|
Výpočtová analýza dynamických vlastností hydrodynamických kluzných ložisek
Rak, Vladimír ; Kamenický, Ján (oponent) ; Zapoměl, Jaroslav (oponent) ; Pochylý, František (oponent) ; Malenovský, Eduard (vedoucí práce)
Práce se zabývá výpočtovým modelováním statické a dynamické analýzy hydrodynamických kluzných ložisek, analýzy stability proudění tekutinového filmu a analýzy odezvy rotorových soustav. Na školicím pracovišti byl vyvinut nový teoretický přístup k modelování statického a dynamického chování tuhého rotujícího tělesa v tekutině při vzájemné interakci. Přístup je založen na aplikaci Navier-Stokesovy pohybové rovnice, rovnice kontinuity a předepsaných vhodných okrajových podmínkách. Pomocí vhodných transformačních vztahů lze od sebe oddělit a samostatně řešit pohyb tělesa a tekutiny a zároveň je možné separovat stacionární a nestacionární řešení tekutinové vrstvy. K analýze chování tekutiny je použita metoda kontrolních objemů. Pro popis geometrické konfigurace jsou využita racionální Bézierova tělesa, tato tělesa jsou zároveň využita také k aproximaci rychlostní a tlakové funkce. Vzhledem k tomu, že se změnou polohy středu hřídele je vždy prováděno i nové generování sítě, jedná se o kombinovanou ALE (Arbitrary Lagrange-Euler) metodu. Přídavné účinky od tekutiny, působící na hřídelový čep rotorové soustavy (v případě kluzného ložiska se jedná o tenzory přídavné hmotnosti, přídavné tuhosti a přídavného tlumení, které se řeší v rámci dynamické analýzy tekutinového filmu), jsou v případě aplikace nového přístupu k analýze funkcí pouze jediného parametru – polohy středu hřídele. Zde je veliká výhoda oproti klasickému přístupu, založenému na aplikaci Reynoldsovy rovnice, kdy je nutno řešit vázanou úlohu. Autor analyzoval modely dlouhých i krátkých hydrodynamických kluzných ložisek o různé geometrii, jmenovitě se jednalo o válcová a eliptická ložiska. V řešení byla uvažována nestlačitelná i stlačitelná tekutinová výplň radiální mezery kluzného ložiska. Výsledky analýz tekutinové vrstvy kluzného ložiska byly poté zahrnuty do pohybové rovnice modelové rotorové soustavy se dvěma stupni volnosti, uložené na svých koncích ve dvou kluzných ložiskách (Jeffcottův rotor). V dalším kroku autor modeloval a řešil odezvu rotorové soustavy na vynucené stálené kmitání vybuzené nevývahou rotujících hmot.
|
|
Výpočtová analýza dynamických vlastností hydrodynamických kluzných ložisek
Rak, Vladimír ; Kamenický, Ján (oponent) ; Pochylý, František (oponent) ; Zapoměl, Jaroslav (oponent) ; Malenovský, Eduard (vedoucí práce)
Práce se zabývá výpočtovým modelováním statické a dynamické analýzy hydrodynamických kluzných ložisek, analýzy stability proudění tekutinového filmu a analýzy odezvy rotorových soustav. Na školicím pracovišti byl vyvinut nový teoretický přístup k modelování statického a dynamického chování tuhého rotujícího tělesa v tekutině při vzájemné interakci. Přístup je založen na aplikaci Navier-Stokesovy pohybové rovnice, rovnice kontinuity a předepsaných vhodných okrajových podmínkách. Pomocí vhodných transformačních vztahů lze od sebe oddělit a samostatně řešit pohyb tělesa a tekutiny a zároveň je možné separovat stacionární a nestacionární řešení tekutinové vrstvy. K analýze chování tekutiny je použita metoda kontrolních objemů. Pro popis geometrické konfigurace jsou využita racionální Bézierova tělesa, tato tělesa jsou zároveň využita také k aproximaci rychlostní a tlakové funkce. Vzhledem k tomu, že se změnou polohy středu