|
|
Coilgun
Martiška, Filip ; Dvorský, Adam (oponent) ; Tomíček, Pavel (vedoucí práce)
This work focuses on the coilgun, specifically the reluctance coilgun, an electromagnetic accelerator that utilizes electromagnetic induction and reluctance to propel a projectile. The initial section of this study explains the fundamental physical principles behind the coilgun’s operation, including electromagnetic induction and reluctance. Following this, the work examines various design factors that influence the coilgun’s performance. Finally, comprehensive measurements were conducted, a prototype was constructed, and subsequent optimizations were carried out.
|
|
|
Performance and Safety Improvement of Large-Scale Hydrostatic Bearings
Michalec, Michal ; Wodtke, Michal (oponent) ; Fillon, Michel (oponent) ; Svoboda, Petr (vedoucí práce)
This dissertation thesis deals with the experimental and numerical study of large-scale hydrostatic bearings. Such bearings are used to carry and manipulate large structures precisely and smoothly, as the sliding surfaces of the bearing are completely separated by an externally pressurized lubricating film. Since its first official introduction in 1852, extensive research has been conducted on performance improvement. Nonetheless, the researchers primarily focused on hydrostatic bearings of small sizes, while very little research focused on larger dimensions of this type of bearing. In such cases, completely different challenges arise, which are connected with higher energetic demands, the bearing parts manufacturability, transportation and assembly. Manufacturing errors, improper bearing alignment or non-optimal design can worsen the bearing performance, and even cause its malfunction. This thesis aims to introduce performance and safety improvements into large-scale hydrostatic bearing design methodology. The bearing performance improvement is performed using a numerical model of the fluid domain that is validated using experimental and theoretical data. This study presents a completely new approach based on optimizing multiple geometric parameters of the hydrostatic bearing pad independently. The safety improvement is performed purely experimentally. The attention is aimed at pad and slider misalignment, and their influence on the bearing performance. Moreover, the self-aligning ability of the pad using compliant support is examined. The experimental part was carried out using testing hydrostatic bearing consisting of two pads with full diagnostics. As the results indicate, the proposed optimization methodology of geometric parameters of a hydrostatic bearing can improve the bearing performance by as much as 20 %. The investigation of misalignment effects on the performance shows certain range, within the bearing can still operate safely, while compliant support can extend this range. This study presents original research expanding the knowledge of large-scale hydrostatic bearing systems towards better performance and higher safety.
|
|
|
Design optimization of packed bed for thermal energy storage
Krist, Thomas ; Charvát, Pavel (oponent) ; Klimeš, Lubomír (vedoucí práce)
This Master’s thesis is dealing with the topic of heat exchange in a thermal energy storage unit of the type packed bed. The purpose is to describe heat transfer in a heat storage unit where hot air is flowing through that unit which is filled with stones of small diameter. This is designed in the environment of MATLAB. In the beginning, there is a brief introduction of the topic concerning heat storage and its possible use. Next, some short overview of heat transfer, types of heat transfers and thermophysical properties of the air-rock system are said. In the third chapter, the heat storage unit of type packed bed is introduced and various models and given conditions are explained. The next chapter is dealing with numerical methods, especially with the finite difference method used in this thesis. The fifth chapter is focusing on general optimization of the given heat transfer problem. A population-based metaheuristic optimization algorithm called the Genetic algorithm is described. The model setup is done in sixth chapter, as well as a presentation of results gained from MATLAB. In the last chapter, conclusions and suggestions are discussed.
