|
|
Performance and Safety Improvement of Large-Scale Hydrostatic Bearings
Michalec, Michal ; Wodtke, Michal (referee) ; Fillon, Michel (referee) ; Svoboda, Petr (advisor)
Táto dizertačná práca sa zaoberá experimentálnym a numerickým štúdiom veľkorozmerných hydrostatických ložísk. Takéto ložiská sa používajú na presné a plynulé polohovanie veľkých konštrukcií, pretože klzné plochy ložiska sú úplne oddelené externe tlakovaným mazacím filmom. Od jeho prvého oficiálneho predstavenia v roku 1852 prebehol rozsiahly výskum na zlepšenie výkonnosti. Napriek tomu sa výskumníci primárne zameriavali na hydrostatické ložiská malých rozmerov, zatiaľ čo len veľmi malá časť výskumu sa zameriavala na väčšie rozmery tohto typu ložísk. V takýchto prípadoch vznikajú úplne iné výzvy, ktoré sú spojené s vyššou energetickou náročnosťou, výrobou dielov ložísk, dopravou a montážou. Výrobné chyby, nesprávne zarovnanie ložísk alebo neoptimálna konštrukcia môžu zhoršiť výkonnosť ložiska, čo môže viesť až k jeho poruche. Cieľom tejto dizertačnej práce je predstaviť vylepšenia výkonu a bezpečnosti do rozsiahlej metodiky návrhu hydrostatických ložísk. Zlepšenie výkonu ložiska sa vykonáva pomocou numerického modelu oblasti tekutiny, ktorý je overený pomocou experimentálnych a teoretických údajov. Táto štúdia predstavuje úplne nový prístup založený na nezávislej optimalizácii viacerých geometrických parametrov hydrostatickej ložiskovej kapsy. Zlepšenie bezpečnosti sa vykonáva čisto experimentálne. Pozornosť je zameraná na nesúosovosť klzných plôch kapsy a bežca a ich vplyv na výkon ložísk. Okrem toho je skúmaná schopnosť samo-vyrovnávania podložky s použitím poddajnej podstavy. Experimentálna časť bola vykonaná pomocou testovania hydrostatického ložiska pozostávajúceho z dvoch káps s plnou diagnostikou. Ako ukazujú výsledky, navrhovaná metodika optimalizácie geometrických parametrov hydrostatického ložiska môže zlepšiť výkon ložiska až o 20 %. Skúmanie vplyvov nesúosovosti na výkonnosť ložiska ukazuje určitý rozsah, v rámci ktorého môže ložisko stále bezpečne fungovať, zatiaľ čo poddajná podpora môže tento rozsah ešte predĺžiť. Táto štúdia predstavuje originálny výskum rozširujúci poznatky o rozsiahlych hydrostatických ložiskových systémoch smerom k lepšiemu výkonu a vyššej bezpečnosti.
|
|
|
Design optimization of packed bed for thermal energy storage
Krist, Thomas ; Charvát, Pavel (referee) ; Klimeš, Lubomír (advisor)
Tato diplomová práce se zabývá tématem výměny tepla v zásobníku tepla typu ”packed bed”. Cílem je popsat přenos tepla v zásobníku tepla obsahující kamínky malých průměrů, skrz který proudí horký vzduch. Toto je modelováno v prostředí MATLAB. Na začátku je krátký úvod do problematiky zahrnující ukládání tepla a jeho možné využití. Dále je uveden krátký přehled o základech přenosu tepla, typech přenosu tepla a termofyzikální vlastnosti systému vzduch-kámen. Ve třetí kapitole je představen zásobník tepla typu ”packed bed” a rozličné modely a dané podmínky jsou vysvětleny. Další kapitola se zabývá s numerickými metodami, převážně s metodou konečných diferencí použitou v této práci. Pátá kapitola se zaměřuje na obecnou optimalizaci daného problému přenosu tepla. Populačně založený metaheuristický optimalizační algoritmus zvaný Genetický algoritmus je popsán. Sestavení modelu je ukázáno v šesté kapitole, stejně jako prezentace výsledků získaných z programu MATLAB. V poslední kapitole je pak diskutován závěr a doporučení.
|
|
|
Using Optimization's Algorithms by Designing of Structures
Fedorik, Filip ; Keršner, Zbyněk (referee) ; Haapala,, Antti (referee) ; Dický,, Jozef (referee) ; Kala, Jiří (advisor)
The application of optimization algorithms in the design of many economical and industrial problems currently represents a significant assignment. The development of high-powered computers allows an application of difficult mathematical techniques and physical phenomena to simulate real problems with sufficient accuracy. The optimization techniques used in engineering designs are mostly represented by modified mathematical programming methods with extension of their usability. The aim of the presented thesis "Using Optimization´s Algorithms by Designing of Structures" is to analyze the applicability of optimization procedures which are available in the widely used computing system ANSYS in civil and mechanical engineering practice. The numerical analyses were performed within the frame of multi-extreme, one to three dimensional optimization problems, multi-dimensional problems expressed by minimizing the weight of a truss beam and efficient design of air gap location in wooden studs from the point of view of thermal features of the structure. The analyzed optimization processes are in plurality verified with accurate manual computing and graphical solutions and the accent is put on optimization methods´ possibilities to improve robustness, efficiency and accuracy of the optimization algorithms in civil engineering problems´ designs. The optimization methods represent a suitable approach to improve the efficient design of a wide range of civil and mechanical engineering structures and elements. By combination of their advantages and FEM/FEA method it is possible to achieve very good results, although robustness of the solutions is not guaranteed. The robustness and accuracy of the procedure could be increased by competent exploration of design space and suitable selections of optimization methods´ features.