hřídele je vždy prováděno i nové generování sítě, jedná se o kombinovanou ALE (Arbitrary Lagrange-Euler) metodu. Přídavné účinky od tekutiny, působící na hřídelový čep rotorové soustavy (v případě kluzného ložiska se jedná o tenzory přídavné hmotnosti, přídavné tuhosti a přídavného tlumení, které se řeší v rámci dynamické analýzy tekutinového filmu), jsou v případě aplikace nového přístupu k analýze funkcí pouze jediného parametru – polohy středu hřídele. Zde je veliká výhoda oproti klasickému přístupu, založenému na aplikaci Reynoldsovy rovnice, kdy je nutno řešit vázanou úlohu. Autor analyzoval modely dlouhých i krátkých hydrodynamických kluzných ložisek o různé geometrii, jmenovitě se jednalo o válcová a eliptická ložiska. V řešení byla uvažována nestlačitelná i stlačitelná tekutinová výplň radiální mezery kluzného ložiska. Výsledky analýz tekutinové vrstvy kluzného ložiska byly poté zahrnuty do pohybové rovnice modelové rotorové soustavy se dvěma stupni volnosti, uložené na svých koncích ve dvou kluzných ložiskách (Jeffcottův rotor). V dalším kroku autor modeloval a řešil odezvu rotorové soustavy na vynucené stálené kmitání vybuzené nevývahou rotujících hmot.
|
|
Design elektrického skútru do městského prostředí
Maca, Jakub ; Chorý, Tomáš (oponent) ; Křenek, Ladislav (vedoucí práce)
Cílem této diplomové práce je, na základě vývojové, technické a designérské analýzy, tématu navrhnout elektrický skútr, ideálně uzpůsobený pro pohyb v městském prostředí, který bude praktickou, atraktivní a zejména šetrnější alternativou k osobnímu automobilu se spalovacím motorem. Důraz je kladen na ergonomické, estetické a funkční řešení systému, díky němuž je skútr možné složit do kompaktního tvaru a táhnout za sebou, převážet v hromadné dopravě a parkovat přímo v bytě či kanceláři. Jedinečná koncepce a praktické vlastnosti činí skútr atraktivní nejen jako prostředek osobní mobility, ale také jako užitkové vozidlo pro soukromé společnosti a veřejné instituce.
|
| |
|
Experimentální studium tření a mazání TEP kyčle
Urban, Filip ; Čermák, Jan (oponent) ; Vrbka, Martin (vedoucí práce)
V této práci byla řešena problematika tření a mazání totální endoprotézy kyčelního kloubu. Na simulátoru kyčelního kloubu na principu kyvadla byla nejprve provedena studie součinitele tření pro různé materiálové kombinace, zatížení a teploty. Poté byl proveden experiment, kde bylo pozorováno formování mazacího filmu v kontaktu hlavice kyčelního kloubu a jamky, která byla vyrobena ze skla, ale svojí geometrií a rozměry odpovídala jamce reálné kyčelní náhrady, za použití kolorimetrické interferometruie. Vrbka et al. [25] poukazuje na skutečnost, že se zvyšující se konformitou povrchů se zvyšuje i tloušťka mazacího filmu. Taktéž byla pozorována adsorpce proteinů na kontaktní povrchy. Díky ní byla naměřena tloušťka filmu 80 nm i při nulové relativní rychlosti povrchů. Taktéž byla pozorována agregace proteinů na okrajích kontaktu. Podobné agregace pozoroval i Myant et al. [29] na kontaktu ball-on-disk, nebo Vrbka et al. [25] na kontaktu ball-on-lens, tyto agregace pravděpodobně vznikají při smykovém namáhání kapaliny obsahující proteiny a mohou pozitivně ovlivňovat tloušťku mazacího filmu. Pokud není relativní pohyb hlavice a jamky dostatečný, proteinová vrstva v kontaktu se nemůže obnovovat a dochází ke ztenčování mazacího filmu. Součinitel tření naměřený při pozorování mazacího filmu byl 0,13 nejblíže této hodnotě je z reálných endoprotéz materiálová kombinace MoP.
