|
|
Algorithms for design and analysis of membrane structures
Lang, Rostislav ; Krejsa,, Martin (oponent) ; Kytýr, Jiří (oponent) ; Němec, Ivan (vedoucí práce)
The present thesis deals with membrane structures, focusing on the description of both the inherent physical necessitates which has to be dealt and the algorithms used when developing the FEM software. After introducing physical basis of the individual design and analysis steps, the specific issues associated with these calculation procedures as well as the particular solution processes are described. The first chapter deals with the form finding analysis, which is inherently associated with designing tensile structures. The equilibrium shape is derived from the requirement for the resulting prestress, given boundary conditions and applied external load. However, this process is also generally dealing with a complex task of searching for the equilibrium itself. Therefore, necessary stabilization techniques are an inherent part of the calculation procedures. The selected methods as well as the proposed technique specialized for the calculation of conical membranes are presented. In addition to the given thesis scope, the proposal of an algorithm for dealing with optimizing the shapes of arches and shells is described. In the chapter about the structural analysis, the main focus is given to the phenomenon of membranes wrinkling. This sudden loss of stability, when the compression occurs, strongly affects the structural response. The proposed algorithm is presented, which is modularly applicable to both the elastic and inelastic materials as described in detail. The chapter dealing with the cutting pattern generation process presents the proposal of the selected combination of two existing solution methods. This algorithms sequence focuses on reaching the optimum combination of the calculation speed, generality and precision. The individual chapters are complemented by presenting of the examples analyzed by using the described algorithms, which demonstrate the individual physical or implementation issues and the associated solution procedures.
|
|
|
Využití paralelizace při numerickém řešení úloh nelineární dynamiky
Rek, Václav ; Krejsa,, Martin (oponent) ; Vala, Jiří (oponent) ; Němec, Ivan (vedoucí práce)
Hlavním cílem této práce je prozkoumání možností využití paralelizace v numerických výpočtech nelineární dynamiky. V poslední dekádě došlo k dramatickému nástupu vícejádrových a výceprocesorových systému v kombinaci s možnostmi, které nyní poskytují moderní počítačové sítě. Komplexnost a velikost řešených modelů se neustále zvyšuje a díky vysoké výpočetní náročnosti úloh dynamiky a statiky konstrukcí, a to především kvůli jejich často nelineárnímu charakteru, je jakákoliv možnost urychlení výpočetních procedur více než žádoucí. Jelikož se jedná o relativně nové odvětví, řada algoritmů a konkrétních paralelních implementací je stále ve stádiu vývoje a výzkumu, a to i proto, že pokroky v oblasti počítačového hardwaru rapidně vzrůstají a s tím vznikají další otázky, jak nejlépe využít dostupný výpočetní výkon. Navržený paralelní model je založený na explicitní formě metodě konečných prvků, která ze své podstaty poskytuje možnost efektivní paralelizace. Zkoumány jsou pak možnosti využití vícejádrovch procesorů, ale i hybridního paralelního modelu kombinujícího možnosti vícejádrových procesorů a paralelní formy na počítačové síti. Navržené přístupy jsou pak testovány při numerickém řešení kontaktní/impaktní úlohy skořepinových konstrukcí.
|
|
|
Vypracování algoritmu a příslušného programového modulu pro statické a dynamické řešení lan na kladkách
Štekbauer, Hynek ; Hradil, Petr (oponent) ; Němec, Ivan (vedoucí práce)
Cílem této práce je vypracování algoritmu pro řešení lan na kladkách, který by byl výkonnější a přesnější, než stávající algoritmus použitý v programu RFEM. Vypracovaný algoritmus byl ve formě příslušného programového modulu včleněn do programu pro statickou a dynamickou analýzu konstrukcí. Součástí této práce je také vypracování několika příkladů využívajících tento algoritmus. Závěrem je provedeno porovnání očekávaných výsledků s výstupy z programu, a určení zda bylo dosaženo dostatečné přesnosti ve výsledcích, pro využití tohoto algoritmu pro běžnou praxi. Na příkladech bylo prokázáno, že nové řešení lan na kladkách je výkonnější i přesnější, než v současné době používaná řešení a s největší pravděpodobností nemá v současnosti ve světě rovnocennou konkurenci.
