|
|
Numerical modeling of free oscillations applied to superconducting-gravimeter data in a low-frequency seismic range
Zábranová, Eliška ; Matyska, Ctirad (vedoucí práce) ; Martinec, Zdeněk (oponent) ; Vavryčuk, Václav (oponent)
Název práce: Modelování vlastních kmitů Země použité na data ze supravodivých gravimetrů v nízkofrekvenční seismické oblasti Autor: Eliška Zábranová Katedra: Katedra geofyziky Vedoucí disertační práce: Doc. RNDr. Ctirad Matyska, DrSc. Abstrakt: Deformace a změna gravitačního potenciálu předpjatých selfgravitujících elastických těles jsou popsány momentovou a Poissonovou rovnicí a reologickým vztahem. V případě sféricky symetrických těles převádíme tyto parciální diferen- ciální rovnice a okrajové podmínky pomocí sférické harmonické dekompozice na obyčejné diferenciální rovnice druhého řádu, pro jejichž diskretizaci používáme pseu- dospektrální diferenční schémata na sítích čebyševovského typu. Dospíváme tak k soustavě maticových úloh pro vlastní frekvence a vlastní funkce kmitů. Protože elastické parametry jsou frekvenčně závislé, řešíme problém pro několik výchozích frekvencí modelu a výsledky interpolujeme. Získané vlastní frekvence a vlastní funkce porovnáváme s výsledky programu Mineos, který je založen na přímé nume- rické integraci. Pomocí naší metody počítáme nízkofrekvenční syntetické akcelero- gramy nedávných velkých zemětřesení, které porovnáváme s daty ze...
|
|
| |
|
|
Time-domain modelling of global barotropic ocean tides
Einšpigel, David ; Martinec, Zdeněk (vedoucí práce) ; Haagmans, Roger (oponent) ; Matyska, Ctirad (oponent)
Oceánské slapy se tradičně modelují ve frekvenční oblasti s buzením na vybraných slapových frekvencí. Je to přírozený přístup, nicméně nelinearity oceánské dynamiky nejsou přímo zahrnuty. Alternativou je modelování v časové oblasti s buzením, které je dáno kompletním lunisolárním slapovým potenciálem, tj. všechny slapové frekvence jsou zahrnuty. Tento přístup byl uplatněn v několika oceánských slapových modelech, nicméně stále zůstavá pár problémů k vyřešení, například asimilace satelitních altimetrických dat. V této práci představujeme DEBOT, globální a časový barotropní oceánský slapový model s úplným lunisolárním buzením. DEBOT byl vyvinut "od píky". Základem modelu jsou rovnice mělké vody, které jsou nově odvozeny v geografických (sférických) souřadnicích. Odvození zahrnuje okrajové podmínky a Reynoldsův tenzor ve fyzikálně konzistentním tvaru. Numerický model je řešen v prostoru metodou konečných diferencí a v čase zobecněným forward-backward schématem. Funkčnost kódu je demonstrována testy na zachování integrálních invariantů. DEBOT má dva módy pro modelování oceánských slapů: DEBOT-h, čistě hydrodynamický mód, a DEBOT-a, asimilační mód. Navrhli jsme asimilační schéma vhodné pro časový model, které představuje alternativu k existujícím frekvenčním technikám, jež jsou používány v ostatních asimilačních...
