak kamenáč) charakterizovala vysoká mortalita. Původní druhy a rak signální neprokázali schopnost tvořit vertikální nory. Rak mramorovaný je úspěšný invazivní druh, schopný kolonizovat nové ekosystémy. Tento druh se úspěšně usadil na Ukrajině a je hojně obchodovaný akvaristický druh ve východní Evropě. Jeho rozšíření by mohlo představovat riziko pro původní druhy raků, kteří jsou také schopni obývat slanovodní ekosystémy Černého, Azovského a Kaspického moře. Provedli jsme první studii zabývající se tolerancí raka mramorovaného vůči zvýšené salinitě vody. Rak mramorovaný pravděpodobně není schopen kolonizovat ekosystémy se zvýšenou salinitou díky jeho nízkému přežívání, růstu a neschopnosti se rozmnožit ve slané vodě. Nicméně je schopen vydržet i největší testovanou salinitu po značnou dobu, což otevírá možnost využití ekosystémů se zvýšenou salinitou jako biokoridoru pro šíření do okolních sladkovodních ekosystémů. Také jeho krátká generační možná povede k jeho budoucím rychlým lokální adaptaci na podmínky se zvýšenou salinitou. Rak C. destructor je schopný přečkat simulované zimní podmínky střední Evropy což, otevírá zásadní otázku, schopnosti založit populaci v tomto regionu. Pokud by se tak mělo stát, musel by si C. destructor poradit s račím morem Aphanomyces astaci, konkrétně s kmeny A, B a E. Račí mor je patrně nejhorší račí nemoc postihující druhy raků nepocházející ze Severní Ameriky. Ve srovnání s rakem říčním naše studie odhalila schopnost druhu C. destructor přežít (kmen A) nebo zpomalit působení (kmeny B a E) račího moru. Toto zjištění společně zdůrazňují jeho vysoký potenciál k založení populací v temperátní zóně Evropy. Cherax destructor by tak mohl jako chronický přenašeč přispět k dalšímu šíření račího moru. V současné době čelí organismy vícenásobnému vlivu globálních hybatelů ovlivňujících sílu spojení mezi jednotlivými skupinami v potravním řetězci. Naše poslední studie odhalila, že identita predátora, hustota kořisti a teplota ovlivňují sílu jak trofických tak i netrofických interakcí v ekosystému. Efekt hustoty kořisti byl vždy nezávislý na teplotě i na identitě predátora u obou typů interakcí. Naopak síla odezvy u trofických i netrofických interakcí silně závisela na identitě predátora a teplotě. Na základě současných studií postrádáme dostatek důkazů pro podporu obecného mechanismu podtrhující závislost síly interakce na vlastnostech organismů a podmínkách prostředí. Proto další studie jsou nezbytné.
|
|
|
Aplikace pokročilých přístrojových technik pro analýzu polutantů životního prostředí
KOBA, Olga
Zvyšování kvality a bezpečnosti života široké populace vyžaduje vývoj a použití nových chemických látek, které, bohužel, nemohou být úplně odstraněny v čistírnách odpadních vod. Tyto sloučeniny, včetně jejich metabolitů a transformačních produktů, které vznikají v průběhu odbourávání farmak v lidech, zvířatech, bakteriích či během čistících nebo přírodních (fotolýza) procesů, posléze kontaminují životní prostředí. Komerční dostupnost pokročilé analytické techniky umožnila studium osudu nových typů znečišťujících látek v prostředí. Tato doktorská práce je zaměřena na aplikaci vysokorozlišující hmotností spektrometrie (HRMS) a nové generace trojitých kvadrupólů na analýzu těchto nových skupin polutantů. Všechny prezentované práce jsou věnovány farmakům díky vysoké spotřebě ve společnosti, časté přítomnosti ve všech složkách prostředí a potenciálu negativně působit na necílové organismy díky vysokému biologickému účinku. První část práce popisuje vývoj metody pro identifikaci a posléze i kvantifikaci metabolitů v orgánech pstruhů duhových exponovaných diltiazemu. Ve výsledku bylo použitím HRMS, ve spojení s interpretačním programem, předběžně identifikováno 17 metabolitů. Byla navržena komplexní metabolická dráha pro fázi I metabolismu a také byla vyhodnocena biokoncentrace v různých rybích orgánech. Druhá část práce se zabývá výzkumem osudu farmak v půdním prostředí. Studovali jsme transformaci šesti léčiv atenololu, metoprololu, karbamazepinu, sulfamethoxazolu, trimethoprimu, a clindamycinu v laboratorních podmínkách. Z analýz mateřských sloučenin jsme získali rychlosti odstranění těchto látek z půdy. Detekovali jsme a poté identifikovali jsme 15 známých i nových metabolitů. Identita šesti z nich byla potvrzena srovnáním s dostupnými analytickými standardy. Ukázali jsme, že profil metabolitů byl téměř stejný ve všech půdách, jiné a na daném půdním typu závislé, bylo ale jejich vzniklé množství a také rychlost transformace. Několik studovaných léčiv, ale i jejich metabolitů se ukázalo být perzistentní v půdě, což umožňuje jejich následný transport do podzemní vody a plodin, které se na dané půdě pěstují. Z důvodů možných nežádoucích efektů na konzumenty takových plodin je nutné sledovat další osud jak farmak, tak i jejich transformačních produktů. Třetí část disertační práce se zabývá důležitou oblastí transportu farmak a jejich metabolitů mezi složkami vodního prostředí. V rámci tohoto projektu byly analyzovány voda, sedimenty a ryby z rybníka napájeného pouze vyčištěnou odpadní vodou. Ve studovaných matricích jsme nalezli 18 léčiv a 7 jejich transformačních produktů. Z těchto dat jsme vypočítali distribuční konstanty v reálných podmínkách - distribuční koeficienty pro vodu a sediment a bioakumulační faktory pro rybí játra. Sledovali jsme sezónní změny v průběhu jednoho roku. Tato studie pomohla zvýšit množství informací, zatím pouze omezené, o osudu širokého rozsahu farmak a zejména pak jejich metabolitů v reálném systému ovlivněném odpadní vodou.
