|
Modelling, parameter estimation, optimisation and control of transport and reaction processes in bioreactors.
ŠTUMBAUER, Václav
With the significant potential of microalgae as a major biofuel source of the future, a considerable scientific attention is attracted towards the field of biotechnology and bioprocess engineering. Nevertheless the current photobioreactor (PBR) design methods are still too empirical. With this work I would like to promote the idea of designing a production system, such as a PBR, completely \emph{in silico}, thus allowing for the in silico optimization and optimal control determination. The thesis deals with the PBR modeling and simulation. It addresses two crucial issues in the current state-of-the-art PBR modeling. The first issue relevant to the deficiency of the currently available models - the incorrect or insufficient treatment of either the transport process modeling, the reaction modeling or the coupling between these two models. A correct treatment of both the transport and the reaction phenomena is proposed in the thesis - in the form of a unified modeling framework consisting of three interconnected parts - (i) the state system, (ii) the fluid-dynamic model and (iii) optimal control determination. The proposed model structure allows prediction of the PBR performance with respect to the modelled PBR size, geometry, operating conditions or a particular microalgae strain. The proposed unified modeling approach is applied to the case of the Couette-Taylor photobioreactor (CTBR) where it is used for the optimal control solution. The PBR represents a complex multiscale problem and especially in the case of the production scale systems, the associated computational costs are paramount. This is the second crucial issue addressed in the thesis. With respect to the computational complexity, the fluid dynamics simulation is the most costly part of the PBR simulation. To model the fluid flow with the classical CFD (Computational Fluid Dynamics) methods inside a production scale PBR leads to an enormous grid size. This usually requires a parallel implementation of the solver but in the parallelization of the classical methods lies another relevant issue - that of the amount of data the individual nodes must interchange with each other. The thesis addresses the performance relevant issues by proposing and evaluation alternative approaches to the fluid flow simulation. These approaches are more suitable to the parallel implementation than the classical methods because of their rather local character in comparison to the classical methods - namely the Lattice Boltzmann Method (LBM) for fluid flow, which is the primary focus of the thesis in this regard and alternatively also the discrete random walk based method (DRW). As the outcome of the thesis I have developed and validated a new Lagrangian general modeling approach to the transport and reaction processes in PBR - a framework based on the Lattice Boltzmann method (LBM) and the model of the Photosynthetic Factory (PSF) that models correctly the transport and reaction processes and their coupling. Further I have implemented a software prototype based on the proposed modeling approach and validated this prototype on the case of the Coutte-Taylor PBR. I have also demonstrated that the modeling approach has a significant potential from the computational costs point of view by implementing and validating the software prototype on the parallel architecture of CUDA (Compute Unified Device Architecture). The current parallel implementation is approximately 20 times faster than the unparallized one and decreases thus significantly the iteration cycle of the PBR design process.
|
|
Podpora kultury v městských částech v Praze
Mokrá, Jolana ; KAŠPAR, David (vedoucí práce) ; PROKOP, Petr (oponent)
Diplomová práce „Podpora kultury v městských částech v Praze” zkoumá současný stav strategického řízení a podpory kultury ve všech pražských městských částech. Úvod práce ukazuje význam jednotlivých úrovní samospráv při správě a podpoře kultury, a to formou představení kulturních politik i zákonem definovaných povinností. První část výzkumu podává zprávu o tom, jak je téma kultury vnímáno na úrovni městských částí a jak se s ním pracuje v rámci strategických dokumentů. Druhá se pak věnuje městským částem, které ke kultuře přistupují koncepčním způsobem a považují ji za důležitou pro rozvoj lokality. Zkoumá nástroje, které tyto MČ používají k realizaci svých strategických cílů. V závěru práce dokazuje, proč může role MČ při správě, tvorbě, podpoře a realizaci kultury být zásadní.