|
|
|
Numerical modeling of free oscillations applied to superconducting-gravimeter data in a low-frequency seismic range
Zábranová, Eliška ; Matyska, Ctirad (vedoucí práce) ; Martinec, Zdeněk (oponent) ; Vavryčuk, Václav (oponent)
Název práce: Modelování vlastních kmitů Země použité na data ze supravodivých gravimetrů v nízkofrekvenční seismické oblasti Autor: Eliška Zábranová Katedra: Katedra geofyziky Vedoucí disertační práce: Doc. RNDr. Ctirad Matyska, DrSc. Abstrakt: Deformace a změna gravitačního potenciálu předpjatých selfgravitujících elastických těles jsou popsány momentovou a Poissonovou rovnicí a reologickým vztahem. V případě sféricky symetrických těles převádíme tyto parciální diferen- ciální rovnice a okrajové podmínky pomocí sférické harmonické dekompozice na obyčejné diferenciální rovnice druhého řádu, pro jejichž diskretizaci používáme pseu- dospektrální diferenční schémata na sítích čebyševovského typu. Dospíváme tak k soustavě maticových úloh pro vlastní frekvence a vlastní funkce kmitů. Protože elastické parametry jsou frekvenčně závislé, řešíme problém pro několik výchozích frekvencí modelu a výsledky interpolujeme. Získané vlastní frekvence a vlastní funkce porovnáváme s výsledky programu Mineos, který je založen na přímé nume- rické integraci. Pomocí naší metody počítáme nízkofrekvenční syntetické akcelero- gramy nedávných velkých zemětřesení, které porovnáváme s daty ze...
|
|
|
Dynamické modely zemětřesného zdroje a seismicita
Kostka, Filip ; Gallovič, František (vedoucí práce) ; Matyska, Ctirad (oponent)
Předmětem práce je modelování zemětřesného zdroje pomocí tzv. rate-and-state zákonů tření vycházejících z laboratorních měření. V jazyce Fortran 90 jsme napsali jsme kód pro modelování rovinného, obecně nakloněného dvojrozměrného zlomu s heterogenním rozložením parametrů tření, ponořeného v nekonečném elastickém poloprostoru. Model používáme v tzv. kvazidynamické aproximaci. Pomocí něj provedeme velké množství numerických experimentů na prozkoumání vlivu rozložení parametrů tření na časoprostorovou komplexitu skluzu na zlomu. Dále zkoumáme vliv změny tzv. Coulombova napětí na změny načasování příchodu zemětřesení. To aplikujeme na model homogenního zlomu i na model s náhodným rozložením třecích parametrů, jehož seismicita vykazuje Gutenberg-Richterovo chování na rozsahu dvou magnitud. Zjišťujeme, že vliv změny Coulombova napětí je netriviální a závisí mj. na pozici namáhané oblasti a rychlosti skluzu na ní. Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)
|
|
|
Vliv materiálových parametrů na stabilitu termální konvekce
Dostalík, Mark ; Matyska, Ctirad (vedoucí práce) ; Klika, Václav (oponent)
Diplomová práce je zaměřena na zkoumání Rayleigh-Bénardova problému v rozšířené konfiguraci aproximující podmínky v zemském plášti. Cílem práce je vyhodnocení vlivu hloubkově a teplotně závislých materiálových parametrů, disipace, adiabatického zahřívání/ochlazování a teplotních zdrojů na kvalitativní charakter konvekce. Identifikujeme kritické hodnoty bezrozměrných veličin, které určují počátek konvekce a charakterizujeme dominantní konvekční vzorce v mezně superkritickém stavu. Tyto problémy jsou řešeny aplikací lineární teorie stability a slabě nelineární analýzy. Nalezený charakter konvekce se podstatně liší od standardního případu Rayleigh-Bénardovy konvekce. Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)
|
|
|
Vliv hloubkové závislosti fyzikálních vlastností zemského pláště na charakter termální konvekce
Šustková, Hana ; Matyska, Ctirad (vedoucí práce) ; Čížková, Hana (oponent)
Název práce: Vliv hloubkové závislosti fyzikálních vlastností zemského pláště na charakter termální konvekce Autor: Hana Šustková Katedra: Katedra geofyziky Vedoucí diplomové práce: doc. RNDr. Ctirad Matyska, DrSc. Abstrakt: Diplomová práce se týká studia konvekce kartézských modelů ve dvou a třech dimenzích. Konkrétně se věnuje systematickému sledování kritických Rayleighových čísel v závislosti na geometrii, modelu viskozity či funkčních závislostech dalších parametrů. V modelech se uvažuje vrstevnatá viskozita a konstantní, nebo teplotně a s hloubkou závislé parametry teplotní roztažnosti a tepelné vodivosti. Systém byl popsán bezrozměrnou klasickou Boussinesqovou aproximací. Část práce je věnována aplikaci maticové metody pro řešení příslušné Stokesovy úlohy a současnému použití Eulerovy metody pro řešení termální rovnice. Samotné výpočty pak byly prováděny v prostředí komerčního software Comsol, a tedy pomocí konečných prvků. Bylo ukázáno, že dominantní vliv na kritická Rayleighova čísla má model viskozity (s rostoucí viskozitou narůstají i kritická Rayleighova čísla), dále velmi zásadní vliv má také geometrie (větší rozměr a dimenze geometrie snižuje kritická Rayleighova čísla). Přítomnost funkčních závislostí teplotní roztažnosti a tepelné vodivosti vede také ke snížení kritických Rayleighových...
