|
|
Multikriteriální nástroj pro analýzu a predikci tepelného stavu člověka
Řehák Kopečková, Barbora ; Soukup,, Radek (oponent) ; Kolářová,, Jana (oponent) ; Jícha, Miroslav (vedoucí práce)
Tato práce se zabývá vývojem multikriteriálního nástroje, který je schopen určit pro dané vstupní podmínky ten nejvhodnější model pro predikci tepelného stavu člověka v ochranném obleku na základě vytvořeného objektivního rozhodovacího schématu. Pro tvorbu tohoto nástroje byly na základě rešerše vybrány 4 indexy tepelného stresu či fyziologické modely: PHS (Predicted Heat Strain), IPHS (Individual Predicted Heat Strain), Gaggův 2 uzlový model a FMTK model. Algoritmy modelů PHS, IPHS a Gagge byly implementovány v programu Matlab. Následně byly všechny 4 modely validovány za pomoci výsledků experimentálních měření. Na základě výsledků validací byla ověřena využitelnost těchto modelů pro predikci tepelného stresu člověka a pro některé modely bylo možné rozšířit jejich podmínky aplikovatelnosti. Hlavním kritériem validace byla přesnost predikce rektální teploty. Dále byly na základě výsledků validačních studií zvoleny metriky pro sestavení objektivního rozhodovacího systému sloužícího k výběru nejvhodnějšího modelu pro dané okolní podmínky. Ve spolupráci se SÚJCHBO byla získána data pro validaci modelů: 140 experimentů pro 4 ochranné obleky (FOP, Tychem, Tiger, OPCH) a 4 okolní teploty (-10, 5, 25 a 35 °C) s 12 probandy, 6 probandů mužského pohlaví ve věku 29-53 let, s výškou 170-187 cm a s hmotností 69-92 kg; a 6 probandů ženského pohlaví ve věku 28-49 let, s výškou 158-176 cm a s váhou 56-71 kg. Pro okrajové podmínky těchto experimentů bylo provedeno celkově 1987 simulací pomocí vybraných modelů pro různé inicializační hodnoty počátečních podmínek rektální teploty a teploty pokožky a pro různé odhady metabolické aktivity. Na základě vyhodnocení výsledků simulací vůči experimentům v podobě hodnoty MAE (Mean Absolute Error) a diference mezi predikovanou a měřenou rektální teplotou na konci testu byla vytvořena vyhledávací tabulka, na jejímž základě je dle zadaných vstupů do multikriteriálního nástroje prostřednictvím rozhodovacího schématu nalezen nejvhodnější model pro dané podmínky. Výsledný multikriteriální nástroj byl nakonec spolu s grafickým rozhraním pro zadávání vstupních hodnot vytvořen v programu Excel.
|
|
|
Řešení vývoje nestabilit kapalného filmu s následným odtržením kapek
Knotek, Stanislav ; Kozubková, Milada (oponent) ; Čermák, Libor (oponent) ; Jícha, Miroslav (vedoucí práce)
Dizertační práce se věnuje studiu nestabilit tenkých kapalných filmů až do fáze odtržení kapek. Dle typu struktur a dějů na povrchu filmu byly na základě literární rešerše klasifikovány čtyři typy nestabilit: dvoudimenzionální pomalé vlny, dvoudimenzionální rychlé vlny, třídimenzionální vlny, solitární vlny a fáze odtrhávání kapek z povrchu filmu. Práce analyzuje fyzikální principy vzniku nestabilit a zabývá se matematickou formulací problému. Jako příčina nestabilit jsou identifikovány smykové napětí a tlak působící na povrch filmu. Matematické modely predikce nestabilit jsou demonstrovány pomocí přístupů založených na řešení Orrovy-Sommerfeldovy rovnice a pomocí řešení pohybových rovnic v integrálním tvaru. Dále jsou uvedeny modely fluktuací smykového napětí a tlaku působících na povrch filmu a vybrané modely tloušťky filmu. Těžiště práce je zaměřeno na predikci iniciace dvoudimenzionálních vln pomocí integrálního přístupu. Charakteristiky fluktuací smykového napětí a tlaku na hladině filmu byly modelovány pomocí simulací proudění vzduchu nad pevným povrchem. V závěru práce jsou uvedena kritéria odtržení kapek v závislosti na rychlosti proudění vzduchu a tloušťce filmu.
