|
NUMERICAL ESTIMATION OF MICRO-CRACK PATHS IN POLYMER PARTICULATE COMPOSITE
Majer, Z. ; Náhlík, Luboš
Determination of composite mechanical behavior is one of important part during the composite tailoring. The aim of the present work was to estimate a micro-crack behavior in a polymer particulate composite. The composite was investigated by means of the finite element method -using ANSYS software. A two-dimensional three-phase finite element model was developed to analyze the crack growth behavior. The assumptions of the linear elastic fracture mechanics were considered and the Maximum Tangential Stress (MTS) criterion was used to predict the direction of the crack propagation. The effect of the elastic modulus of the interphase on the micro-crack propagation was investigated. The properties of matrix and particles were taken from experiment. It was shown that the interphase properties influence the stress intensity factor KI as well as the micro-crack paths. The results of this paper can contribute to a better understanding of the micro-crack propagation in particulate composites with respect to the interphase.
|
|
Vliv sněhové pokrývky na odtok během dešťových srážek.
Juras, Roman ; Máca, Petr (vedoucí práce) ; Ladislav , Ladislav (oponent)
V zimním období, kdy leží na povodí sněhová pokrývka, stále přibývá výskytu dešťových srážek. Déšť dopadající na sníh (ROS) má často za následek vznik povodní a mokrých lavin. Predikce vlivu ROS záleží především na lepším pochopení mechanismů vzniku a složení odtoku ze sněhové pokrývky. Spojení simulace deště na sněhovou pokrývku a využití stopovačů bylo testováno jako vhodný nástroj pro tento účel. Celkem bylo provedeno 18 experimentů na sněhovou pokrývku s různými počátečními vlastnostmi v horských podmínkách střední a západní Evropy.
Pro určení charakteru proudění bylo použito barvivo brilliant blue (FCF), pomocí kterého je možné vizualizovat preferenční cesty, ale i určit rozhraní dvou vrstev o různých hydraulických vlastnostech. Zastoupení jednotlivých složek odtékající vody na výtoku bylo stanoveno pomocí metody separace hydrogramu, která poskytuje dobré výsledky s přijatelnou nejistotou. Z technických důvodů nebylo možné obě metody použít současně během jednoho experimentu, i když by to ještě více rozšířilo znalosti o dynamice proudění dešťové vody ve sněhové pokrývce. Množství tavné vody bylo vypočteno pomocí rovnice energetické bilance. Použití této rovnice je poměrně přesné, ale zároveň náročné na vstupy. Z toho důvodu bylo tání vypočteno pouze u jednoho experimentu.
Rychlost vzniku odtoku roste v první řadě intenzitou srážky. Počáteční vlastnosti sněhové pokrývky, jako hustota a vlhkost, ovlivňují rychlost vzniku odtoku až druhotně. Na druhou stranu při stejné intenzitě srážky vykazovala nevyzrálá sněhová pokrývka s malou hustotou rychlejší hydrologickou odpověď, než vyzrálá pokrývka s větší hustotou. Velikost odtoku je závislá, především na počátečním nasycení. Vyzrálá sněhová pokrývka s vyšším počátečním nasycení generovala vyšší celkový odtok, kde dešťová voda přispívala maximálně z 50ti %. Proti tomu protekla dešťová voda nevyzrálou sněhovou pokrývkou poměrně rychle a do odtoku se propagovala přibližně z 80ti %.
Pro predikci odtoku během ROS byla použita Richardsova rovnice v rámci modelu SNOWPACK. Tento model byl upraven tak, že byla sněhová matrice rozdělena pro lepší simulaci preferenčního proudění. Tento přístup přinesl zlepšení výsledků oproti klasickému přístupu, kdy se uvažuje pouze matricové proudění.
