|
NUMERICAL ESTIMATION OF MICRO-CRACK PATHS IN POLYMER PARTICULATE COMPOSITE
Majer, Z. ; Náhlík, Luboš
Determination of composite mechanical behavior is one of important part during the composite tailoring. The aim of the present work was to estimate a micro-crack behavior in a polymer particulate composite. The composite was investigated by means of the finite element method -using ANSYS software. A two-dimensional three-phase finite element model was developed to analyze the crack growth behavior. The assumptions of the linear elastic fracture mechanics were considered and the Maximum Tangential Stress (MTS) criterion was used to predict the direction of the crack propagation. The effect of the elastic modulus of the interphase on the micro-crack propagation was investigated. The properties of matrix and particles were taken from experiment. It was shown that the interphase properties influence the stress intensity factor KI as well as the micro-crack paths. The results of this paper can contribute to a better understanding of the micro-crack propagation in particulate composites with respect to the interphase.
|
|
Vliv sněhové pokrývky na odtok během dešťových srážek.
Juras, Roman ; Máca, Petr (vedoucí práce) ; Ladislav , Ladislav (oponent)
V zimním období, kdy leží na povodí sněhová pokrývka, stále přibývá výskytu dešťových srážek. Déšť dopadající na sníh (ROS) má často za následek vznik povodní a mokrých lavin. Predikce vlivu ROS záleží především na lepším pochopení mechanismů vzniku a složení odtoku ze sněhové pokrývky. Spojení simulace deště na sněhovou pokrývku a využití stopovačů bylo testováno jako vhodný nástroj pro tento účel. Celkem bylo provedeno 18 experimentů na sněhovou pokrývku s různými počátečními vlastnostmi v horských podmínkách střední a západní Evropy.
Pro určení charakteru proudění bylo použito barvivo brilliant blue (FCF), pomocí kterého je možné vizualizovat preferenční cesty, ale i určit rozhraní dvou vrstev o různých hydraulických vlastnostech. Zastoupení jednotlivých složek odtékající vody na výtoku bylo stanoveno pomocí metody separace hydrogramu, která poskytuje dobré výsledky s přijatelnou nejistotou. Z technických důvodů nebylo možné obě metody použít současně během jednoho experimentu, i když by to ještě více rozšířilo znalosti o dynamice proudění dešťové vody ve sněhové pokrývce. Množství tavné vody bylo vypočteno pomocí rovnice energetické bilance. Použití této rovnice je poměrně přesné, ale zároveň náročné na vstupy. Z toho důvodu bylo tání vypočteno pouze u jednoho experimentu.
Rychlost vzniku odtoku roste v první řadě intenzitou srážky. Počáteční vlastnosti sněhové pokrývky, jako hustota a vlhkost, ovlivňují rychlost vzniku odtoku až druhotně. Na druhou stranu při stejné intenzitě srážky vykazovala nevyzrálá sněhová pokrývka s malou hustotou rychlejší hydrologickou odpověď, než vyzrálá pokrývka s větší hustotou. Velikost odtoku je závislá, především na počátečním nasycení. Vyzrálá sněhová pokrývka s vyšším počátečním nasycení generovala vyšší celkový odtok, kde dešťová voda přispívala maximálně z 50ti %. Proti tomu protekla dešťová voda nevyzrálou sněhovou pokrývkou poměrně rychle a do odtoku se propagovala přibližně z 80ti %.