|
| |
|
Využití finanční analýzy při rozboru výsledků hospodaření obce
Hurtová, Monika ; Tomšík, Karel (vedoucí práce) ; Pavel, Pavel (oponent)
Cílem diplomové práce je zhodnocení hospodaření města Rotava. Naplnění cíle bude realizováno komplexní analýzou hospodaření za období let 2010-2015. V teoretických východiscích jsou vymezeny základní pojmy týkající se územně samosprávného celku (obce), rozpočet obce a metody finanční analýzy. Tato teoretická východiska jsou nezbytná pro vypracování praktické části práce, kterou tvoří podrobná analýza finančního hospodaření Rotavy. Na základě provedeného rozboru hospodaření a zjištěných výsledků budou navržena doporučení ke zlepšení finanční situace města.
|
|
Rozvoj elektronizace samosprávy mikroregionu Zábřežsko ve vztahu k e-governmentu
Filipová, Lucie ; Ulman, Miloš (vedoucí práce) ; Martin, Martin (oponent)
Diplomová práce "Rozvoj elektronizace samosprávy mikroregionu Zábřežsko ve vztahu k eGovernmentu" zkoumá problematiku rozvoje elektronizace samosprávy ve vztahu k legislativě a eGovernmentu. Téma elektronizace veřejné správy je v posledních letech stále více diskutováno nejen v souvislosti s rostoucími nároky na rychlost zpracování a poskytování informací, ale také na usnadnění a zprůhlednění dílčích procesů ve veřejné správě. V teoretické části jsou popsány role eGovernmentu ve veřejné správě, proces elektronizace veřejné správy v ČR a jednotlivé služby eGovernmentu (Czech POINT, datové schránky, základní registry, komunikační infrastruktura veřejné správy), které využívají obce. Praktická část hodnotí stav využívaného softwarového a hardwarového vybavení, legislativně vázaného softwaru a služeb eGovernmentu na vzorku obcí mikroregionu Zábřežsko. Na základě výsledků dotazníkového šetření jsou závěrem stanovena doporučení pro zkoumaný vzorek 20 obcí mikroregionu Zábřežsko.
|
|
Politické a sociální aspekty územní samosprávy - participace obyvatel na veřejném životě obcí
Kučerová, Zuzana ; Kopřiva, Radek (vedoucí práce) ; Lenka, Lenka (oponent)
Východiskem práce je dosavadní teorie zapojení občanů do života municipalit a občanská společnost. Práce se soustředí na ověření uplatnitelnosti Nekolova konceptu, který je typologií forem účasti, na dvou vybraných obcích v České republice, a to Týnce nad Labem a Krakovan.
Práce se soustředí zejména na popis participačních forem a klade si otázku, jaké faktory stojí v pozadí rozdílů v účasti lidí. Ukazuje se, že Nekolův koncept je ve snaze porozumět důvodům účasti dobrým nástrojem. Zároveň práce přináší poznatek o rozdílech v účasti ve sledovaných obcích. Rozhodujícím rozdílovým činitelem je stabilita politického prostředí. V obci Krakovany je politické prostředí dlouhodobě etablované a je spojené s postavou starosty, který je důležitým iniciátorem rozvoje obce.
|
|
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.
