|
|
Modelling of Pulse Propagation in Nonlinear Photonic Structures
Sterkhova, Anna ; Richter, Ivan (referee) ; Samek, Ota (referee) ; Petráček, Jiří (advisor)
V současnosti jsme svědky stále zvyšujících se nároku na rychlost přenosu a zpracování signálu a kapacitu pamet’ových zařízení. Proto se pozornost výzkumných pracovníku zaměřuje k plně optickým zařízením, která by mohla splnit zmíněné požadavky. Jednou z intenzívně zkoumaných možností je využití mikroprstencových optických rezonátoru. Při výzkumu je nutné využít numerických metod, které simulují šíření optického záření v dané struktuře. K tomuto účelu existuje celá rada metod, které se liší v efektivitě výpočtu, použitých aproximacích, i možnostech použití. Cílem této práce bylo vyvinout dvě jednoduché a praktické numerické metody pro modelování šíření pulzního záření v nelineárních vlnovodných strukturách. Přítom bylo požadováno, aby, na rozdíl od obecně známé a často využívané metody konečných diferencí v časové oblasti (FD-TD), bylo možné metody snadno aplikovat při studiu nelineárních struktur založených na mikroprstencových rezonátorech. Proto vyvinuté metody používají některé aproximace, zejména aproximaci pomalu proměnné obálky. Výhodou metod je vysoká rychlost a skromné požadavky na výpočetní zdroje. Obě metody vycházejí ze zkutečnosti, že naprostá většina nelineárních struktur založených na mikroprstencových rezonátorech se skládá ze dvou základních prvku: obyčejných vlnovodu a vlnovodných vazebních clenu. První metoda řeší vázané parciální diferenciální rovnice, které popisují šíření obálky pulzu ve struktuře. Přitom je použito tzv. „up-wind“ schéma vhodné pro parciální diferenciální rovnice popisující šíření vln. Druhá metoda vychází z první; rozdíl je v popisu vazby mezi dvěma vlnovody. Pokud se v první metodě uvažuje realistická vazba rozložená na určité délce, pak druhá metoda je založena na představě vazby nacházející se v jednom místě. Díky tomu je možné integrovat příslušné rovnice a dosáhnout výrazného urychlení výpočtu. Kvazianalytický charakter druhé metody umožňuje dále snadnou klasifikaci různých typu ustálených řešení. Vzhledem k těmto vlastnostem byla druhá metoda využita k výzkumu samovolné generace optických pulzu ve strukturách skládajících se z vázaných prstencových rezonátoru. Obě metody, které byly vyvinuty během této práce, představují rychlé a fyzikálně názorné alternativy k metodě FD-TD, a tak lze očekávat, že mohou hrát důležitou roli při výzkumu nelineárních vlnovodných struktur.
|
|
| |
|
|
Analysis of transport hub with use of simulation tools
Nikolov, Daniel ; Plášek, Josef (referee) ; Okřinová, Petra (advisor)
In 2018, the City Architect's Office prepared an idea urban design competition that outlined the direction of the overall solution of Mendl Square. The winning proposal is based on an overall change in transport organisation. The intention was therefore to plan the revitalization at the same time as the planned repair of the steam pipe, which will take place from April to September 2021. And as if fate wanted it 2021 is the anniversary of 200 years since J. G. Mendel – the founder of genetics, after whom the square is named. The aim of revitalization is to minimize the unattractiveness and dysfunction of the space. In this way, significantly change the comfortable conditions of the transfer node. The aim of this thesis is to break down critical points from the point of view of pedestrian traffic and subsequently to establish effective steps leading to their optimisation. The thesis also deals with the new Smart City field and its use for the collection of experimental data that could be used to improve input data in the creation of numerical models of public spaces.
|
|
|
Comparison of two alternatives of deep excavation design
Krejzar, Vojtěch ; Miča, Lumír (referee) ; Chalmovský, Juraj (advisor)
The thesis focuses on numerical modeling of a 30 m deep excavation using the finite element method (FEM). The excavation is situated in Luzern, Switzerland. The subsoil is formed by inclined sandstone or siltstone layers; one of them tends to form a dangerous slip surface. The bachelor’s thesis compares 2 alternatives: Alternative A represents a combination of an anchored pile wall and sprayed concrete in the lower part of the excavation, Alternative B represents a full height anchored pile wall. The thesis comprises of the description of modeling, determination of material parameters and structural members’ inputs, defines calculation phases and predicts the structure deformations. The mathematical model is created using PLAXIS 2D software.