Pro predikci odtoku během ROS byla použita Richardsova rovnice v rámci modelu SNOWPACK. Tento model byl upraven tak, že byla sněhová matrice rozdělena pro lepší simulaci preferenčního proudění. Tento přístup přinesl zlepšení výsledků oproti klasickému přístupu, kdy se uvažuje pouze matricové proudění.
|
|
Dendrochronologie arktické tundry
Lehejček, Jiří ; Svoboda, Miroslav (vedoucí práce) ; Monika, Monika (oponent)
Historicky bezprecedentní environmentální změny arktických ekosystémů jsou často zasazovány do kontextu jejich vývoje; minulého, ale i očekávaného budoucího. V oblastech s nedostatečnými instrumentálními meteorologickými pozorováními je nutné studovat klimatické archivy, které jsou schopny zasadit probíhající environmentální změny do kontextu minulosti. Práce předkládá syntézu jednoho takového archivu jalovce obecného (Juniperus communis) dlouhověkého cirkumpolárního keře arktické tundry. Na úrovni anatomie buňky bylo prozkoumáno 20 keřů. Kromě ekologických nároků druhu se tím odkryl i jeho potenciál pro environmentální a klimatické rekonstrukce. Mezi klíčové výsledky patří následující:
i) Zastavení exponenciálního zvětšování plochy vodivého aparátu s věkem je v rozporu s přirozeným charakterem tohoto fenoménu u stromů. To naznačuje, že keře nepotřebují zajišťovat potřeby vody a živin klasickými cestami zákonů hydraulické konduktivity ale spíše pomocí jiných mechanismů. Extrémní podmínky tedy limitují výškový vzrůst rostlin, které kvůli nim mění převládající směr svého růstu z vertikálního na horizontální. Jednotlivé projevy počasí však na vzrůst působí pravděpodobně odlišně. Zatímco sníh a vítr ovlivňují růst kmene/větví mechanicky, pak teplota spíše fyziologicky. Až do věku, kdy je mladý keř schopen ustát silný vítr ve vzpřímené pozici a jeho kmínek/větve mají dostatečnou resilienci se po odtání sněhové pokrývky opět narovnat, roste vzhůru a plocha vodivého aparátu se zvětšuje. Současně s tím teplota, resp. cykly opakovaného mrznutí a rozmrzání, způsobuje konzervativní vývoj keře, který preferuje bezpečnost (limitní velikost plochy vodivého aparátu) před hydraulickou efektivitou, čímž se brání embólii, ale tím i dalšímu výškovému růstu. Všechny tyto (ale i další) faktory jsou zřejmě dohromady zodpovědné za postupný přechod od vertikálního ke kvazihorizontálnímu růstu. Od této chvíle již není potřeba (ani to není fyziologicky možné) dále zvětšovat plochu vodivého aparátu, jelikož voda přestává být transportována proti gravitaci.
ii) Tento věkový/růstový trend je nutné uvažovat při dalším využívání růstových parametrů v paleoenvironmentálních studiích. Buněčné parametry by tedy neměly být využívány k těmto účelům, pokud nejsou správně detrendovány. To umožní nejen přesnější ale i delší rekonstrukce, protože je možné využít celý život rostlin včetně často opomíjené juvenilní fáze.
iii) Předložena je i rekonstrukce tání jihozápadní části Grónského ledovcového štítu (GrIS) během 20. st. Tato oblast je považována v rámci celého GrIS za nejaktivnější. Dle naší rekonstrukce není míra současného tání GrIS v kontextu 20. st. neobvyklá, resp. je srovnatelná s prvními dekádami 20. st. Tento poznatek je významným přispěním do debaty o Atlantické meridionální zpětné cirkulaci (AMOC). A sice, příliš velký přítok sladké studené vody do severního Atlantiku v důsledku tání GrIS může zpomalit nebo dokonce zastavit AMOC, což by způsobilo prohloubení kontinentálního charakteru evropského klimatu. Naše výsledky tak ukazují, že tato hranice leží výše, než je současná míra tání GrIS.