|
|
|
Využití optimalizačních algoritmů při návrhování konstrukcí
Fedorik, Filip ; Keršner, Zbyněk (oponent) ; Haapala,, Antti (oponent) ; Dický,, Jozef (oponent) ; Kala, Jiří (vedoucí práce)
Využití optimalizačních algoritmů představuje v dnešní době významnou součást při návrzích v mnoha ekonomických a průmyslových odvětvích. Vývoj výkonných výpočetních nástrojů umožňuje aplikaci náročných matematických postupů a fyzikálních jevů pro zpřesnění výpočtů a simulování reálného chování konstrukcí s dostatečnou přesností. Společně s nároky na efektivitu v rámci stavebních i jiných konstrukcí a prvků byly v rámci inženýrských programů, do jejich struktur, implementovány optimalizační algoritmy umožňující dosažení, nebo přiblížení se k optimu z hlediska daných podmínek. Tyto optimalizační techniky často představují metody matematického programování doprovázené určitými modifikacemi k rozšeření jejich využití. Cílem předložené práce „Využití optimalizačních algoritmů při návrhování stavebních konstrukcí“ je analyzování vhodnosti použití optimalizačních postupů, které jsou dostupné v široce využívaném výpočetním systému ANSYS v oblasti stavebního a strojního inženýrství. Numerické aplikace jsou provedeny v rámci multi-extrémní, jedno až tří dimenzionální optimalizační úlohy, vícerozměrné úlohy, jejíž cílem je minimalizování hmotnosti příhradové konstrukce a efektivní umístění vzduchových kapes v dřevěném sloupu s ohledem na tepelně technické vlastnost konstrukce. Analyzované optimalizační postupy jsou ve většině případů verifikovány s přesným výpočetním a grafickým řešením a důraz je kladen na zvýšení robustnosti, efektivnosti a přesnosti daných metod při navrhování běžných stavebních úloh. Optimalizační postupy představují vhodný přístup ke zvýšení efektivnosti návrhů široké škály konstrukcí a prvků ve stavebním a strojním inženýrství. Kombinací optimalizičních algoritmů a metody MKP je možné docílit velmi dobrých výsledků, přestože není, u většiny případů, zaručena robustnost řešení. Robustnost a přesnost těchto postupů může být zvýšena náležitým průzkumem návrhové oblasti a vhodnou volbou charakteristik použité optimalizační metody.
|
|
|
Design optimization of a heat exchanger with a phase change material for thermal energy storage
Hliník, Juraj ; Charvát, Pavel (oponent) ; Klimeš, Lubomír (vedoucí práce)
This diploma thesis is focused on the development of the computer model of the thermal energy storage unit with an appropriate phase change material. Furthermore, this model is used for a design optimization aimed to the maximization of the stored heat. Due to the complexity of the objective function a suitable genetic algorithm is chosen to solve design optimization problems. Two design optimization problems are analysed and obtained results are presented and discussed. The complete problem was implemented in Matlab.
|
|
|
Design of Digital Circuits at Transistor Level
Kešner, Filip ; Šimek, Václav (oponent) ; Vašíček, Zdeněk (vedoucí práce)
Práce se zaměřuje na návrh obvodů na úrovni tranzistorů, především za použití evoluční metody návrhu. Za tímto účelem je nutné volit rozumnou míru abstrakce a tak dosáhnout vyšší rychlosti ohodnocování kandidátních řešení pomocí fitness funkce. Práce probírá již vyzkoušené postupy návrhu obvodů na tranzistorové úrovni a z nich vybírá užitečné prvky pro vytvoření výkonějšího systému, který by byl schopen navrhovat komplexní logické obvody. Dále se práce zabývá implementací tohoto systému a probírá použitý přístup k řešení problémů návrhu a optimilizace tranzistorových obvodů použitím evoluce.
|
|
|
Design optimization of packed bed for thermal energy storage
Krist, Thomas ; Charvát, Pavel (oponent) ; Klimeš, Lubomír (vedoucí práce)
This Master’s thesis is dealing with the topic of heat exchange in a thermal energy storage unit of the type packed bed. The purpose is to describe heat transfer in a heat storage unit where hot air is flowing through that unit which is filled with stones of small diameter. This is designed in the environment of MATLAB. In the beginning, there is a brief introduction of the topic concerning heat storage and its possible use. Next, some short overview of heat transfer, types of heat transfers and thermophysical properties of the air-rock system are said. In the third chapter, the heat storage unit of type packed bed is introduced and various models and given conditions are explained. The next chapter is dealing with numerical methods, especially with the finite difference method used in this thesis. The fifth chapter is focusing on general optimization of the given heat transfer problem. A population-based metaheuristic optimization algorithm called the Genetic algorithm is described. The model setup is done in sixth chapter, as well as a presentation of results gained from MATLAB. In the last chapter, conclusions and suggestions are discussed.
