|
|
Optimizing Image Reconstruction in Electrical Impedance Tomography
Dušek, Jan ; Brančík, Lubomír (oponent) ; Sikora, inž Jan (oponent) ; Mikulka, Jan (vedoucí práce)
The thesis presents, analyzes, and discusses the optimization of algorithms that reconstruct images of unknown specific conductivity from data acquired via electrical impedance tomography. In this context, the author provides a brief mathematical description of the forward and inverse tasks solved by using diverse approaches, characterizes relevant measurement techniques and data acquisition procedures, and discusses available numerical tools. Procedurally, the initial working stages involved analyzing the methods for optimizing those parameters of the model that influence the reconstruction accuracy; demonstrating approaches to the parallel processing of the algorithms; and outlining a survey of available instruments to acquire the tomographic data. The obtained knowledge then yielded a process for optimizing the parameters of the mathematical model, thus allowing the model to be designed precisely, based on the measured data; such a precondition eventually reduced the uncertainty in reconstructing the specific conductivity distribution. When forming the numerical model, the author investigated the possibilities and overall impact of combining the open and closed domains with various regularization methods and mesh element scales, considering both the character of the conductivity reconstruction error and the computational intensity. A complementary task resolved within the broader scheme outlined above lay in parallelizing the reconstruction subalgorithms by using a multi-core graphics card. The results of the thesis are directly reflected in a reduced reconstruction uncertainty (through an optimization of the initial conductivity value, placement of the electrodes, and shape deformation of the domains) and accelerated computation via parallelized algorithms. The actual research benefited from an in-house designed automated tomography unit.
|
|
|
Modelování hydraulické účinnosti vícekomorových septiků
Hradilová, Iva ; Hyánková, Eva (oponent) ; Kriška-Dunajský, Michal (vedoucí práce)
Předkládaná diplomová práce je zaměřena na nalezení optimálního vnitřního uspořádání vícekomorového septiku za použití v práci popsané konduktivní metody. Přináší podrobný popis a výsledky měření, zahrnující testování několika variant uspořádání standardního kruhového tří komorového septiku, v rámci projektu TAČR s pracovním názvem „Anasep“, a nově vyvíjeného čtyř komorového septiku s několika inovativními prvky. Výsledky jsou následně kategorizovány dle vlastní terminologie tak, aby byla snadná aplikovatelnost do praxe. Popsaná metoda může být vhodnou alternativou pro jiné, technicky a ekonomicky hůře dostupné metody. Velice jasně přitom ukazuje, zda vnitřní prostor septiku dostatečně využívá svůj objem k rozložení rychlostního pole, což má přímo vliv na rychlosti sedimentace nerozpuštěných látek a tedy vliv na životnost navazujících filtračních zařízení. Zpracování naměřených dat a grafických výstupů proběhlo v programu Minitab. Grafické zobrazení všech variant septiků bylo provedeno pomocí programu SketchUp. Vizualizace septiku ve 2D rovině a 3D prostoru byla řešena v prostředí COMSOL Multiphysic s uplatněním modulu CFD. V závěru práce je, na základě dosažených výsledků, diskutována použitelnost popsané metody a představen hydraulicky nejúčinnější vícekomorový septik, který je v současné době autorsky chráněným řešením, vyvinutý řešitelským kolektivem projektu ANASEP.
|
|
|
Liquid electrolytes for lithium-ion accumulators
Štichová, Zuzana ; Vondrák, Jiří (oponent) ; Sedlaříková, Marie (vedoucí práce)
The aim of this master´s thesis was the measurement of electrical conductivity and dynamic viscosity of the electrolytes. Based on these measurements to verify Walden theorem between measured variables. Electrolytes were used on sulfolane base in combination with propylene carbonate and salt. The thesis also deals with the measuring method of dielectric properties of electrical and optical method with a refractometer. The freezing point of combination of sulfolan and propylene carbonate were determined by cryoscopy.