Jalovec obecný je fascinující arktický keř, který prokázal schopnost zodpovědět množství ekologický a environmentálních otázek. Především díky své dlouhověkosti a četnosti má obrovský potenciál stát se významných účastníkem arktického výzkumu.
|
|
Spolupráce středních škol s externími firmami v přípravě školních vzdělávacích programů
Tulach, David ; Lačev, Alek (vedoucí práce) ; Hochel, Matej (oponent)
Tato práce, Spolupráce středních škol s externími firmami v přípravě školních vzdělávacích programů, se zabývá otázkou, zdali je možné a přínosné, aby střední školy spolupracovaly s firmami na přípravě či úpravě svých vzdělávacích programů za cílem zlepšení kvality vzdělávání. Po prvotních příspěvcích ze strany odborníků, které na tuto otázku odpovídaly negativně, byl pohled zaměřen na kořen věci - na čem stojí historické pilíře školství a pedagogiky, co o učení se a výuce říká věda, jak pedagogika reaguje na krizi věd. Při porovnání literárních zdrojů a závěrů z rozhovorů s odborníky v kombinaci s analýzou stop a výsledků činnosti odborníků dalších byla stanovena teorie, že veřejné školství dospívá do bodu krize, ve své podstatě se od svého vzniku nezměnilo a nejlepším řešením může být vytvoření alternativních vzdělávacích institucí.
|
|
Dvojice fázově synchronizovaných polovodičových laserů pro délkovou metrologii
Hucl, Václav ; Holá, Miroslava ; Čížek, Martin ; Řeřucha, Šimon ; Pham, Minh Tuan ; Pravdová, Lenka ; Lazar, Josef ; Číp, Ondřej
Polovodičové lasery nacházejí stále širší uplatnění v oblastech, kde dominují prozatím plynové He-Ne lasery. Jednou z takových oblastí je i délková metrologie, kde He-Ne laser pracující na vlnové délce 633 nm je stále tradičním zdrojem koherentního světla pro laserový interferometr odměřující vzdálenost. Výhodou polovodičových laserů oproti He-Ne laserům mají řádově větší optický výkon a výrazně širší rozsah přeladění vlnové délky bez modových přeskoků. Další výhodou je frekvenční modulace vlnové délky laserové diody přímou změnou hodnoty injekčního proudu. Zmíněné výhody předurčují takové laserové diody pro realizaci dvoufrekvenčních laserových zdrojů pro heterodynní interferometrii. V tomto případě je pomocí fázového závěsu optická frekvence jedné laserové diody zavěšena na optickou frekvenci laserové diody druhé a zároveň jsou optické frekvence obou laserů vzájemně odladěny o požadovanou hodnotu v řádu MHz. V našem příspěvku představujeme využití laserových diod s vnitřní strukturou s Braggovskou mřížkou pro realizaci dvoufrekvenčního laserového zdroje, který je určen pro laserovou interferometrii s heterodynní detekcí.
|
|
Acceleration of Object Detection Using Classifiers
Juránek, Roman ; Kälviäinen, Heikki (oponent) ; Sojka, Eduard (oponent) ; Zemčík, Pavel (vedoucí práce)
Detection of objects in computer vision is a complex task. One of most popular and well explored approaches is the use of statistical classifiers and scanning windows. In this approach, classifiers learned by AdaBoost algorithm (or some modification) are often used as they achieve low error rates, high detection rates and they are suitable for detection in real-time applications. Object detection run-time which uses such classifiers can be implemented by various methods and properties of underlying architecture can be used for speed-up of the detection. For the purpose of acceleration, graphics hardware, multi-core architectures, SIMD or other means can be used. The detection is often implemented on programmable hardware. The contribution of this thesis is to introduce an optimization technique which enhances object detection performance with respect to an user defined cost function. The optimization balances computations of previously learned classifiers between two or more run-time implementations in order to minimize the cost function. The optimization method is verified on a basic example -- division of a classifier to a pre-processing unit implemented in FPGA, and a post-processing unit in standard PC.