|
|
|
Fyziologické a molekulární odezvy vodních organizmů na účinky chemických látek
CHUPANI, Latifeh
Biochemické a fyziologické reakce organismů na xenobiotika, jako obecné ukazatele zdraví organismů, jsou zkoumány již mnoho let. Těchto ukazatelů je využíváno při vývoji syntetických léčiv a screeningu účinků znečišťujících látek na biologické systémy a při objasňování jejich působení. V poslední době je věnována velká pozornost využívání "OMICS" přístupů, a to zejména při zkoumání účinků chemických kontaminantů na molekulární úrovni. "OMICS" přístupy jsou jednou z nejrychleji se rozvíjejících oblastí v oboru toxikologie. Reakce vodních organismů jsou zkoumány na molekulární úrovni, protože se zde nejdříve promítnou změny způsobené chemickou expozicí. ZnO nanočástice jsou široce používány s dalším potenciálem v potravinářském průmyslu a zemědělství. Jejich následné uvolnění do životního prostředí však vyvolává obavy z možných účinků na vodní organismy. Ačkoli jsou vodní organismy vystavovány nanočásticím pravděpodobně v nejvyšší míře perorální cestou, většina studií je doposud zaměřena nejvíce na hodnocení expozice vodním prostředím. Molekulární mechanismy způsobující jejich toxicitu v biologickém systému jsou zkoumány ještě méně. Tato práce byla provedena za účelem zkoumání schopnosti akumulace ZnO nanočástic podávaných v krmivu ve vnitřních orgánech kapra jako modelové ryby. Odezvy organismu byly posuzovány na proteinové, biochemické a histologické úrovni. Naše výsledky neprokázaly ani zjevnou akumulaci ZnO nanočástic, ani významné změny hematologických parametrů, hladiny peroxidace lipidů a histologických změn tkání. Naše pozorování prokázaly, že 500 mg ZnO nanočástic na kg krmiva způsobilo změny v dráhách a hladině proteinů spojených s buněčnou motilitou, změny v reakci imunitního systému, v syntéze proteinů, v buněčném metabolismu a přežívání buněk ve střevě. Rovněž byla touto dávkou ovlivněna skladba sérových proteinů souvisejících s činností imunitního systému. Ryby vystavené účinkům ZnO nanočástic, jako zevního stresoru, vykazovaly popsané změny zřejmě jako kompenzační mechanismus nutný k udržení vnitřní homeostázy a energetické rovnováhy. Pokud energetické nároky na zvládnutí stresu překročí kapacitu limitu, je negativně ovlivněno zdraví organismu. Ve druhé části studie byla testována kyselina peroctová v terapeutických dávkách 1 a 3 mg L-1 u amura bílého a 10 mg L-1 u raka signálního. Testované koncentrace způsobily u léčených zvířat histologické změny žaber a změny v aktivitě antioxidačních enzymů. Pozorované změny však nezpůsobily mortalitu ošetřovaných ryb a po období zotavení se změněné hodnoty navrátily do původního stavu. Z práce vyplývá, že popsané změny jsou reverzibilní, jestliže následuje dostatečná doba zotavení, která dovoluje zvířatům obnovit jejich narušenou homeostázu. Při léčbě citlivějších druhů je však třeba vzít v úvahu druhové specifické rozdíly. K vytvoření bezpečného aplikačního manuálu pro jednotlivé vodní organismy by bylo žádoucí provést další rozšiřující studie.
|
host ::
RSS.