|
|
|
Vliv hloubkové závislosti fyzikálních vlastností zemského pláště na charakter termální konvekce
Šustková, Hana ; Matyska, Ctirad (vedoucí práce) ; Čížková, Hana (oponent)
Cíl práce je stanoven na systematický průzkum základních režimů termální konvekce (počátek konvekce, stacionární řešení, periodická řešení, chaotické stavy) v materiálu, jehož vlastnosti se mění s hloubkou obdobně jako materiál zemského pláště; geometrie úlohy byla kartézská. Stokesova úloha byla důsledně formulována ve spektrální oblasti nejen v horizontálním, ale i ve vertikálním směru pro model sestávající z vrstev s konstantní viskozitou, ale s obecným průběhem rychlosti a teploty v jednotlivých vrstvách; úloha byla řešena maticově pro každý vlnový vektor. Termální rovnice byla řešena v prostorové oblasti a přechod rychlosti a teploty mezi spektrální a prostorovou oblastí byl prováděn pomocí rychlé Fourierovy transformace. Tento postup umožňuje přímočarou paralelizaci výpočtů, čímž se otevřela možnost nejen pro dvourozměrné, ale i třírozměrné modelování i v chaotických režimech. Na základě numerických obtíží představené metody byly nadále základní režimy termální konvekce zkoumány pomocí standartního modelu v konečných elementech, sestavených v softwaru Comsol. Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)
|
|
|
Konečnoprvková 2D formulace vibrací elastické struktury při velkých deformacích
Michálek, Jakub ; Horáček, Jaromír (vedoucí práce) ; Matyska, Ctirad (oponent)
Práce se věnuje numerickému řešení pohybu hlasivky při velkých výchylkách, zatímco dosavadní práce uvažují zpravidla pouze malé výchylky. Uvažovaná geometrie hlasivky odpovídá nejjednodušší situaci fistule, kdy sledujeme jednu izolovanou hlasivku. Hlasivku uvažujeme obecně jako nelineární a neizotropní kontinuum ve 2D prostoru. Pro demonstraci funkčnosti modelu pak numericky simulujeme chování hlasivky s lineární konstituční rovnicí. Hlasivku modelujeme metodou konečných prvků s kvadratickými prvky, a to při statickém a dynamickém zatížení povrchu. Ukazujeme, že pro simulaci deformace hlasivkové tkáně je třeba uvažovat rovnice s velkými výchylkami. Numerickou simulaci hlasivky lze využít např. při konstrukci umělých hlasivek, a při optimalizaci jejich funkce. Porozumění fonačnímu mechanismu je rovněž podstatné pro zjištění příčin onemocnění jako jsou hlasové uzlíky a pro položení vědeckých základů pro foniatrii a pěveckou výuku. Práce je interdisciplinární a skládá dohromady poznatky z mechaniky kontinua, anatomie a pěvecké výuky.
|
|
| |
host ::
RSS.