|
|
Dendrochronologie arktické tundry
Lehejček, Jiří ; Svoboda, Miroslav (vedoucí práce) ; Monika, Monika (oponent)
Historicky bezprecedentní environmentální změny arktických ekosystémů jsou často zasazovány do kontextu jejich vývoje; minulého, ale i očekávaného budoucího. V oblastech s nedostatečnými instrumentálními meteorologickými pozorováními je nutné studovat klimatické archivy, které jsou schopny zasadit probíhající environmentální změny do kontextu minulosti. Práce předkládá syntézu jednoho takového archivu jalovce obecného (Juniperus communis) dlouhověkého cirkumpolárního keře arktické tundry. Na úrovni anatomie buňky bylo prozkoumáno 20 keřů. Kromě ekologických nároků druhu se tím odkryl i jeho potenciál pro environmentální a klimatické rekonstrukce. Mezi klíčové výsledky patří následující:
i) Zastavení exponenciálního zvětšování plochy vodivého aparátu s věkem je v rozporu s přirozeným charakterem tohoto fenoménu u stromů. To naznačuje, že keře nepotřebují zajišťovat potřeby vody a živin klasickými cestami zákonů hydraulické konduktivity ale spíše pomocí jiných mechanismů. Extrémní podmínky tedy limitují výškový vzrůst rostlin, které kvůli nim mění převládající směr svého růstu z vertikálního na horizontální. Jednotlivé projevy počasí však na vzrůst působí pravděpodobně odlišně. Zatímco sníh a vítr ovlivňují růst kmene/větví mechanicky, pak teplota spíše fyziologicky. Až do věku, kdy je mladý keř schopen ustát silný vítr ve vzpřímené pozici a jeho kmínek/větve mají dostatečnou resilienci se po odtání sněhové pokrývky opět narovnat, roste vzhůru a plocha vodivého aparátu se zvětšuje. Současně s tím teplota, resp. cykly opakovaného mrznutí a rozmrzání, způsobuje konzervativní vývoj keře, který preferuje bezpečnost (limitní velikost plochy vodivého aparátu) před hydraulickou efektivitou, čímž se brání embólii, ale tím i dalšímu výškovému růstu. Všechny tyto (ale i další) faktory jsou zřejmě dohromady zodpovědné za postupný přechod od vertikálního ke kvazihorizontálnímu růstu. Od této chvíle již není potřeba (ani to není fyziologicky možné) dále zvětšovat plochu vodivého aparátu, jelikož voda přestává být transportována proti gravitaci.
ii) Tento věkový/růstový trend je nutné uvažovat při dalším využívání růstových parametrů v paleoenvironmentálních studiích. Buněčné parametry by tedy neměly být využívány k těmto účelům, pokud nejsou správně detrendovány. To umožní nejen přesnější ale i delší rekonstrukce, protože je možné využít celý život rostlin včetně často opomíjené juvenilní fáze.
iii) Předložena je i rekonstrukce tání jihozápadní části Grónského ledovcového štítu (GrIS) během 20. st. Tato oblast je považována v rámci celého GrIS za nejaktivnější. Dle naší rekonstrukce není míra současného tání GrIS v kontextu 20. st. neobvyklá, resp. je srovnatelná s prvními dekádami 20. st. Tento poznatek je významným přispěním do debaty o Atlantické meridionální zpětné cirkulaci (AMOC). A sice, příliš velký přítok sladké studené vody do severního Atlantiku v důsledku tání GrIS může zpomalit nebo dokonce zastavit AMOC, což by způsobilo prohloubení kontinentálního charakteru evropského klimatu. Naše výsledky tak ukazují, že tato hranice leží výše, než je současná míra tání GrIS.
Jalovec obecný je fascinující arktický keř, který prokázal schopnost zodpovědět množství ekologický a environmentálních otázek. Především díky své dlouhověkosti a četnosti má obrovský potenciál stát se významných účastníkem arktického výzkumu.
|
|
Nutriční rozbor a optimalizace chovu vybraných druhů jedlého hmyzu v podmínkách ČR s ohledem na zdraví člověka
Adámková, Anna ; Kouřimská, Lenka (vedoucí práce)
Jedlý hmyz je ve světě považován za vysoce výživnou stravu s vysokým obsahem bílkovin a tuku. Nicméně, nutriční hodnota hmyzu není konstantní. Je ovlivněna živočišným druhem, vývojovým stádiem, podmínkami, místem chovu nebo výživou. Práce byla proto zaměřena na získání vybraných nutričních hodnot jedlého hmyzu. Analýzy byly zaměřeny na stanovení obsahu dusíkatých látek, tuku, profilu mastných kyselin a sterolů u vybraných druhů jedlého hmyzu, které je možné běžně chovat v podmínkách České republiky. Současně byly analyzovány i vzorky hmyzu chovaného na ostrově Sumatra z důvodu porovnání vlivu klimatických podmínek na nutriční hodnoty. Hlavním cílem práce bylo stanovení optimálních chovných podmínek, vývojových fází a krmných dávek pro získání dobré produkce hmyzu s vhodnými nutričními vlastnostmi pro výživu lidí. Provedené analýzy prokázaly vysokou nutriční hodnotu vybraných druhů hmyzu, zároveň však potvrdily průkazné rozdíly v obsahu jednotlivých nutrientů mezi jednotlivými druhy v závislosti klimatických podmínkách a vývojovém stádiu. Porovnáním obsahu tuku a dusíkatých látek u jedlého hmyzu a jiných konvenčních zdrojů masa bylo zjištěno, že obsahem tuku a dusíkatých látek je zkoumaný hmyz podobný hovězímu masu. Získané výsledky jsou podkladem pro stanovení vhodných chovných podmínek a vývojových fází pro získání hmyzu s požadovanými nutričními vlastnostmi pro výživu lidí.