|
|
|
Design optimization of a heat exchanger with a phase change material for thermal energy storage
Hliník, Juraj ; Charvát, Pavel (oponent) ; Klimeš, Lubomír (vedoucí práce)
This diploma thesis is focused on the development of the computer model of the thermal energy storage unit with an appropriate phase change material. Furthermore, this model is used for a design optimization aimed to the maximization of the stored heat. Due to the complexity of the objective function a suitable genetic algorithm is chosen to solve design optimization problems. Two design optimization problems are analysed and obtained results are presented and discussed. The complete problem was implemented in Matlab.
|
|
|
Design of Digital Circuits at Transistor Level
Kešner, Filip ; Šimek, Václav (oponent) ; Vašíček, Zdeněk (vedoucí práce)
Práce se zaměřuje na návrh obvodů na úrovni tranzistorů, především za použití evoluční metody návrhu. Za tímto účelem je nutné volit rozumnou míru abstrakce a tak dosáhnout vyšší rychlosti ohodnocování kandidátních řešení pomocí fitness funkce. Práce probírá již vyzkoušené postupy návrhu obvodů na tranzistorové úrovni a z nich vybírá užitečné prvky pro vytvoření výkonějšího systému, který by byl schopen navrhovat komplexní logické obvody. Dále se práce zabývá implementací tohoto systému a probírá použitý přístup k řešení problémů návrhu a optimilizace tranzistorových obvodů použitím evoluce.
|
|
|
Využití optimalizačních algoritmů při návrhování konstrukcí
Fedorik, Filip ; Keršner, Zbyněk (oponent) ; Haapala,, Antti (oponent) ; Dický,, Jozef (oponent) ; Kala, Jiří (vedoucí práce)
Využití optimalizačních algoritmů představuje v dnešní době významnou součást při návrzích v mnoha ekonomických a průmyslových odvětvích. Vývoj výkonných výpočetních nástrojů umožňuje aplikaci náročných matematických postupů a fyzikálních jevů pro zpřesnění výpočtů a simulování reálného chování konstrukcí s dostatečnou přesností. Společně s nároky na efektivitu v rámci stavebních i jiných konstrukcí a prvků byly v rámci inženýrských programů, do jejich struktur, implementovány optimalizační algoritmy umožňující dosažení, nebo přiblížení se k optimu z hlediska daných podmínek. Tyto optimalizační techniky často představují metody matematického programování doprovázené určitými modifikacemi k rozšeření jejich využití. Cílem předložené práce „Využití optimalizačních algoritmů při návrhování stavebních konstrukcí“ je analyzování vhodnosti použití optimalizačních postupů, které jsou dostupné v široce využívaném výpočetním systému ANSYS v oblasti stavebního a strojního inženýrství. Numerické aplikace jsou provedeny v rámci multi-extrémní, jedno až tří dimenzionální optimalizační úlohy, vícerozměrné úlohy, jejíž cílem je minimalizování hmotnosti příhradové konstrukce a efektivní umístění vzduchových kapes v dřevěném sloupu s ohledem na tepelně technické vlastnost konstrukce. Analyzované optimalizační postupy jsou ve většině případů verifikovány s přesným výpočetním a grafickým řešením a důraz je kladen na zvýšení robustnosti, efektivnosti a přesnosti daných metod při navrhování běžných stavebních úloh. Optimalizační postupy představují vhodný přístup ke zvýšení efektivnosti návrhů široké škály konstrukcí a prvků ve stavebním a strojním inženýrství. Kombinací optimalizičních algoritmů a metody MKP je možné docílit velmi dobrých výsledků, přestože není, u většiny případů, zaručena robustnost řešení. Robustnost a přesnost těchto postupů může být zvýšena náležitým průzkumem návrhové oblasti a vhodnou volbou charakteristik použité optimalizační metody.
|
host ::
RSS.