|
|
Spolehlivost zemních hrází ohrožených filtračními deformacemi
Čejda, Marek ; Baroková,, Dana (oponent) ; Fošumpaur, Pavel (oponent) ; Říha, Jaromír (vedoucí práce)
Náplní disertační práce je analýza pravděpodobnosti vzniku filtračních deformací v podloží zemních hrází. Z rozsáhlé problematiky filtračních deformací se práce zaměřuje na iniciaci celého procesu, kdy dochází k nadzdvihnutí nadložních vrstev v zahrází vedoucí k jejich prolomení. Je zde formulován způsob odhadu pravděpodobnosti porušení zahrází pomocí matematického a statistického modelování. Navržený postup je v rámci parametrické studie prakticky aplikován na testovací oblast a jeho výsledky jsou porovnány s výsledky získanými metodou podle mezních stavů. Na závěr je navržen postup pro využití výsledků stochastického výpočtu pro zpřesnění metody podle mezních stavů.
|
|
|
Vliv orientace přítoku na charakteristiky přepadu přes širokou korunu
Major, Jakub ; Dušička,, Peter (oponent) ; Fošumpaur, Pavel (oponent) ; Zachoval, Zbyněk (vedoucí práce)
Přelivy patří mezi základní vodohospodářské konstrukce vytvářející především vertikální zúžení proudu na rozdíl od žlabů, které vytvářejí především horizontální zúžení proudu. Při proudění přes přelivy dochází obvykle ke změně říčního proudění přes kritické proudění s kritickou hloubkou v bystřinné proudění, tedy k přepadu. Pravoúhlé přelivy jsou určeny pravoúhlým podélným i příčným profilem a vodorovnou korunou. Je možné rozlišit tři základní směry přítoku. Prvním je čelní přítok, který je v praxi nejčastější. Druhý je boční přítok používanýý u rozdělovacích a odlehčovacích objektů. Třetí je spodní přítok používaný jako laboratorní přelivy, přelivy s hluboce zanořenou nornou stěnou, atd. Z hlediska poznání vlivu výše uvedených směrů přítoku vody na kapacitu nejsou v současné době dostatečně prozkoumány případy čelního přítoku s bočním zúžením a rovněž spodního přítoku na všechny typy přelivů. Vzhledem k rozsahu problematiky je níže uvedený výzkum zaměřen pouze na čelní přítok na pravoúhlý přeliv se širokou korunou s bočním zúžením a spodní přítok na pravoúhlý přeliv se širokou korunou bez bočního zúžení. Cílem práce bylo pro případ čelního přítoku s bočním zúžením a spodního přítoku bez bočního zúžení shrnout soudobé znalosti o přepadu, popsat charakter proudění při přepadu a na základě něho stanovit doporučení pro měření a výpočet průtoku. Dále vymezit neprobádanou oblast, specifikovat metody řešení a ověřit vlastní měření. Výzkum se zabýval aplikací a optimálním nastavením numerického modelu pro vyřešení problému.
|
|
|
Využití vybraných metod umělé inteligence pro nalezení malých povodí nejvíce ohrožených povodněmi z přívalových dešťů
Ježík, Pavel ; Fošumpaur, Pavel (oponent) ; Hlavčová,, Kamila (oponent) ; Starý, Miloš (vedoucí práce)
Přívalové deště se na našem území mohou vyskytovat prakticky kdekoli. V současné době lze jejich výskyt odhadnout s určitým časovým předstihem, ale jejich předpovídaná lokalizace je velmi problematická. Nynější prostředky pro hledání ohrožených povodí se soustřeďují především na operativní vyhodnocování aktuální meteorologické situace a zpracování srážkové předpovědi na nejbližší hodiny (tzv. nowcasting). Práce se zabývá odlišným způsobem hledání potenciálně ohrožených území, kdy jsou vyhodnocovány statistické veličiny za dlouhé období (N-leté vody a dešťové charakteristiky) a jsou dány do souvislostí s vlastnostmi konkrétních povodí. Celá problematika je řešena mimo situaci aktuálního ohrožení, jedná se o tzv. off-line řešení. V práci je prezentován model sestavený na bázi vybraných metod umělé inteligence, který tvoří jádro koncové mapové aplikace. Užití modelu a koncové aplikace se předpokládá v oblasti, kde se rozhoduje o toku financí v souvislosti s protipovodňovou ochranou. Model se soustřeďuje na přívalové deště a povodně jimi způsobené.