|
|
Metodologie pro návrh číslicových obvodů se zvýšenou spolehlivostí
Straka, Martin ; Gramatová, Elena (oponent) ; Racek, Stanislav (oponent) ; Kotásek, Zdeněk (vedoucí práce)
Práce představuje alternativní metodiku k již existujícím technikám pro návrh číslicových systémů se zvýšenou spolehlivostí implementovaných do obvodů FPGA a doplňuje některé nové vlastnosti při realizaci a testování těchto systémů. Práce se opírá o využití částečné dynamické rekonfigurace obvodu FPGA při návrhu systémů odolných proti poruchám, kde může být částečná rekonfigurace využita jako mechanizmus pro opravu a zotavení systému po výskytu poruchy. Práce nejprve představuje obecné principy diagnostiky, testování a spolehlivosti číslicových systémů včetně stručného popisu programovatelných obvodů FPGA a jejich architektury. Dále pokračuje přehledem současných metod a technik při návrhu a implementaci systémů odolných proti poruchám do obvodů FPGA, kde jsou popsány zejména techniky z oblasti detekce a lokalizace poruch, opravy a posuzování kvality návrhu. Nejdůležitější částí práce je popis metodiky pro návrh, implementaci a testování systémů odolných proti poruchám, která byla vytvořena pro obvody FPGA, jejichž konfigurační paměť je založena na pamětech typu SRAM. Nejprve je prezentována technika pro vytváření a automatizované generování hlídacích obvodů pro číslicové systémy a komunikační protokoly v FPGA, následně je prezentovaná referenční architektura spolehlivého systému implementovaného do FPGA včetně několika odolných architektur využívajících principu částečné dynamické rekonfigurace jako mechanizmu opravy a zotavení po výskytu poruchy. Dále je popsán způsob řízení rekonfiguračního procesu a testovací platforma pro snadné testovaní a ověření kvality systémů odolných proti poruchám implementovaných dle navržené metodiky. V závěru jsou diskutovány experimentální výsledky a přínos práce.
|
|
Metodologie pro návrh číslicových obvodů se zvýšenou spolehlivostí
Straka, Martin ; Kotásek, Zdeněk (vedoucí práce)
Práce představuje alternativní metodiku k již existujícím technikám pro návrh číslicových systémů se zvýšenou spolehlivostí implementovaných do obvodů FPGA a doplňuje některé nové vlastnosti při realizaci a testování těchto systémů. Práce se opírá o využití částečné dynamické rekonfigurace obvodu FPGA při návrhu systémů odolných proti poruchám, kde může být částečná rekonfigurace využita jako mechanizmus pro opravu a zotavení systému po výskytu poruchy. Práce nejprve představuje obecné principy diagnostiky, testování a spolehlivosti číslicových systémů včetně stručného popisu programovatelných obvodů FPGA a jejich architektury. Dále pokračuje přehledem současných metod a technik při návrhu a implementaci systémů odolných proti poruchám do obvodů FPGA, kde jsou popsány zejména techniky z oblasti detekce a lokalizace poruch, opravy a posuzování kvality návrhu. Nejdůležitější částí práce je popis metodiky pro návrh, implementaci a testování systémů odolných proti poruchám, která byla vytvořena pro obvody FPGA, jejichž konfigurační paměť je založena na pamětech typu SRAM. Nejprve je prezentována technika pro vytváření a automatizované generování hlídacích obvodů pro číslicové systémy a komunikační protokoly v FPGA, následně je prezentovaná referenční architektura spolehlivého systému implementovaného do FPGA včetně několika odolných architektur využívajících principu částečné dynamické rekonfigurace jako mechanizmu opravy a zotavení po výskytu poruchy. Dále je popsán způsob řízení rekonfiguračního procesu a testovací platforma pro snadné testovaní a ověření kvality systémů odolných proti poruchám implementovaných dle navržené metodiky. V závěru jsou diskutovány experimentální výsledky a přínos práce.