|
|
|
Studium vlivu elektrolytů na stabilitu a efektivitu diafragmového výboje
Němcová, Lucie ; Krčma, František (oponent) ; Kozáková, Zdenka (vedoucí práce)
Tato práce je zaměřena na tzv. diafragmový výboj, což je jeden z druhů elektrického výboje v kapalině, který lze přiřadit mezi tzv. AOP´s techniky v současnosti stále více používané k čištění vody. Jedním z ukazatelů efektivity a stability diagramového výboje je vznik peroxidu vodíku. V teoretické části se nachází podrobnější popis principu elektrického výboje v kapalině, dále jsou zde uvedeny vlastnosti elektrolytů a popsána obecně spektrofotometrická metoda stanovení získaného vzorku. V experimentální části je uveden podrobný popis průběhu experimentu. Následuje část výsledky a diskuze, kde jsou uvedeny konkrétní výsledky jednotlivých měření a jejich zdůvodnění. Poslední kapitolou je závěr, který tvoří celkové shrnutí a zhodnocení všech výsledků. Při použití všech vybraných elektrolytů docházelo při diafragmovém výboji v roztoku k tvorbě peroxidu vodíku. Byly použity anorganické i organické elektrolyty. Mezi anorganické elektrolyty patřily např. roztoky halogenidů, dále dusičnan sodný jako zástupce dusičnanů, dihydrogenfosforečnan draselný jako zástupce fosforečnanů apod. Zástupcem organických elektrolytů byla kyselina citronová. Hlavní vliv na tuto tvorbu měla hodnota počáteční vodivosti elektrolytů. Největší vliv na efektivitu a stabilitu diafragmového výboje měly elektrolyty dihydrogenfosforečnan draselný a síran sodný. Jejich rychlostní konstanty dosahovaly při použití roztoku s počáteční vodivostí cca 400 mikrosiemens nejvyšších hodnot, konkrétně 0,0492 mmol/l.min a 0,048 mmol/l.min. Naopak nejnižší hodnoty dosahovala při přibližně stejné počáteční vodivosti rychlostní konstanta elektrolytu chloridu amonného – 0,0269 mmol/l.min. V průběhu experimentů se používaly nerezové a platinové elektrody. Bylo zjištěno, že materiál nemá vliv na generaci peroxidu vodíku. Peroxid vodíku vznikal pouze v katodovém prostoru.
|
|
| |
|
|
Continuous conductivity measurement of produced copper wire
Kozáček, Peter ; Hadinec, Michal (oponent) ; Klusáček, Stanislav (vedoucí práce)
My project is about possibilities of conductivity measurement of copper wire. I focus on basic principles of conductivity measurement and their applicability for continues measurement. Also I focus on proposing methods which would be the most appropriate for continuing measurement of conductivity. Each individual method is based on basic physic principles. I compare these measurement methods from different important industrial point of views in this project.