|
|
|
Implicitní a explicitní metoda v nelineární dynamice
Vaněčková, Adéla ; Hradil, Petr (oponent) ; Němec, Ivan (vedoucí práce)
Diplomová práce „Explicitní a implicitní metody v nelineární dynamice“ řeší problematiku geometricky a fyzikálně nelineární analýzy stavební konstrukce vystavené seismickému zatížení metodou přímé integrace pohybových rovnic. Je porovnáváno řešení explicitní a implicitní metodou pro tři materiálové modely. Zatímco rozdíly ve výsledcích explicitní a implicitní Newmarkovy metody jsou podle očekávání malé, mezi výsledky pro různé materiálové modely jsou rozdíly podstatné. Tyto rozdíly však jsou vysvětleny a jsou plně v souladu s teoretickými předpoklady odpovídajícími jednotlivým materiálovým modelům. Závěrem diplomové práce je prověření správnosti výsledků nového modulu DYNAM-PRO programového systému RFEM pro obě použité numerické metody a všechny tři řešené materiálové modely (lineárně elastický, plastický Drucker-Prager a model poškození podle Mazarse). Při dostatečné přesnosti numerického řešení se z hlediska rychlosti výpočtu ukázaly obě numerické metody, explicitní i implicitní, jako vhodné k seismickým analýzám. Implicitní metoda sice může poskytnout i několikanásobné zvýšení rychlosti ve srovnání s Implicitní metodou, ale určení optimálního časového kroku je pro tuto metodu problematické a časově náročné, takže ve výsledku je vhodnost použití obou metod pro analýzu seismického zatížení staveb srovnatelná.
|
|
|
Statická a dynamická analýza skleněných konstrukcí.
Trojanová, Lenka ; Křiváková, Jarmila (oponent) ; Němec, Ivan (vedoucí práce)
Díky technologickému pokroku posledních 20 let si sklo a skleněné prvky našly cestu téměř do všech oblastí lidské činnosti. Výjimkou pochopitelně není ani oblast stavitelství, ba naopak. Těžko si v současné době můžeme představit stavbu bez skleněného prvku, ať už se jedná o část interiéru či exteriéru. Přesto je teorie týkající se této problematiky v ČR na velmi nízké úrovni. Obsahem mé diplomové práce je Statická a dynamická analýza skleněných konstrukcí, která při aplikování v praxi projeví výraznou ekonomičnost projektu.
|
|
|
Porovnání různých metod nelineárního výpočtu konstrukcí s hlediska rychlosti, přesnosti a robustnosti.
Bravenec, Ladislav ; Křiváková, Jarmila (oponent) ; Němec, Ivan (vedoucí práce)
Cílem práce je porovnat iterační metody, které program RFEM 5 používá při nelineárních výpočtech konstrukcí, konkrétně při analýze velkých deformací a postkritické analýze. Porovnání by mělo sloužit jako návod, která výpočetní metoda je nejpřesnější, nejrychlejší a nejspolehlivější z hlediska získání výsledků. Časová náročnost bude posuzována dle trvání výpočtu řešení a času potřebnému k výpočtu jedné iterace. Robustnost budeme porovnávat podle spolehlivosti metod při běžném používání. Přesnost výpočtu se bude určovat z porovnání maximálních deformací konstrukcí. Porovnání se uskuteční na několika praktických příkladech.