|
|
Stability and convergence of numerical computations
Sehnalová, Pavla ; Dalík, Josef (oponent) ; Horová, Ivana (oponent) ; Kunovský, Jiří (vedoucí práce)
The aim of this thesis is to analyze the stability and convergence of fundamental numerical methods for solving ordinary differential equations. These include one-step methods such as the classical Euler method, Runge-Kutta methods and the less well known but fast and accurate Taylor series method. We also consider the generalization to multistep methods such as Adams methods and their implementation as predictor-corrector pairs. Furthermore we consider the generalization to multiderivative methods such as Obreshkov method. There is always a choice in predictor-corrector pairs of the so-called mode of the method and in this thesis both PEC and PECE modes are considered. The main goal and the new contribution of the thesis is the use of a special fourth order method consisting of a two-step predictor followed by an one-step corrector, each using second derivative formulae. The mathematical background of historical developments of Nordsieck representation, the algorithm of choosing a variable stepsize or an error estimation are discussed. The current approach adapts well to the multiderivative situation in variable stepsize formulations. Experiments for linear and non-linear problems and the comparison with classical methods are presented.
|
|
HUMAN ACTION RECOGNITION IN VIDEO
Řezníček, Ivo ; Baláž, Teodor (oponent) ; Sojka, Eduard (oponent) ; Zemčík, Pavel (vedoucí práce)
This thesis focuses on the improvement of human action recognition systems. It reviews the state-of-the-art in the field of action recognition from video. It describes techniques of digital image and video capture, and explains computer representations of image and video. This thesis further describes how local feature vectors and local space-time feature vectors are used, and how captured data is prepared for further analysis, such as classification methods. This is typically done with video segments of arbitrarily varying length. The key contribution of this work explores the hypothesis that the analysis of different types of actions requires different segment lenghts to achieve optimal quality of recognition. An algorithm to find these optimal lengths is proposed, implemented, and tested. Using this algorithm, the hypothesis was experimentally proven. It was also shown that by finding the optimal length, the prediction and classification power of current algorithms is improved upon. Supporting experiments, results, and proposed exploitations of these findings are presented.
|
|
A NEW DAWN OF NAMING, ADDRESSING AND ROUTING ON THE INTERNET
Veselý, Vladimír ; Muntan,, Jordi Perelló (oponent) ; Grasa, Eduard (oponent) ; Day, John (oponent) ; Švéda, Miroslav (vedoucí práce)
nternet of the year 2015 struggles with problems that are just implications of flawed naming and addressing the concept of TCP/IP, which have an impact on overall routing scalability. Problems such as default-free zone routing table growth, cumbersome multihoming or mobility motivate question whether the Internet deserves major architecture redesign. In the theoretical part, the impact of problems above is evaluated, solutions are discussed and unifying theory compiled and described using formal methods taking into account revered papers about naming, addressing and routing. This work provides in-depth Investigation of two technologies - Locator/Id Separation Protocol a Recursive InterNetwork Architecture. Research contribution is an operational improvement of above-mentioned technologies. New OMNeT++, full-fledged simulation modules compliant with behavior in the specification are used to as verification tool.
|
|
Security of Biometric Systems
Lodrová, Dana ; Busch, Christoph (oponent) ; Provazník, Ivo (oponent) ; Drahanský, Martin (vedoucí práce)
The main contributions of this thesis are two novel approaches for the increase of securing of biometric systems based on fingerprint recognition. The first approach is within the liveness detection and prevents the use of various fake fingers and other spoofing techniques during the capturing processes. This patented approach is based on a combination of change of papillary line color and width caused by pressing of a finger against glass plate. The resultant liveness detection unit can be integrated into an optical fingerprint sensor. The second approach is within standardization and it increases the security and interoperability of minutiae extraction and comparison process. For this purposes, I have created the methodology to determine semantic conformance rates of minutiae extractors. The minutiae extracted by the tested extractors are compared against Ground-Truth-Minutiae obtained by clustering of data provided by dactyloscopic/forensic experts. This proposed methodology is included in the ISO/IEC 29109-2 Amd. 2 WD4.
|
host ::