|
|
|
Stochastické řízení zásobní funkce nádrže s pomocí metod umělé inteligence
Kozel, Tomáš ; Fošumpaur, Pavel (oponent) ; Zezulák,, Jiří (oponent) ; Starý, Miloš (vedoucí práce)
Stochastické řízení pracuje s určitým rozptylem hodnot řídících průtoků s daným pravděpodobnostním rozdělením, a proto dochází k výrazně lepší aproximaci skutečné problematiky řízení. Pro potřeby stochastického řízení zásobní funkce nádrže byly sestaveny stochastické předpovědní modely, které lépe vystihují náhodné procesy, mezi které můžeme zařadit průtok v měrném profilu. Výhodou stochastického řízení oproti deterministickému řízení je výběr možnosti řízení pro danou pravděpodobnost scénáře. Výběr pravděpodobností nám poskytne vějíř možností. V práci je popsána konstrukce a vyhodnocení stochastického adaptivního řízení zásobní funkce nádrže, které využívá modely vycházející z metod umělé inteligence (fuzzy logika, neuronové sítě), jako náhradu tradičních optimalizačních metod (evoluční algoritmy). Modelům vycházejícím z umělé inteligence je poskytnuta matice vzorů (vzorové řízení), která je vytvořena modely využívající evoluční algoritmy, a stochastický model provede řízení se zvolenou pravděpodobností překročení řízeného odtoku vody z nádrže. Celý algoritmus byl testován i validován na fiktivní nádrži. Poté bylo provedeno srovnání řízení poskytnutých jednotlivými řídícími modely, které využívaly předpovědi poskytnutými různými v práci popsanými předpovědními modely. Výsledky stochastického adaptivního řízení byly srovnány s výsledky poskytnutými modelem s tradičními algoritmy, který měl k dispozici 100% přesnost předpovědi. Velkou výhodou modelů vycházejících z metod umělé inteligence je rychlost výpočtu. Tradiční model potřeboval pro provedení stochastického řízení paralelní výpočty v klastru. Závěrem lze říci, že stochastické adaptivní řízení dokázalo provést řízení nádrže se zásobní funkcí velmi dobře. Závěrem práce byly vybrány nejlepší nastavení pro jednotlivé předpovědní a řídící modely.
|
|
|
Pravděpodobnostní řešení porušení ochranné hráze v důsledku přelití
Alhasan, Zakaraya ; Fošumpaur, Pavel (oponent) ; Šoltész,, Andrej (oponent) ; Říha, Jaromír (vedoucí práce)
Disertační práce se zabývá analýzou spolehlivosti ochranných hrází na základě odhadu pravděpodobnosti poruchy hráze. Práce na základě teoretických poznatků, experimentálních a statistických výzkumů, matematických modelů a terénního šetření rozšiřuje soudobé znalosti analýzy spolehlivosti hráze ohrožené porušením v důsledku přelití. Tato práce obsahuje výsledky pravděpodobnostního řešení možné poruchy levobřežní ochranné hráze řeky Dyje v místě vesnice Ladná v České Republice v důsledku jejího přelití. V rámci práce byl navržen matematický model popisující proces přelití a proces eroze hráze. Proces přelití hráze byl popsán jednoduchými hydraulickými rovnicemi. Po začátku přelití hráze dojde k jejímu porušení za předpokladu překročení odolnosti povrchu hráze proti erozi vlivem proudící vody na vzdušním líci. Proces eroze hráze byl popsán jednoduchými rovnicemi pro transport sedimentů. Tyto rovnice obsahují parametry, které byly stanoveny s využitím údajů z minulých reálných poruch hrází. V rámci rozboru modelu byly stanoveny nejistoty ve vstupních datech a následně byla provedena citlivostní analýza s použitím „screening“ metody. Za účelem dosažení pravděpodobnostního řešení byly vybrané vstupní parametry uvažovány jako náhodné veličiny s různým rozdělením pravděpodobnosti. Pro generování sady náhodných hodnot pro vybrané vstupní veličiny byla použita metoda Latin Hypercube Sampling (LHS). V procesu porušení hráze v důsledku jejího přelití byly identifikovány čtyři typické fáze. Konečné výsledky této studie mají formu pravděpodobností vzniku jednotlivých typických fází porušení hráze.
