|
|
Description of fatigue behavior of additively manufactured polymer metamaterial structure
Helešicová, Petra ; Ševeček, Oldřich (oponent) ; Trávníček, Lukáš (vedoucí práce)
Metamaterials have become a highly researched area in recent years because they enable customisation of mechanical properties in manufactured components, which would not be possible when using conventional materials. To safely utilise metamaterials in operation, it is necessary to describe their behaviour under load. The presented master's thesis deals with a description of the fatigue behaviour of a 3D printed polymeric metamaterial structure. The thesis is divided into theoretical and practical part. In the theoretical part, a review of metamaterials and their classification is presented, followed by a review of 3D printing methods suitable for polymeric materials, and the basics of mechanical behaviour of polymers. In the practical part, steps are taken to estimate the fatigue life of the proposed metamaterial structure using four criteria. Mechanical properties of the additively manufactured material are measured in a series of experiments. The measured properties are used as input data for a numerical model. The boundary conditions and loading of the model are set to correspond to the real loading conditions. The numerical model is used to assess critical locations within the structure and to predict the fatigue lifetime. Stress and strain values representing steps of cyclic loading are recorded at two critical locations. These values are used to predict the fatigue life.
|
|
|
Modelling of Pulse Propagation in Nonlinear Photonic Structures
Sterkhova, Anna ; Richter, Ivan (oponent) ; Samek, Ota (oponent) ; Petráček, Jiří (vedoucí práce)
The demand for more effective data-storage and faster signal processing is growing with every day. That is why the attention of the scientists is focused on the all-optical devices, which can improve the above mentioned requirements. Microring optical resonators are among the state of art devices, that are under consideration. There is a variety of numerical techniques to simulate processes occurring while the optical signal propagates in the microring resonator structure. They differ in its calculation effectivity, used approximations and possibilities of application. The aim of this work was to develop two simple and practical numerical methods for simulation of pulse propagation in nonlinear waveguide structures. It was also demanded, that opposed to the commonly known and frequently used finite-difference time-domain (FD-TD) method, the newly developed techniques could be easily applicable for the study of nonlinear structures based on microring resonators. That is why developed methods use some approximations, namely the slowly varying envelope approximation. The methods advantage is high speed and low requirements of computational resources. Both techniques are based on observation that waveguide structures that use microring optical resonators can be considered as composed of single waveguides and waveguide couplers. The first numerical technique solves coupled partial differential equations, which describe pulse envelope propagation in the structure. This method uses the “up-wind” scheme, which is suitable for the partial differential equations that describe the wave propagation. The second developed technique is derived from the first one. The difference between methods is in the treatment of the coupling between two waveguides. If in the first method the coupling is considered as the real one, distributed on the given length, in the second method the coupling is considered to be concentrated in one point. Due to this approximation it is possible to integrate the appropriate equations and achieve significant increase of calculation speed. Quasianalytical character of the second method enables also easy identification of different types of steady-state solutions. Due to these properties the second method was used to study spontaneous generation of optical pulses in the structures, consisting of coupled ring resonators. Both methods, which were developed during this work, represent fast and physically illustrative alternatives to the FD-TD, so it can be expected that these methods can play an important role during the research of nonlinear waveguide structures.
|
|
| |
|
|
Analýza dopravního uzlu s využitím simulačních nástrojů
Nikolov, Daniel ; Plášek, Josef (oponent) ; Okřinová, Petra (vedoucí práce)
V roce 2018 byla Kanceláří architekta města Brna připravována ideová urbanistická soutěž, která nastínila směr celkového řešení Mendlova náměstí. Vítězný návrh zakládá na celkové změně organizace dopravy. Záměrem bylo tedy naplánovat revitalizaci zároveň s připravovanou opravou parovodu, která bude probíhat od dubna do září roku 2021. A jako by tomu osud chtěl rok 2021 je výročím 200 let od narození J. G. Mendela – zakladatele genetiky po kterém je náměstí pojmenováno. Cílem revitalizace je minimalizovat neatraktivitu a nefunkčnost prostoru. Tímto způsobem výrazně změnit komfortní podmínky přestupního uzlu. Cílem této diplomové práce je rozklíčování kritických míst z pohledu pěší dopravy a následně stanovit efektivní kroky vedoucí k jejich optimalizaci. Dále se práce zabývá novým oborem Smart City a jeho využitím pro sběr experimentálních dat, které by byly možné využít ke zlepšení vstupních dat při tvorbě numerických modelů veřejných prostorů.