|
|
|
Ofukování čelního skla letounu: možnosti řešení
Šamša, Petr ; Fišer, Jan (oponent) ; Jícha, Miroslav (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zabývá problematikou ofukování čelního skla letounu certifikovaného dle předpisu CS23 v souvislosti se snahou zajistit výhled z kokpitu za deště (sněžení) při pojíždění, vzletu a přistání. V první části se věnuji rozsahu ovlivňované oblasti určené pro výhled za nepříznivých podmínek v souvislosti se zněním předpisu CS23 a s odkazem na prohlášení SAE AIR805C. Ve druhé kapitole je uvedeno a popsáno několik možností, které lze potenciálně využít pro řešení problému. Zmiňuji zde nejen často používané mechanické metody, např. stěrače, ale také méně využívané a nové technologie využívající i jiné než mechanické způsoby očištění povrchu. Do této kategorie lze zahrnout například různé repelentní úpravy povrchu a ofukovače. Třetí část se zabývá rozborem ofukovací soustavy, již jsem si zvolil pro svou práci. Budu se zabývat návrhem podmínek proudění potřebných pro zajištění funkčnosti systému. V poslední kapitole je popsán experiment, který má srovnat teoretické výpočty s reálnými podmínkami.
|
|
|
Transport a depozice aerosolu v dýchacím traktu člověka
Elcner, Jakub ; Kratochvíl, Zdeněk (oponent) ; Volavý, Jaroslav (oponent) ; Jícha, Miroslav (vedoucí práce)
Jednou z možných cest léčby nemocí dýchacího ústrojí je použití léku ve formě aerosolu. Jedná se o neinvazivní a rychlý způsob jak dopravit lék do požadované části tracheobronchiálního stromu nebo do krevního oběhu. Ačkoliv se metoda dávkování léků pomocí inhalátorů a nebulizérů používá již delší dobu, stále se řeší otázka účinnosti této metody. Značná část takto dopravovaných léků se nedostane do svého zamýšleného cíle a deponuje v oblastech, kde jejich působení nevyžadujeme. Cílem této práce je pomoci k řešení otázky průchodnosti monodispersního, homogenního aerosolu obsahujícího částice mikronových velikostí skrze horní část dýchacích cest. Tato práce byla vypracována s využitím numerických simulací provedených metodou konečných objemů v programu na bázi výpočtové mechaniky kontinua. Turbulence byla modelována metodou Reynoldsova středování Navier – Stokesových rovnic s využitím dvourovnicového modelu k-omega SST. Výsledkem práce je analýza proudění během dvou zvolených dýchacích režimů s ohledem na stacionární i cyklický průběh proudění a jejich porovnání s experimenty na totožných geometriích. Dále byla provedena rešerše zjednodušených modelů plic a jejich geometrie použita při výpočtu distribuce vzduchu v modelu dýchacích cest. V závěru práce je pak proveden výpočet depozice aerosolu a proveden rozbor jeho výsledků.