|
|
|
Vliv orientace přítoku na charakteristiky přepadu přes širokou korunu
Major, Jakub ; Dušička,, Peter (oponent) ; Fošumpaur, Pavel (oponent) ; Zachoval, Zbyněk (vedoucí práce)
Přelivy patří mezi základní vodohospodářské konstrukce vytvářející především vertikální zúžení proudu na rozdíl od žlabů, které vytvářejí především horizontální zúžení proudu. Při proudění přes přelivy dochází obvykle ke změně říčního proudění přes kritické proudění s kritickou hloubkou v bystřinné proudění, tedy k přepadu. Pravoúhlé přelivy jsou určeny pravoúhlým podélným i příčným profilem a vodorovnou korunou. Je možné rozlišit tři základní směry přítoku. Prvním je čelní přítok, který je v praxi nejčastější. Druhý je boční přítok používanýý u rozdělovacích a odlehčovacích objektů. Třetí je spodní přítok používaný jako laboratorní přelivy, přelivy s hluboce zanořenou nornou stěnou, atd. Z hlediska poznání vlivu výše uvedených směrů přítoku vody na kapacitu nejsou v současné době dostatečně prozkoumány případy čelního přítoku s bočním zúžením a rovněž spodního přítoku na všechny typy přelivů. Vzhledem k rozsahu problematiky je níže uvedený výzkum zaměřen pouze na čelní přítok na pravoúhlý přeliv se širokou korunou s bočním zúžením a spodní přítok na pravoúhlý přeliv se širokou korunou bez bočního zúžení. Cílem práce bylo pro případ čelního přítoku s bočním zúžením a spodního přítoku bez bočního zúžení shrnout soudobé znalosti o přepadu, popsat charakter proudění při přepadu a na základě něho stanovit doporučení pro měření a výpočet průtoku. Dále vymezit neprobádanou oblast, specifikovat metody řešení a ověřit vlastní měření. Výzkum se zabýval aplikací a optimálním nastavením numerického modelu pro vyřešení problému.
|
|
|
Stochastické řízení zásobní funkce nádrže s pomocí metod umělé inteligence
Kozel, Tomáš ; Fošumpaur, Pavel (oponent) ; Zezulák,, Jiří (oponent) ; Starý, Miloš (vedoucí práce)
Stochastické řízení pracuje s určitým rozptylem hodnot řídících průtoků s daným pravděpodobnostním rozdělením, a proto dochází k výrazně lepší aproximaci skutečné problematiky řízení. Pro potřeby stochastického řízení zásobní funkce nádrže byly sestaveny stochastické předpovědní modely, které lépe vystihují náhodné procesy, mezi které můžeme zařadit průtok v měrném profilu. Výhodou stochastického řízení oproti deterministickému řízení je výběr možnosti řízení pro danou pravděpodobnost scénáře. Výběr pravděpodobností nám poskytne vějíř možností. V práci je popsána konstrukce a vyhodnocení stochastického adaptivního řízení zásobní funkce nádrže, které využívá modely vycházející z metod umělé inteligence (fuzzy logika, neuronové sítě), jako náhradu tradičních optimalizačních metod (evoluční algoritmy). Modelům vycházejícím z umělé inteligence je poskytnuta matice vzorů (vzorové řízení), která je vytvořena modely využívající evoluční algoritmy, a stochastický model provede řízení se zvolenou pravděpodobností překročení řízeného odtoku vody z nádrže. Celý algoritmus byl testován i validován na fiktivní nádrži. Poté bylo provedeno srovnání řízení poskytnutých jednotlivými řídícími modely, které využívaly předpovědi poskytnutými různými v práci popsanými předpovědními modely. Výsledky stochastického adaptivního řízení byly srovnány s výsledky poskytnutými modelem s tradičními algoritmy, který měl k dispozici 100% přesnost předpovědi. Velkou výhodou modelů vycházejících z metod umělé inteligence je rychlost výpočtu. Tradiční model potřeboval pro provedení stochastického řízení paralelní výpočty v klastru. Závěrem lze říci, že stochastické adaptivní řízení dokázalo provést řízení nádrže se zásobní funkcí velmi dobře. Závěrem práce byly vybrány nejlepší nastavení pro jednotlivé předpovědní a řídící modely.