|
|
Právní a zdravotně sociální aspekty činnosti OSPOD jako ustanovených opatrovníků v zámu nezletilých dětí
BORSKÁ, Jana
Česká republika, jako signatář Úmluvy o právech dítěte, svěřila výkon státní správy na úseku péče o nezletilé děti obecním úřadům obcí s rozšířenou působností, kde ochranu práv a oprávněných zájmů nezletilých dětí vykonávají orgány sociálně právní ochrany dětí (dále jen OSPOD), které jsou začleněny do systému výkonu státní správy v územním členění tak, aby byla zajištěna komplexní péče o nezletilé děti v rozsahu stanoveném zákonem o sociálně právní ochraně dětí. Postavení a úloha OSPOD, který je pověřen výkonem státní správy na úseku ochrany nezletilých dětí, jsou upraveny zák. č. 359/1999 Sb., o sociálně právní ochraně dětí, v platném znění. Stejně důležité je zakotvení postavení lidí pracujících na těchto úřadech. Z hlediska odbornosti jsou na ně kladeny vysoké nároky z hlediska znalostního profilu zejména z oboru práva. Jedná se o velice náročnou práci, která klade vysoké nároky na osobnostní profil zaměstnance. ČR provedla v posledních třech letech rozsáhlé zásahy do právní úpravy problematiky sociálně právní ochrany dětí, kde došlo k posílení ochrany práv nezletilých dětí a stanovení nových nástrojů k jejich ochraně. Přijetím nové právní úpravy rodinného práva, které je komplexně upraveno v zák. č. 89/2012 Sb., občanském zákoníku, následovala nová právní úprava procesních předpisů spojených s ochranou práv nezletilých dětí, kde vedle zák. č. 99/1963, občanský soudní řád platí také zák. č. 292/2013 Sb., o zvláštních řízeních soudních. Rozhodování o nezletilých dětech stát svěřil převážně do pravomoci soudů, které jmenují místně příslušný OSPOD opatrovníkem k zastupování zájmů nezletilých dětí. Na základě provedeného rozboru základních pojmů bylo cílem zjistit názory vybraných vedoucích pracovníků OSPOD a soudců okresních soudů na vydefinované problémy vyskytující se v postupech činnosti OSPOD a soudů při ochraně zájmu nezletilých dětí. Ve výzkumné části práce byly rozborem kazuistik vytipovány problémy v činnosti OSPOD. Z návrhů soudců i vedoucích pracovníků OSPOD vyplynula nezbytnost sjednocení místní příslušnosti. Soudy navrhují sjednocení dle místa, kde se nezletilé dítě zdržuje; OSPOD dle místa trvalého pobytu. Všech 10 oslovených vedoucích pracovníků OSPOD označilo za problém dožádání, kde tento institut není zahrnut do hodnocení výkonů, nelze jej odmítnout. Podjatost činí problémy v různých fázích řízení - je zde patrný rozdílný přístup soudů k řešení dané problematiky (některé vznesenou námitku podjatosti u soudu řeší a jiní nikoliv) a pro pracovníky OSPOD je obtížné odhadnout - jak se zachovat, je-li vůči nim námitka podjatosti vznesena (z tohoto důvodu bylo téma "podjatosti zpracováno komplexně včetně výkladu právního postupu pro pracovníky OSPOD). Vzdělávání pracovníků OSPOD je zákonem stanovenou povinností. Ne všem OSPOD se daří zajistit školení v požadovaném rozsahu - a to z finančních důvodů (průměrné náklady na školení na jednoho zaměstnance je od 9167,-- do 13400 Kč ročně - tyto náklady odpovídají cca 6 dnům školení). Pracovní vytíženost způsobená nedostatečným počtem zaměstnanců OSPOD neumožňuje absolvovat tato povinná školení. V rámci zkoumání "účasti kolizního opatrovníka při jednání u soudu" bylo zjištěno - nepravidelná účast kolizního opatrovníka u soudu (neúčast při odvolacím řízení); nedostatek zkušeností pracovníků OSPOD v této oblasti; neúplné zprávy z šetření v rodině, které jsou určené pro soud. Na základě vyhodnocení rozhovorů vyplynuly návrhy na zlepšení organizace školení OSPOD, na základě povedeného komplexního rozboru řešení problematiky místní příslušnosti bylo doporučeno řešení samostatné evidence dožádání a finanční kompenzace činnosti OSPOD při dožádání provedení zastupování nezletilých u soudu, vypracování návrhů předběžných opatření, návrh možného řešení začlenění OSPOD v jiné organizační struktuře.
|
host ::