|
|
| |
|
| |
|
| |
|
|
Vliv omezujících stěn na proudění z ventilační vyústky
Molčan, Filip ; Jícha, Miroslav (oponent) ; Jedelský, Jan (vedoucí práce)
Cílem této diplomové práce je experimentálně posoudit vliv omezujících stěn kabiny automobilu Škoda Octavia 3 na proud vzduchu vystupujícího z pravé přední ventilační vyústky, která je součástí palubní desky vozu. Pro řešení problému je použita kouřová vizualizační metoda. V experimentu je měřena jedna konstrukční varianta. U této varianty je měněno směrování lamel a průtok vzduchu. Experiment je rozdělen do dvou fázi. V první fázi je provedena vizualizace volného proudění vzduchu. Ve druhé fázi jsou zkonstruovány omezující plochy a následně provedena vizualizace poloohraničeného proudění. Výsledky obou případů jsou mezi sebou porovnány. Z výsledků vyplývá, že při nastaveném směrování nahoru-vpravo, střed-vpravo, střed-střed je při zvyšujícím se průtoku nutno počítat s vlivem omezujících ploch. Dochází zde k přímé interakci proudu s plochami (impakt-náraz proudu, Coandův jev). Volné proudění neobsahuje informace o vzájemné interakci proudu s okolními omezujícími plochami tak, jako je to u polohraničeného proudění. U poloohraničeného proudění dochází vlivem impaktu k rozevření proudu a následnému přisání proudu vlivem Coandova jevu. Plochy nahrazující palubní desku a čelní sklo přispívají k zamezení přisávání vzduchu z prostoru a tím i k dřívějšímu rozšiřování proudu z vyústky. Součástí textu jsou metodický postup měření a vyhodnocování snímků, porovnání předešlých měření volného proudění (70% shoda) a porovnání experimentu s měřením metodou žárové anemometrie.
|
|
|
Metoda řešení úloh vedení tepla v materiálu s fázovou změnou s obsahem nanočástic
Kopečková, Barbora ; Knotek, Stanislav (oponent) ; Jícha, Miroslav (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá problematikou vedení tepla v materiálech s fázovou přeměnou (PCM) a v PCM s obsahem nanočástic. Podrobněji uvádí odvození jak stacionárních, tak i nestacionárních rovnic vedení tepla pro 1D, 2D i 3D případy. Pro řešení těchto rovnic je použita metoda konečných objemů, jejíž princip je zde také důkladně popsán. Cílem práce je vývoj modelu pro 2D řešení teplotního pole při vedení tepla v PCM a posouzení vlivu implementace nanočástic do tohoto materiálu na dané teplotní pole. K vývoji modelu, výpočtům a vykreslení grafů byl použit software MATLAB.
|
|
|
Svázání fyziologického modelu s modelem tepelného komfortu
Pokorný, Jan ; Masaryk, Michal (oponent) ; Kratochvíl, Zdeněk (oponent) ; Jícha, Miroslav (vedoucí práce)
Disertační práce se zabývá vnitřním prostředím a tepelným komfortem v kabinách automobilů. V Dymole/Modelice byl vytvořen Model tepelné zátěže kabiny pro studium vlivů různých parametrů okolního prostředí na mikroklima uvnitř kabiny. Model byl validován na základě osmi experimentů v klimatické komoře i ve skutečných provozních podmínkách. Hlavním cílem práce bylo vytvořit model pro predikci tepelného komfortu v nehomogenním prostředí, který je použitelný i pro prostředí kabin automobilů. V Dymole/Modelice byl vytvořen Svázaný model tepelného komfortu, který umožňuje vyhodnotit celkový tepelný komfort na základě lokálních parametrů okolního prostředí a osobních faktorů člověka. Model byl validován na 16 různých scénářích převzatých z literatury. Navíc za pomoci programu Theseus-FE byly vytvořeny tři modelové případy reprezentující asymetrickou zátěž od slunečního záření v kabině automobilu. Predikce Svázaného modelu byla porovnána s Fialovým modelem a s výsledky experimentů. Svázaný model predikoval střední teplotu pokožky dostatečně přesně pro klidné aktivity v neutrálním a teplém prostředí. V chladném prostředí byly odchylky střední teploty pokožky od měření větší a predikovaná vnitřní teplota příliš závislá na teplotě okolí. Pro vyšší intenzity vykonávané činnosti byla predikovaná střední teplota pokožky příliš vysoká.
|
host ::
RSS.