|
|
|
Static Analysis of Textile Structures
Husáriková, Natália ; Gratza, Roman (referee) ; Kytýr, Jiří (advisor)
This work deals with the design and calculation of membrane structure for shelter placed above selected ground plan. The hyperbolic paraboloid was chosen as most optimal shape. Subsequently, three different sub-studies were conducted. In the first study, influence of mesh density on a finite element calculation model was studied. Second study deal with the effect of the geometry changes of the computational model. In the third study, deformations and tensions of membrane structure in relation to material formation calculation model was studied. For the static solution of those selected variant, structural analysis software RFEM and RF-FORM-FINDING add-on module was used. Geometric nonlinear solution was applied in the calculation.
|
|
|
Numerical analysis of stability of retaining structure in cohesive soils
Fejfarová, Aneta ; Račanský, Václav (referee) ; Chalmovský, Juraj (advisor)
The bachelor thesis deals with numerical modeling of excavation using finite element method in the Plaxis 2D software. Triple-anchored retaining structure is founded in a less permeable cohesive soils. There are described loss of stability, types of the calculation and material model (Hardenig soil model used in the mathematical model) in the theoretical section of this bachelor thesis. Mathematical model of the excavation was described in the practical section of this thesis, specifically first limit state. Part of the thesis is an evaluation of the degree of stability over time, pore pressures and critical shear surfaces.
|
|
| |
|
|
Selected heat transfer phenomena in air conditioning
Vojkůvková, Petra ; Gebauer, Günter (referee) ; Šikula, Ondřej (advisor)
Numerical simulation is a scientific method used to describe characteristics of examined system by means of experiments on its mathematical model. This thesis uses this method to elucidate the processes taking place in two different systems. Firstly it deals with the design of air conditioning systems for buildings, focusing on the mixing chambers. It focuses on the formation of condensation of water vapor in mixing chambers under conditions where the final temperature of the mixture does not drop below the saturation curve. Second prepared topic falls within the field of thermodynamics applied in food production. In order to assess the sufficiency of air-cooling method examines the thermal field in the product and evaluates the application of air-cooling assembly line in practice.
|
|
|
Thermodynamic Conditions in Quenching Chamber of Low Voltage Circuit Breaker
Urban, Ferdinand ; Hüttner,, Ľudovít (referee) ; Kapička, Vratislav (referee) ; Aubrecht, Vladimír (advisor)
Práce se zabývá studiem procesů probíhajících při zhášení silnoproudého oblouku ve zhášecí komoře jističe. Je zaměřena na výpočet dynamiky tekutin a teplotního pole v okolí elektrického oblouku. V práci je dále popsán vliv vzdálenosti plechů v komoře a vliv tvarů plechů z hlediska aerodynamických podmínek uvnitř komory. Dalším cílem dosaženým touto prací je poskytnutí informací o vlivu polohy elektrického oblouku na termodynamické vlastnosti uvnitř komory. Toto je důležité, zejména pokud je oblouk do komory vtahován jinými silami, např. elektromagnetickými a během tohoto vtahovacího procesu mění svůj tvar i polohu. Za účelem co nejjednoduššího, ale zároveň co nejefektivnějšího řešení úkolu, byl vyvinut software určen speciálně pro výpočet dynamiky tekutin numerickou metodou konečných objemů (FVM). Tato metoda je, v porovnání s rozšířenější metodou konečných prvků (FEM), vhodnější pro výpočet dynamiky tekutin (CFD) zejména proto, že režie na výpočet jedné iterace jsou menší v porovnání s ostatními numerickými metodami. Další výhodou tohoto softwarového řešení je jeho modularita a rozšiřitelnost. Cely koncept softwaru je postaven na tzv. zásuvných modulech. Díky tomuto řešení můžeme využít výpočtové jádro pro další numerické analýzy, např. strukturální, elektromagnetickou apod. Jediná potřeba pro úspěšné používání těchto analýz je napsáni solveru pro konečné prvky (FEM). Jelikož je software koncipován jako multi–thread aplikace, využívá výkon současných vícejádrových procesorů naplno. Tato vlastnost se ještě více projeví, pokud se výpočet přesune z CPU na GPU. Jelikož současné grafické karty vyšších tříd mají několik desítek až stovek výpočetních jader a pracují s mnohem rychlejšími pamětmi, než CPU, je výpočetní výkon několikanásobně vyšší.
|
|
| |
guest ::
