|
A Comparison of Preconditioning Methods for Saddle Point Problems with an Application to Porous Media Flow Problems
Axelsson, Owe ; Blaheta, Radim ; Hasal, Martin
The paper overviews and compares some block preconditioners for the solution of saddle point systems, especially systems arising from the Brinkman model of porous media flow. The considered preconditioners involve different Schur complements as inverse free Schur complement in HSS (Hermitian - Skew Hermitian Splitting preconditioner), Schur complement to the velocity matrix and finally Schur complement to a regularization block in the augmented matrix preconditioner. The inverses appearing in most of the considered Schur complements are approximated by simple sparse approximation techniques as element-by-element and Frobenius norm minimization approaches. A special interest is devoted to problems involving various Darcy, Stokes and Brinkman flow regions, the efficiency of preconditioners in this case is demonstrated by some numerical experiments.
|
|
STRAIN ENGINEERING OF THE ELECTRONIC STRUCTURE OF 2D MATERIALS
del Corro, Elena ; Peňa-Alvarez, M. ; Morales-García, A. ; Bouša, Milan ; Řáhová, Jaroslava ; Kavan, Ladislav ; Kalbáč, Martin ; Frank, Otakar
The research on graphene has attracted much attention since its first successful preparation in 2004. It possesses many unique properties, such as an extreme stiffness and strength, high electron mobility, ballistic transport even at room temperature, superior thermal conductivity and many others. The affection for graphene was followed swiftly by a keen interest in other two dimensional materials like transition metal dichalcogenides. As has been predicted and in part proven experimentally, the electronic properties of these materials can be modified by various means. The most common ones include covalent or non-covalent chemistry, electrochemical, gate or atomic doping, or quantum confinement. None of these methods has proven universal enough in terms of the devices' characteristics or scalability. However, another approach is known mechanical strain/stress, but experiments in that direction are scarce, in spite of their high promises.\nThe primary challenge consists in the understanding of the mechanical properties of 2D materials and in the ability to quantify the lattice deformation. Several techniques can be then used to apply strain to the specimens and thus to induce changes in their electronic structure. We will review their basic concepts and some of the examples so far documented experimentally and/or theoretically.
|
|
Geodiversity values as a basis for geosite and geomorphosite assessment: a case study from Žďárské vrchy Highland
Bajer, A. ; Kirchner, Karel ; Kubalíková, L.
Paper presents geodiversity values, geodiversity is understood as a set of geological, geomorphological and pedological components, including systems consisting of this components and geological, geomorphological and pedological processes. Geodiversity values are analyzed in relation to ecosystem values (e.g. cultural, functional value). Geodiversity values were used as basis for a methodical approach to geosite and geomorphosite assessment. Methodological approach is presented at selected sites in the top part of the Žďárské vrchy Highland. The acquired results can serve as a basis for geoconservation of PLA Žďárské vrchy, development of geotourism as well as an offer for extension geoeducational activities.\n
|
|
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.
|
|
Firemní identita kulturních institucí
Rálek, Jakub ; SULŽENKO, Jiří (vedoucí práce) ; SVOBODOVÁ, Doubravka (oponent)
Tato práce zkoumá problematiku vztahu a aplikace firemní identity v kulturním prostředí. Rozebírá klíčové pojmy grafický design, firemní image, firemní kultura, firemní komunikace, firemní produkt, cílová skupina, symbol, brand, vize, mise a další. Je rozdělena do tří částí – první část obsahujícící definice, druhá část obsahující rozbor případových studií – dvou divadel (Divadla Na zábradlí a Divadla Josefa Kajetána Tyla) – a třetí část, která spojuje dvě předchozí v nastínění procesu budování vlastní identity. Poslední část se zaměřuje zejména na práci s vizuálním stylem. Práce zdůrazňuje nezbytnost a smysl profesionálního marketingového přístupu k dosažení rostoucí hodnoty značky a obecného stabilního růstu jakékoliv kulturní společnosti.
|
| |
|
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.
|
| |
|
Predicting asp and pikeperch recruitment in a riverine redervoir.
BLABOLIL, Petr
Recruitment of two species, asp (Leuciscus aspius) and pikeperch (Sander lucioperca), in a riverine reservoir was studied using a novel statistical approach. Both species are piscivorous and are stocked into reservoirs for biomanipulative purposes to reduce planktivore species. Long-term data series were used, but the number of potential predictors was high. Therefore, a novel informative statistical approach based on dimension reduction methods was applied. Quality of outputs was driven by sampling methods. Main factors affecting asp recruitment were zooplankton abundance, predator density and temperature. In terms of pikeperch fry measured with seine and trawls, the number of predators was the only important factor. Gillnets underestimate small fish and the data were unsuitable for statistical modelling.
|
|
Hovory s Jindřiškou Křivánkovou
Fröhlichová, Marie ; SOPROVÁ, Jana (vedoucí práce) ; HALAŠ, Adam (oponent)
Cílem této práce je zachytit principy tvorby Jindřišky Křivánkové, profesně starší a zkušenější divadelní performerky a konfrontovat její způsob myšlení a kreativity s vlastními názory na uměleckou tvorbu, stejně jako dovednostmi, získanými během studia na HAMU. Text se nejprve věnuje stručnému přehledu aktivit Jindřišky Křivánkové od počátku dodnes. Poté se snaží specifikovat Jindřiščin divadelní vývoj, okolnosti a hlavní aspekty jejího uměleckého zrání, podobně též vliv konkrétních osobností, které pomohly utvářet její svébytný pohled na divadlo. Následuje debata o nejrůznějších aspektech umělecké tvorby a tvůrčího procesu, ve vzájemné konfrontaci nás dvou, v němž se dotýkáme nejen obecných věcí týkající se kultury a divadla, ale také přístupu k němu.
|
host ::
