|
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.
|
|
Styly vedení lidí
Kunc, Tomáš ; Štůsek, Jaromír (vedoucí práce)
Tato bakalářská práce se zaměřuje na různé styly vedení lidí s důrazem na kvalitní motivaci zaměstnanců. V dnešní době je čím dál důležitější a těžší udržet zaměstnance motivované a proto se koučing a motivace stávají čím dál běžnějším prostředkem manažerů. V teoretické části práce je čtenář blíže seznámen se styly vedení lidí a různými druhy motivace a koučingu. Praktická část je zaměřena na práci vedoucích pracovníků s jejich podřízenými. V této část je proveden sociologický výzkum, formou řízeného rozhovoru, který nám pomůže porovnat různé přístupy manažerů ke svým podřízeným a následně jim doporučit nejlepší postup.
|
|
Manažerské dovednosti
Červinková, Barbora ; Kříž, Josef (vedoucí práce) ; Zdeněk, Zdeněk (oponent)
Teoretická východiska v této práci vysvětlují pojmy blízce související s managementem a manažerskými dovednostmi. Úvodní část se týká přiblížení samotného pojmu manažer a management, dále jsou rozepsány manažerské funkce, které jsou souvisle rozvity do popisu dalších schopností, jako jsou komunikace, stanovování cílů, kompetence i koučování. Stěžejním bodem je přiblížení pojmů soft a hard dovednosti, které by manažeři měli vlastnit, anebo kterým by se měli v průběhu své praxi naučit. Jen díky správnému ovládání obou těchto skupin dovedností lze docílit kvalitního vedení organizace. Pro zřetelnější vysvětlení je v části manažerských dovedností obsažen grafický náhled, který přibližuje rozdělení dovedností. V druhé části práce, tedy praktické části, je popsána situace s dosavadními dovednostmi manažerů ve zvolené společnosti. Díky dotazníku je možné změřit současnou úroveň získaných dovedností manažerů na třech úrovních a dále lze vyhodnotit, jaký je zájem o zvyšování jednotlivých dovedností, anebo zda se manažeři cítí dostatečně kvalifikování na výkon své pracovní pozice.
|
|
Navrhování experimentů pro nestacionární produkční procesy
Jadrná, Monika ; Macák, Tomáš (vedoucí práce)
Disertační práce se zaměřuje na oblast služeb a oblast hromadné výroby. Konkrétně se jedná o optimalizaci produktového portfolia cestovní kanceláře a optimalizaci výroby nábojů.
V literárních východiscích je vysvětlena terminologie z oblasti rozhodování a popsány metody, které jsou používány pro podporu rozhodování. Jedná se o aktuální přehled řešené problematiky a definování základních pojmů. Teoretická východiska výzkumu jsou v oblasti služeb zaměřena na volbu vhodných vstupních proměnných. V oblasti výroby pak na volbu konkrétního materiálu a vhodného vybavení pro danou výrobu. Literární východiska a teoretická východiska výzkumu současně tvoří základ pro praktickou část práce.
V praktické části disertační práce je zvolen konkrétní podnik působící v daném odvětví. V oblasti služeb je optimalizováno produktové portfolio pomocí Fuzzy logiky a Fuzzy množin, tak aby firma působící v dané oblasti byla schopna se uplatnit a fungovat na současném vysoce konkurenčním trhu. V oblasti výroby je nastaveno optimální složení produktu tak, aby bylo dosahováno jeho požadovaných vlastností.
Hlavním cílem disertační práce je návrh metodického přístupu pro řízení vybraných podnikových procesů při jejich nestacionárním časovém průběhu. V praktické realizaci je cílem verifikovat funkčnost navrženého metodického přístupu, jak v oblasti služeb, tak v oblasti hromadné výroby.
|
| |
|
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.
|
|
Soubor publikovaných článků
DVOŘÁK, Petr
Cílem předkládaného souboru publikovaných článků je charakterizovat sociální dovednosti učitele jako součást jeho profesní kompetence a vymezit jejich význam ve výuce angličtiny komunikační metodou v edukačních interakcích ve školní třídě. Teoretickými východisky výzkumů jejichž výsledky jednotlivé články předkládají jsou funkčně komunikační přístupu k jazyku a z něj vycházející komunikační metoda. Pozornost je věnována procesům interakce, komunikace a cizojazyčnému diskurzu ve školním prostředí s akcentem na cizojazyčnou výuku dospívajících. Na základě specifik cizojazyčné edukační interakce konkretizujeme sociální dovednosti učitele a vymezujeme sociálně-dovednostní aspekty cizojazyčné edukační interakce. Zjištění výzkumů prezentovaných v předkládaných článcích se týkají zejména žákovské reflexe edukačního stylu učitelů angličtiny a edukačního působení učitele v konkrétní třídní interakci. Výzkum je rovněž zacílen na analýzu vybraných sociálně-dovednostních aspektů edukační interakce a diskurzu ve výuce angličtiny komunikační metodou. Konkrétně se jedná o žákovské a učitelské iniciace komunikace, otázky a distribuci komunikačních příležitostí.
|
|
Automata in Infinite-state Formal Verification
Lengál, Ondřej ; Jančar, Petr (oponent) ; Veith, Helmut (oponent) ; Esparza, Javier (oponent) ; Vojnar, Tomáš (vedoucí práce)
The work presented in this thesis focuses on finite state automata over finite words and finite trees, and the use of such automata in formal verification of infinite-state systems. First, we focus on extensions of a previously introduced framework for verifi cation of heap-manipulating programs-in particular programs with complex dynamic data structures-based on tree automata. We propose several extensions to the framework, such as making it fully automated or extending it to consider ordering over data values. Further, we also propose novel decision procedures for two logics that are often used in formal verification: separation logic and weak monadic second order logic of one successor. These decision procedures are based on a translation of the problem into the domain of automata and subsequent manipulation in the target domain. Finally, we have also developed new approaches for efficient manipulation with tree automata, mainly for testing language inclusion and for handling automata with large alphabets, and implemented them in a library for general use. The developed algorithms are used as the key technology to make the above mentioned techniques feasible in practice.
|
host ::