|
|
Vliv lučního managementu na migrační chování vybraných druhů motýlů
Bubová, Terezie ; Langrová, Iva (vedoucí práce) ; Farkač, Jan (oponent)
Migrace jsou klíčovým procesem a jednou ze základních biologických vlastností, které umožňují ohroženým druhům motýlů přežít ve fragmentovaných krajinách. V posledních desetiletích ubývají přirozená stanoviště pro motýly vlivem intenzivního zemědělství, průmyslu či urbanizace. Vhodné lokality jsou přeměněny na zemědělské plochy či zastavěny. Cílem disertační práce bylo vytvoření kompromisního řešení obhospodařování luk, tak aby byla možnost jejich komerčního využití a přesto bylo umožněno přežití vzácných lučních organismů. Hlavní myšlenka spočívala v cíleném působení na emigrační chování motýlů s cílem přesídlení populace v době letu imag na potencionálně vhodné stanoviště. Možnost cíleně manipulovat s emigracemi motýlů by znamenalo zásadní průlom v jejich ochraně.
Studovanými druhy byli ohrožení modrásci Phengaris nausithous (Bergsträsser, 1779) a Phengaris teleius (Bergsträsser, 1779), kteří jsou stěžejními druhy pro ochranu Evropských motýlů na otevřených loukách. Výzkum probíhal na lokalitě Dolní Labe v České republice v letových sezónách 2013 až 2015. Na lokalitě bylo sledováno 17 ploch. V těchto letech byla uprostřed letové sezóny záměrně pokosena zvolená plocha. Před a po pokosení plochy byly podrobně monitorovány emigrace metodou mark-release-recapture. Výsledky populačních a migračních charakteristik byly vypočteny pomocí programu MARK 8.1. Vliv kosení na vyvolání emigrace byl zpracován v programu Statistica 13, prostřednictvím porovnání výsledků emigrací před a po pokosení plochy.
Zvolené hypotézy vycházely z předpokladu, že ztráta zdrojů po pokosení louky zvýší emigrační aktivitu imag, čehož lze dosáhnout vhodným načasováním seče. Ve třech sledovaných letových sezónách došlo k navýšení emigrací po aplikování managementového zákroku pouze v letové sezóně 2015 u obou druhů. Statistické zpracování však ukázalo, že tento nárůst nemá průkazný vliv na efekt nárůstu emigrací po pokosení. Potvrzená byla hypotéza předpokládající kolonizaci nejblíže dostupných ploch po pokosení.
Vliv cíleného ovlivnění emigrací prostřednictvím managementových zákroků nebyl prokázán. Důležité zjištění však vyplynulo při současném sledování velikosti populace na kosené ploše. Kosení uprostřed letové sezóny působí na larvální mortalitu a ztrátu zdrojů. I přesto tyto známe argumenty, jsme z důvodu dlouhodobé znalosti lokality, aplikovali kosení na jedné z ploch. V průběhu tří letových sezón došlo na této ploše ke snížení skutečné velikosti populace. Snížení se neprojevilo na velikosti celkové populace. Razantní pokles byl zaznamenán u P. nausithous. U druhu P. teleius bylo snížení skutečné velikosti populace velmi nízké, tudíž se s podmínkami seče uprostřed letové sezóny dokázal vyrovnat lépe. V případě našeho výzkumu vyplývá jasný závěr o potřebě nastolení vhodných managementových zákroků pro ohrožené druhy motýlů. Ty se týkají hlavně nutnosti snížení kosení luk uprostřed letu imag a upravení režimů dle potřeb motýlů pro jejich ochranu.
|
|
Feasibility Study of an Interactive Medical Diagnostic Wikipedia
Grim, Jiří
Considering different application possibilities of product distribution mixtures we have proposed three formal tools in the last years, which can be used to accumulate decision-making know-how from particular diagnostic cases. First, we have developed a structural mixture model to estimate multidimensional probability distributions from incomplete and possibly weighted data vectors. Second, we have shown that the estimated product mixture can be used as a knowledge base for the Probabilistic Expert System (PES) to infer conclusions from definite or even uncertain input information. Finally we have shown that, by using product mixtures, we can exactly optimize sequential decision-making by means of the Shannon formula of conditional informativity. We combine the above statistical tools in the framework of an interactive open-access medical diagnostic system with automatic accumulation of decision-making knowledge.