|
|
| |
|
|
Design of Digital Circuits at Transistor Level
Kešner, Filip ; Šimek, Václav (referee) ; Vašíček, Zdeněk (advisor)
This work aims to design process of integrated circuits on the transistor level, specially using evolutionary algorithm. For this purpose it is necessary to choose reasonable level of abstraction during simulation, which is used for evaluation candidate solutions by fitness function. This simulation has to be fast enough to evaluate thousands of candidate solutions within seconds. This work discusses already used techniques for transistor level circuit design and it chooses useful parts for new design of faster and more reliable automated design process, which would be able to design complex logic circuits. The thesis also discusses implementation of this system and used approach with regard to encountered problems in transistor-level circuit design and optimization by evolution.
|
|
|
Design optimization of packed bed for thermal energy storage
Krist, Thomas ; Charvát, Pavel (referee) ; Klimeš, Lubomír (advisor)
Tato diplomová práce se zabývá tématem výměny tepla v zásobníku tepla typu ”packed bed”. Cílem je popsat přenos tepla v zásobníku tepla obsahující kamínky malých průměrů, skrz který proudí horký vzduch. Toto je modelováno v prostředí MATLAB. Na začátku je krátký úvod do problematiky zahrnující ukládání tepla a jeho možné využití. Dále je uveden krátký přehled o základech přenosu tepla, typech přenosu tepla a termofyzikální vlastnosti systému vzduch-kámen. Ve třetí kapitole je představen zásobník tepla typu ”packed bed” a rozličné modely a dané podmínky jsou vysvětleny. Další kapitola se zabývá s numerickými metodami, převážně s metodou konečných diferencí použitou v této práci. Pátá kapitola se zaměřuje na obecnou optimalizaci daného problému přenosu tepla. Populačně založený metaheuristický optimalizační algoritmus zvaný Genetický algoritmus je popsán. Sestavení modelu je ukázáno v šesté kapitole, stejně jako prezentace výsledků získaných z programu MATLAB. V poslední kapitole je pak diskutován závěr a doporučení.
|
|
| |
|
|
Design of Digital Circuits at Transistor Level
Kešner, Filip ; Šimek, Václav (referee) ; Vašíček, Zdeněk (advisor)
This work aims to design process of integrated circuits on the transistor level, specially using evolutionary algorithm. For this purpose it is necessary to choose reasonable level of abstraction during simulation, which is used for evaluation candidate solutions by fitness function. This simulation has to be fast enough to evaluate thousands of candidate solutions within seconds. This work discusses already used techniques for transistor level circuit design and it chooses useful parts for new design of faster and more reliable automated design process, which would be able to design complex logic circuits. The thesis also discusses implementation of this system and used approach with regard to encountered problems in transistor-level circuit design and optimization by evolution.
|
|
|
Using Optimization's Algorithms by Designing of Structures
Fedorik, Filip ; Keršner, Zbyněk (referee) ; Haapala,, Antti (referee) ; Dický,, Jozef (referee) ; Kala, Jiří (advisor)
The application of optimization algorithms in the design of many economical and industrial problems currently represents a significant assignment. The development of high-powered computers allows an application of difficult mathematical techniques and physical phenomena to simulate real problems with sufficient accuracy. The optimization techniques used in engineering designs are mostly represented by modified mathematical programming methods with extension of their usability. The aim of the presented thesis "Using Optimization´s Algorithms by Designing of Structures" is to analyze the applicability of optimization procedures which are available in the widely used computing system ANSYS in civil and mechanical engineering practice. The numerical analyses were performed within the frame of multi-extreme, one to three dimensional optimization problems, multi-dimensional problems expressed by minimizing the weight of a truss beam and efficient design of air gap location in wooden studs from the point of view of thermal features of the structure. The analyzed optimization processes are in plurality verified with accurate manual computing and graphical solutions and the accent is put on optimization methods´ possibilities to improve robustness, efficiency and accuracy of the optimization algorithms in civil engineering problems´ designs. The optimization methods represent a suitable approach to improve the efficient design of a wide range of civil and mechanical engineering structures and elements. By combination of their advantages and FEM/FEA method it is possible to achieve very good results, although robustness of the solutions is not guaranteed. The robustness and accuracy of the procedure could be increased by competent exploration of design space and suitable selections of optimization methods´ features.
|
|
|
Design and optimization of hydrostatic pocket space
Minář, Petr ; Pavlík, Jan (referee) ; Blecha, Petr (advisor)
This diploma thesis deals with an optimization of hydrostatic slide of the large-portal gantry machine FRU (TOS Kuřim). First part of the thesis concerns with an analysis of the current practice in hydrostatic guides in the field of heavy gantry machines, an usage of alternative materials for a construction of carrying parts of machines, and possibilities of current simulation methods. Aim of the second part of this thesis is a brief clarification of the principle of mathematical optimization, and creation of general methodology of construction optimization by means of system analysis. Optimization calculations were processed by ANSYS Workbench 11.0. There is achieved adjusted and optimized design of the hydrostatic slide as the result of the thesis. Moreover, the comparison of key deformations was added. Created methodology is applicable in both an area of construction of gantry machines, and a wide spectrum of construction fields.
|
guest ::
