Název: Využití jazyka Modelica pro modelování ve fyziologii. Modely s rozprostřenými parametery, Tvorba výukových simulátorů.
Překlad názvu: Modelica in physiological modelling. Models with spatially distributed parameters, Authorin educational simulators.
Autoři: Šilar, Jan ; Kofránek, Jiří (vedoucí práce) ; Maršálek, Petr (oponent) ; Roubík, Karel (oponent)
Typ dokumentu: Disertační práce
Rok: 2019
Jazyk: eng
Abstrakt: [eng] [cze]
Mathematical models in physiology are useful to formulate and verify hypotheses, to make predictions, to estimate hidden parameters and in education. This thesis deals with modelling in physiology using the ​Modelica language. New methods for model implementation and simulator production were developed. Modelica is an ​open standard equation-based object-oriented language for modelling complex systems. It is highly convenient in physiology modelling due to its ability to describe extensive models in a lucid hierarchical way. The models are described by algebraic, ordinary differential and discrete equations. Partial differential equations are not supported by the Modelica standard yet. The thesis focuses on two main topics: 1) modelling of systems described by partial differential equations in Modelica 2) production of web-based e-learning simulators driven by models implemented in Modelica. A Modelica language extension called PDEModelica1 for 1-dimensional partial differential equations was designed (based on a previous extension). The OpenModelica modelling tool was extended to support PDEModelica1 using the method of lines. A model of countercurrent heat exchange between the artery and vein in a leg of a bird standing in water was implemented using PDEModelica1 to prove its usability. The... Matematické modely slouží ve fyziologii k formulování hypotéz, predikci, odhadování hodnot skrytých parametrů a ve výuce. Tato práce pojednává o využitím jazyka Modelica pro fyziologické modelování. Diskutují se zde nově vyvinuté metody pro implementaci modelů a tvorbu simulátorů. Modelica je rovnicový, objektově orientovaný jazyk s otevřeným standardem pro modelování komplexních systémů. Je vhodný pro modelování ve fyziologii zejména pro to, že umožňuje přehledně hierarchicky zapsat rozsáhlé komplexní modely. Modely je možné popsat pomocí algebraických, obyčejných diferenciálních a diskrétních rovnic. Parciální diferenciální rovnice zatím nejsou součástí standardu Modelica. Práce se zabývá konkrétně dvěma základními tématy: 1) modelováním systémů popsaných pomocí parciálních diferenciálních rovnic v Modelica 2) tvorbou webových e-learningových simulátorů založených na modelech implementovaných v Modelica. Bylo navrženo jazykové rozšíření ​PDEModelica1 pro 1-dimenzionální parciální diferenciální rovnice (vychází z předchozího rozšíření). Modelovací nástroj OpenModelica byl rozšířen o podporu PDEModelica1 s využitím metody přímek. Byl implementován model protiproudové tepelné výměny mezi tepnou a cévou v ptačí noze s využitím PDEModelica1 za účelem otestování tohoto rozšíření. Rozšíření bylo dále...
Klíčová slova: e-learning; Fyziologie; matematické modelování; Modelica; parciální diferenciální rovnice; webové technologie; e-learning; mathematical modelling; Modelica; partial differential equations; physiology; simulation; web-technologies

Instituce: Fakulty UK (VŠKP) (web)
Informace o dostupnosti dokumentu: Dostupné v digitálním repozitáři UK.
Původní záznam: http://hdl.handle.net/20.500.11956/108819

Trvalý odkaz NUŠL: http://www.nusl.cz/ntk/nusl-403985


Záznam je zařazen do těchto sbírek:
Školství > Veřejné vysoké školy > Univerzita Karlova > Fakulty UK (VŠKP)
Vysokoškolské kvalifikační práce > Disertační práce