|
|
Implementace řídicích členů pro mobilní kráčivý robot
Krajíček, Lukáš ; Věchet, Stanislav (oponent) ; Ondroušek, Vít (vedoucí práce)
Tato diplomová práce se zabývá návrhem a implementací řídicích členů pro čtyřnohý kráčivý robot. Výhodou těchto elementárních členů je jejich vyjádření ve formě nezávislé na kinematice a geometrii robotu, což umožňuje jejich použití i pro jiné typy robotů a různé úlohy. V práci je navržen řídicí člen kontaktu, který minimalizuje zbytkové síly a momenty v těžišti robotu a tím je splněno kritérium trojúhelníkové statické stability. Dále se práce zabývá řídicím členem držení těla, který maximalizuje míru postoje těla s cílem optimalizace polohy těla robotu. Nohy robotu jsou po této optimalizaci vzdáleny od svých mezních poloh a tedy mají větší pracovní prostor pro další pohyb robotu. Implementace vybraného řešení pro každý řídicí člen je provedena na matematickém modelu robotu vytvořeného v programu MATLAB. Řídicí členy jsou sestaveny do tzv. báze řízení, s níž lze řešit obecné úlohy řízení robotu simultánní kombinací obsažených řídicích členů. Pro simultánní spouštění dvou řídicích členů byl vytvořen algoritmus, jehož činnost byla dále vysvětlena na vývojových diagramech.
|
|
Transition from regular to chaotic motion in black hole magnetospheres
Kopáček, Ondřej ; Karas, Vladimír (vedoucí práce) ; Kulhánek, Petr (oponent) ; Rezzolla, Luciano (oponent)
Působení silné gravitace v okolí černých děr může vést k urychlení hmoty. V této práci zkoumáme vlastnosti systému tvořeného rotující černou dírou ve velkorozměrovém uspořádaném magnetickém poli. Nabité částice v blízkosti horizontu jsou kromě silné gravitace ovlivňovány magnetickým polem a indukovaným polem elektrickým. Oproti již dříve v literatuře diskutovaným situacím přidáváme některá významná zobecnění. Magnetické pole v našem případě nemusí být koaxiální s rotační osou černé díry, takže systém ztrácí osovou symetrii. Kromě toho předpokládáme translační pohyb černé díry s obecným směrem i rychlostí. Ukážeme, že díky tomu dochází k novým efektům. V komplikované struktuře výsledného magnetického pole pozorujeme v ergosféře jeho rychlé prostorové změny provázené vznikem nulových bodů, které dokazují, že gravitační působení rotujícího zdroje může podněcovat rekonekci magnetických siločar. Dále zkoumáme dynamické vlastnosti nabitých částic vystavených působení tohoto typu polí. Především se zajímáme o přechody mezi regulárním režimem a deterministickým chaosem, ke kterým dochází v závislosti na volbě parametrů. Při numerickém zkoumání částicové dynamiky aplikujeme v kontextu obecné relativity zatím nepoužitou metodu rekurenční analýzy.
|
|
Pohyb nabitých částic v perturbovaných magnetických polích tokamaku
Papřok, R. ; Krlín, Ladislav ; Cahyna, Pavel ; Riccardo, V.
V tomto článku popisujeme dva hamiltonovské přístupy – plný a driftový – pro popis nabitých částic (kupř. elektronů, D+) v magnetickém poli tokamaku. Používáme základní toroidální konfiguraci pole s překrývajícími se řetězci ostrovů vytvářejících magnetickou ergodickou vrstvu. Chceme použít tento aparát pro řešení dvou fyzikálních problémů Za prvé pro odhad generace elektrického pole v okrajovém plazmatu způsobeného přidáním „ergodických cívek“, které mohou sloužit jako mechanismus potlačení okrajových nestabilit (ELMů) a budou studovány na tokamaku COMPASS. Za druhé chceme tento aparát použít pro sledování vlivu na runaway elektrony (energie kolem 10 MeV) v přítomnosti magnetických polí generovaných korekčními cívkami (EFCC) instalovanými na tokamaku JET.
|
host ::