|
|
|
Porovnání dvou alternativ zajištění hluboké stavební jámy
Krejzar, Vojtěch ; Miča, Lumír (oponent) ; Chalmovský, Juraj (vedoucí práce)
Práce je zaměřena na numerické modelování pažení 30 m hluboké stavební jámy metodou MKP. Jáma je umístěna v lokalitě Luzern, Švýcarsko. V geologickém podloží se zde nachází vzhledem ke konstrukci nepříznivě ukloněné vrstvy pískovců a nekvalitních siltovců a prachovců, z nichž jedna tvoří potenciální nebezpečnou smykovou plochu. V rámci práce jsou srovnány 2 alternativy řešení: Alternativa A - kombinace kotvené pilotové stěny a stříkaného betonu, provedeného ve spodní úrovni jámy, Alternativa B - kotvená pilotová stěna provedená průběžně v celé výšce jámy. Obsahem je popis řešení matematického modelu, volba vstupních parametrů materiálového modelu zeminy a strukturních prvků, definování etap výstavby a predikce deformací konstrukce. Matematický model je vytvořen za použití softwaru PLAXIS 2D.
|
|
|
Numerické modelování přepadu přes nouzové přelivy
Kostelecký, Jiří ; Golík,, Pavel (oponent) ; Zachoval, Zbyněk (vedoucí práce)
Práce se zabývá možnostmi numerického modelování přepadu u vybraných typů nouzových přelivů a prověřuje je v konkrétních lokalitách. Stanovení kapacit vybraných přelivů je v práci uskutečněno pomocí několika metod: výpočtem z rovnice přepadu, jednorozměrnými a dvourozměrnými numerickými modely a fyzikálním modelem. Autor práce ke každé metodě vytvořil parametrické analýzy představující různé hydraulické podmínky, aby bylo možné vyjádřit jejich vliv. Uvedený vliv vyjadřuje porovnáním vypočítaných hodnot s hodnotami změřenými na fyzikálním modelu. Závěrem doporučuje hodnoty všech vstupních součinitelů ovlivňujících výsledky numerického modelování přepadu přes zvolené typy přelivů používané nejčastěji v případě nouzových přelivů.
|
|
| |
|
|
Vliv elektromagnetických polí na buněčné struktury
Urbánek, Jiří ; Fiala, Pavel (oponent) ; Vlachová Hutová, Eliška (vedoucí práce)
Práce se zabývá zkoumáním vlivu elektromagnetického pole na buněčné struktury. Buněčné struktury chápeme jako souhrnný popis všech organel umístěné v buňce. V našem jednouchém 2D modelu uvaţujeme pouze základní organely jako je buněčná membrána, cytoplazma a jádro. Cílem práce bylo seznámit se s vnějším prostředím, do kterého jsme umístily 2D model buňky, na který jsme působili elektromagnetický polem. Tato práce obsahuje výsledky, které byly získány numerickým modelováním v programu COMSOL. Na získaných výsledcích byly ověřeny teoretické předpoklady.
|
|
| |
|
|
Numerické modelování proudění v bezpečnostních objektech malých vodních nádrží
Vaněk, Jakub ; Roth, Tomáš (oponent) ; Jandora, Jan (vedoucí práce)
Předložená diplomová práce se zabývá numerickým modelováním proudění v bezpečnostních objektech malých vodních nádrží. Jedná se o prořešení kapacity a to čelního přelivu a přelivu typu „kachní zobák“. Jednotlivé čelní přelivy jsou nejprve modelovány pomocí numerických simulací (CFD) v programu Ansys. Hydraulicky složitější přeliv typu „Kachní zobák“ byl modelován v programu Flow–3D. Získané výsledky součinitele přepadu jsou porovnány s údaji v odborné literatuře.
|
host ::
RSS.