|
|
|
Využití vybraných metod umělé inteligence pro nalezení malých povodí nejvíce ohrožených povodněmi z přívalových dešťů
Ježík, Pavel ; Fošumpaur, Pavel (oponent) ; Hlavčová,, Kamila (oponent) ; Starý, Miloš (vedoucí práce)
Přívalové deště se na našem území mohou vyskytovat prakticky kdekoli. V současné době lze jejich výskyt odhadnout s určitým časovým předstihem, ale jejich předpovídaná lokalizace je velmi problematická. Nynější prostředky pro hledání ohrožených povodí se soustřeďují především na operativní vyhodnocování aktuální meteorologické situace a zpracování srážkové předpovědi na nejbližší hodiny (tzv. nowcasting). Práce se zabývá odlišným způsobem hledání potenciálně ohrožených území, kdy jsou vyhodnocovány statistické veličiny za dlouhé období (N-leté vody a dešťové charakteristiky) a jsou dány do souvislostí s vlastnostmi konkrétních povodí. Celá problematika je řešena mimo situaci aktuálního ohrožení, jedná se o tzv. off-line řešení. V práci je prezentován model sestavený na bázi vybraných metod umělé inteligence, který tvoří jádro koncové mapové aplikace. Užití modelu a koncové aplikace se předpokládá v oblasti, kde se rozhoduje o toku financí v souvislosti s protipovodňovou ochranou. Model se soustřeďuje na přívalové deště a povodně jimi způsobené.
|
|
|
Pravděpodobnostní řešení porušení ochranné hráze v důsledku přelití
Alhasan, Zakaraya ; Fošumpaur, Pavel (oponent) ; Šoltész,, Andrej (oponent) ; Říha, Jaromír (vedoucí práce)
Disertační práce se zabývá analýzou spolehlivosti ochranných hrází na základě odhadu pravděpodobnosti poruchy hráze. Práce na základě teoretických poznatků, experimentálních a statistických výzkumů, matematických modelů a terénního šetření rozšiřuje soudobé znalosti analýzy spolehlivosti hráze ohrožené porušením v důsledku přelití. Tato práce obsahuje výsledky pravděpodobnostního řešení možné poruchy levobřežní ochranné hráze řeky Dyje v místě vesnice Ladná v České Republice v důsledku jejího přelití. V rámci práce byl navržen matematický model popisující proces přelití a proces eroze hráze. Proces přelití hráze byl popsán jednoduchými hydraulickými rovnicemi. Po začátku přelití hráze dojde k jejímu porušení za předpokladu překročení odolnosti povrchu hráze proti erozi vlivem proudící vody na vzdušním líci. Proces eroze hráze byl popsán jednoduchými rovnicemi pro transport sedimentů. Tyto rovnice obsahují parametry, které byly stanoveny s využitím údajů z minulých reálných poruch hrází. V rámci rozboru modelu byly stanoveny nejistoty ve vstupních datech a následně byla provedena citlivostní analýza s použitím „screening“ metody. Za účelem dosažení pravděpodobnostního řešení byly vybrané vstupní parametry uvažovány jako náhodné veličiny s různým rozdělením pravděpodobnosti. Pro generování sady náhodných hodnot pro vybrané vstupní veličiny byla použita metoda Latin Hypercube Sampling (LHS). V procesu porušení hráze v důsledku jejího přelití byly identifikovány čtyři typické fáze. Konečné výsledky této studie mají formu pravděpodobností vzniku jednotlivých typických fází porušení hráze.
|
|
|
Spolehlivost zemních hrází ohrožených filtračními deformacemi
Čejda, Marek ; Baroková,, Dana (oponent) ; Fošumpaur, Pavel (oponent) ; Říha, Jaromír (vedoucí práce)
Náplní disertační práce je analýza pravděpodobnosti vzniku filtračních deformací v podloží zemních hrází. Z rozsáhlé problematiky filtračních deformací se práce zaměřuje na iniciaci celého procesu, kdy dochází k nadzdvihnutí nadložních vrstev v zahrází vedoucí k jejich prolomení. Je zde formulován způsob odhadu pravděpodobnosti porušení zahrází pomocí matematického a statistického modelování. Navržený postup je v rámci parametrické studie prakticky aplikován na testovací oblast a jeho výsledky jsou porovnány s výsledky získanými metodou podle mezních stavů. Na závěr je navržen postup pro využití výsledků stochastického výpočtu pro zpřesnění metody podle mezních stavů.
|
host ::
RSS.