|
|
|
Study of Plasma - Liquid Interactions
Němcová, Lucie ; Brablec, Antonín (oponent) ; Obradovic, Bratislav (oponent) ; Krčma, František (vedoucí práce)
This Ph.D. thesis contains a detailed investigation of different electric discharges generated in liquids. These discharges have become a popular topic during the last decade, mainly due to many practical applications for example in biomedicine, waste water treatment, ecology and nanoengineering. The study is focused on hydrogen peroxide generation which is one of the most important particles generated by electric discharges in liquids. A special batch discharge chamber, constructed at the Brno University of Technology, Faculty of Chemistry, Czech Republic, was used for the first experimental part. This discharge chamber is separated by a diaphragm membrane with a pin hole at its centre. A single high voltage electrode is placed in each part of the chamber, which is filled by water solution. High frequency voltage (1 and 2 kHz) was used as a power source to treat a NaCl solution (1.5 l). After evaluation of all results it has been found that this kind of power supply, compared to DC, does not cause any unwanted overheating of the solution (initial conductivity 100 - 800 microS/cm) during its treatment and thus the hydrogen peroxide production efficiency is quite high. The second part of this thesis was done at the Ghent University, Department of Applied Physics, Belgium. Here the DC discharge was created in gas bubbles (He, Ar, N2 or Air) flowing water solutions. NaH2PO4 . 2H2O solution (5 microS/cm, V= 750 ml) was used to hydrogen peroxide production studies, Direct Red 79 (20 mg/l) and Direct Blue 106 (20 mg/l, V= 750 ml) solutions were chosen for the organic dyes destruction study. The minimal concentration of the H2O2 was obtained when 10 mA current was applied, while the maximum concentration was observed at the current 30 mA. It leads to the conclusion that concentration of hydrogen peroxide increases with increasing applied current. The organic decomposition showed the same trend. The higher energy was applied, the more organic dye was destructed. The third part of this thesis took place at the Queen's University of Belfast, Centrum for Plasma Physics, UK using high frequency plasma scalpel (Arthrocare). It was found that the hydrogen peroxide concentration has reached the maximal value in solutions with a small addition of an alcohol (0.25 %). Four different treated liquid 0.15 M water solutions of BaCl2, Na2CO3, KCl and NaCl (V= 20 ml) were used. The initial conductivity of the samples was around 13 mS/cm. From the taken results it was obvious that the biggest difference between pH values was obtained in the solution with the additional of ethanol. The active particles generated by discharge were detected by spectra, mainly OH radicals which are understood as precursors to hydrogen peroxide. The main innovation was study of the influence of additional of organic compound on the plasma process. It was obtained that plasma still can be generated in such solution kind which can be considered as the first step to plasma created in the pure organic liquid medium. The last part of this work looked at atmospheric pressure microplasma jet interaction with the liquid phase and it was carried out at the Nanotechnology & Integrated Bio-Engineering Centre (NIBEC), University of Ulster, UK during host internship. As a liquid medium a gold (III) chloride trihydrate (HAuCl4.3H2O) aqueous solution with different initial conductivity was used. Interestingly, even a very low current (0.05 and 0.2 mA) generates stable plasma and produces hydrogen peroxide which can be understood as a very good result. Here, H2O2 behaviours as an oxidizing agent which converts gold precursors into gold nanoparticles.
|
|
|
Vlastnosti aprotických elektrolytů pro lithno-iontové akumulátory
Staněk, Vladimír ; Máca, Josef (oponent) ; Frk, Martin (vedoucí práce)
Předkládaná práce se zabývá vlastnostmi elektrolytů vhodných pro lithno-iontové akumulátory. V první části je popisována současná problematika elektrolytů pro li-ion akumulátory, typy rozpouštědel a jejich vlastnosti a metody měření vlastností. Druhá část je věnována proměření vlastností rozpouštědel a elektrolytů jako je relativní permitivita, hustota a viskozita. Měření relativní permitivity byla zaměřena na proměření směsí rozpouštědel s různým procentuálním zastoupením daného rozpouštědla. Viskozita a hustota byla měřena na rozpouštědlech s přidanou lithnou solí (výsledný elektrolyt).
|
|
| |
|
|
Dielektrické vlastnosti kapalných izolantů
Jahn, Michal ; Starý, Jiří (oponent) ; Špinka, Jiří (vedoucí práce)
Tato Diplomová práce se zabývá problematikou měření kapalných dielektrických materiálů (izolantů). Především se jedná o různé druhy čistých a pitných vod, ale také transformátorové oleje. V této práci byla zpracována teoretická rešerše k danému tématu a na základě teorie byla provedena příslušná měření vybraných vlastností kapalných dielektrik, jako je permitivita, kapacita, ztrátový činitel a vodivost, ale také i teplotní závislosti těchto parametrů. Měření bylo prováděno pomocí vyrobeného přípravku na fakultě FEKT VUT a měřícího systému AGILENT 16452A. Naměřené výsledky byly vyhodnoceny, graficky zpracovány a porovnány.
|
host ::
RSS.