|
|
Ocenění a posouzení rozvojových možností nemovitých věcí výrobního areálu obvyklou cenou
Hanzlovská, Nikola ; Gardášová, Alena (oponent) ; Hlavinková, Vítězslava (vedoucí práce)
Hlavním cílem diplomové práce je stanovení ceny obvyklé pro výrobní areál pomocí oceňovacích metod. Dílčím cílem bylo určit podle výsledků ocenění, nejlepší možné využití objektu a určení rozvojových možností. Diplomová práce je rozdělena na teoretickou a praktickou část. V teoretické části jsou podrobně rozepsány oceňovací metody, které jsou rozdělené na dvě hlavní části, ocenění podle cenového předpisu a tržní ocenění. V praktické části se věnuji popisu lokality a nemovitých věcí a následně aplikuji oceňovací metody na výrobní areál. Závěrem práce je rekapitulace a analýza výsledků, kde jsou posouzeny rozdíly a určena cena obvyklá. Poslední kapitola je věnována nejlepšímu využití areálu a posouzení rozvojových možností.
|
|
Automata in Infinite-state Formal Verification
Lengál, Ondřej ; Jančar, Petr (oponent) ; Veith, Helmut (oponent) ; Esparza, Javier (oponent) ; Vojnar, Tomáš (vedoucí práce)
The work presented in this thesis focuses on finite state automata over finite words and finite trees, and the use of such automata in formal verification of infinite-state systems. First, we focus on extensions of a previously introduced framework for verifi cation of heap-manipulating programs-in particular programs with complex dynamic data structures-based on tree automata. We propose several extensions to the framework, such as making it fully automated or extending it to consider ordering over data values. Further, we also propose novel decision procedures for two logics that are often used in formal verification: separation logic and weak monadic second order logic of one successor. These decision procedures are based on a translation of the problem into the domain of automata and subsequent manipulation in the target domain. Finally, we have also developed new approaches for efficient manipulation with tree automata, mainly for testing language inclusion and for handling automata with large alphabets, and implemented them in a library for general use. The developed algorithms are used as the key technology to make the above mentioned techniques feasible in practice.
|
|
Relational Verification of Programs with Integer Data
Konečný, Filip ; Bouajjani, Ahmed (oponent) ; Jančar, Petr (oponent) ; Vojnar, Tomáš (vedoucí práce)
This work presents novel methods for verification of reachability and termination properties of programs that manipulate unbounded integer data. Most of these methods are based on acceleration techniques which compute transitive closures of program loops. We first present an algorithm that accelerates several classes of integer relations and show that the new method performs up to four orders of magnitude better than the previous ones. On the theoretical side, our framework provides a common solution to the acceleration problem by proving that the considered classes of relations are periodic. Subsequently, we introduce a semi-algorithmic reachability analysis technique that tracks relations between variables of integer programs and applies the proposed acceleration algorithm to compute summaries of procedures in a modular way. Next, we present an alternative approach to reachability analysis that integrates predicate abstraction with our acceleration techniques to increase the likelihood of convergence of the algorithm. We evaluate these algorithms and show that they can handle a number of complex integer programs where previous approaches failed. Finally, we study the termination problem for several classes of program loops and show that it is decidable. Moreover, for some of these classes, we design a polynomial time algorithm that computes the exact set of program configurations from which nonterminating runs exist. We further integrate this algorithm into a semi-algorithmic method that analyzes termination of integer programs, and show that the resulting technique can verify termination properties of several non-trivial integer programs.
|
|
Evolutionary Approach to Synthesis and Optimization of Ordinary and Polymorphic Circuits
Gajda, Zbyšek ; Schmidt, Jan (oponent) ; Zelinka,, Ivan (oponent) ; Sekanina, Lukáš (vedoucí práce)
This thesis deals with the evolutionary design and optimization of ordinary and polymorphic circuits. New extensions of Cartesian Genetic Programming (CGP) that allow reducing of the computational time and obtaining more compact circuits are proposed and evaluated. Second part of the thesis is focused on new methods for synthesis of polymorphic circuits. Proposed methods, based on polymorphic binary decision diagrams and polymorphic multiplexing, extend the ordinary circuit representations with the aim of including polymorphic gates. In order to reduce the number of gates in circuits synthesized using proposed methods, an evolutionary optimization based on CGP is implemented and evaluated. The implementations of polymorphic circuits optimized by CGP represent the best known solutions if the number of gates is considered as the target criterion.
|
host ::