|
|
|
Periferní funkcionalizace polydentátních Schiffových ligandů pro přípravu biologicky aktivních komplexů Fe(III) a Co(III)
Kotásková, Lucie ; Antal, Peter (oponent) ; Nemec, Ivan (vedoucí práce)
Diplomová práce se zabývá přípravou periferně funkcionalizovanými polydentátními Schiffovými ligandy, vhodnými pro koordinaci kovů, jakými jsou Fe(III) nebo Co(III). Sloučeniny, vzniklé touto funkcionalizací za použití organické molekuly nebo stabilního organického radikálu, poskytují koordinační místo pro další centrální atom. Sloučeniny byly syntetizovány za účelem jejich potenciální biologické aktivity. Byla připravena série organických ligandů, které byly dále podrobeny koordinačním reakcím s vybranými přechodnými kovy. Připravené sloučeniny byly charakterizovány nukleární magnetickou rezonancí, hmotnostní spektrometrií, elektronovou paramagnetickou rezonancí a rentgenovou strukturní analýzou.
|
|
| |
|
|
Novel materials for NLO applications based on guanidine derivatives - crystal engineering and detailed characterisation
Kohúteková, Soňa ; Němec, Ivan (vedoucí práce) ; Kalbáč, Martin (oponent) ; Vlčková, Blanka (oponent)
Název práce: Nové materiály pro NLO aplikace vycházející z derivátů guanidinu - krystalové inženýrství a detailní charakterizace Autor: Mgr. Soňa Kohúteková Katedra: Katedra anorganické chemie Vedoucí disertační práce: prof. RNDr. Ivan Němec, Ph.D. Abstrakt: Tato disertační práce je zaměřena na přípravu a charakterizaci nových sloučenin pro potenciální aplikace v nelineární optice (NLO). Jako nositelé NLO vlastností byly na základě slibných hodnot hyperpolarizability získaných kvantově chemickými výpočty vybrány čtyři molekuly obsahující guanidiniový fragment - aminoguanidin, diaminoguanidin, N-guanidin-formamid a 1H-pyrazol-karboxamidin. Experimentální práce byla rozdělena do dvou hlavních směrů přípravy nových krystalických materiálů - příprava tzv. metal-organic frameworks (MOF) a příprava molekulárních krystalů. V první skupině studovaných materiálů se očekávalo, že cílové molekuly budou obsazovat dutiny struktur tvořených mravenčanovými anionty koordinovanými na kationty kovů. Ve druhé skupině, tj. molekulárních krystalech, byla využita kokrystalizace nosičů NLO vlastností s vybranými anorganickými anionty, aby se zabránilo tvorbě centrosymetrických dimerů bází a bylo dosaženo požadovaného krystalového uspořádání. Připravené materiály byly charakterizovány především pomocí vibrační spektroskopie a...
|
|
|
Statika, dynamika a kinematika kontaktů těles
Štekbauer, Hynek ; Kala, Jiří (oponent) ; Krejsa, Martin (oponent) ; Němec, Ivan (vedoucí práce)
Disertační práce se věnuje problematice dynamického kontaktu a kinematických vazeb mezi různými entitami a s ní spojenou implementací pro statickou a dynamickou konečnoprvkovou analýzu. Důvodem vývoje v této oblasti jsou vzrůstající nároky na funkcionalitu MKP systémů a rovněž přesnost a rychlost výpočetních modelů. V práci je nejprve řešena problematika vynucení kontaktních podmínek v explicitní dynamice. Jsou navrženy nové metody s ohledem na stabilitu explicitního časového integračního schématu tak, aby nebyla potřeba zmenšovat výpočetní časový krok, ladit vstupní veličiny či řešit rozsáhlý systém rovnic. Přístupy vychází buď ze základních kinematických principů, nebo ze zákona zachování mechanické energie. Dále je pozornost věnována různým typům vazbových podmínek mající široké využití ve stavební praxi. Jejich porozumění je výchozím bodem pro následnou definici nově navrženého konečného elementu kladky. Správnost všech teoreticky navržených metod a jejich implementace je demonstrována na numerických příkladech.
|
host ::
RSS.