|
|
Implicitly constituted fluids and their flows in complicated geometries
Janečka, Adam ; Průša, Vít (vedoucí práce) ; Grmela, Miroslav (oponent) ; Neustupa, Jiří (oponent)
V práci studujeme chování nestlačitelných nenewtonovských tekutin, jejichž vztah mezi smykovým napětím a rychlostí smyku je dán nemonotonní eso- vitou křivkou. Tyto tekutiny jsou popsány speciální třídou implicitních kon- stitutivních vztahů, které mohou být odvozeny konzistentním termodyna- mickým způsobem pomocí maximalizace produkce entropie nebo gradientní dynamiky. V druhém jmenovaném přístupu je konstitutivní vztah dán jako derivace nekonvexního disipačního potenciálu. Koncept disipačního potenciálu nám umožňuje studovat stabilitu konstitutivního vztahu a vysvětlit expe- rimentálně pozorované nespojitosti odezvy. Rovněž se zabýváme hydrody- namickou stabilitou proudění implicitně konstitutovaných tekutin. Nakonec navrhujeme numerické schéma pro simulace neustálených proudění tekutin s konkrétním nemonotónním konstitutivním vztahem. Toto schéma používáme v simulaci dvourozměrného Taylorova-Couettova proudění. Numerické vý- sledky potvrzují naše teoretická pozorování týkající se přípustných stavů proudění.
|
|
|
Thermodynamic analysis of processes in Hydrogen fuel cells.
Pavelka, Michal ; Maršík, František (vedoucí práce) ; Grmela, Miroslav (oponent) ; Sciacovelli, Adriano (oponent)
Tato práce se zabývá nerovnovážnou termodynamikou, která slouží k odvození evolučních rovnic makroskopických a mezoskopických systémů. Je například ukázán vztah mezi teorií GENERIC (General Equation for the Nonequilibrium Reversible-Irreversible Coupling) a (ne)vratností a Onsager-Casimirovy relace reciprocity jsou pak z této teorie odvozeny. Následně jsou v rámci nerovnovážné termodynamiky odvozeny modely palivových článků a příbuzných zařízení a teoretické předpovědi jsou porovnány s výsledky experimentů. V práci je také odvozeno zobecnění analýzy exergie, které přináší novou metodu pro odhalování mapy ztrát užitečné práce v zařízeních produkujících elektřinu. Tato metoda vyžaduje, aby bylo zařízení popsáno nerovnovážně termodynamickým modelem, a obecná teorie nerovnovážné termodynamiky se tak stává nedílnou součástí popisu a optimalizace zařízení produkujících energii.
|
|
|
Thermodynamic analysis of processes in Hydrogen fuel cells.
Pavelka, Michal
Tato práce se zabývá nerovnovážnou termodynamikou, která slouží k odvození evolučních rovnic makroskopických a mezoskopických systémů. Je například ukázán vztah mezi teorií GENERIC (General Equation for the Nonequilibrium Reversible-Irreversible Coupling) a (ne)vratností a Onsager-Casimirovy relace reciprocity jsou pak z této teorie odvozeny. Následně jsou v rámci nerovnovážné termodynamiky odvozeny modely palivových článků a příbuzných zařízení a teoretické předpovědi jsou porovnány s výsledky experimentů. V práci je také odvozeno zobecnění analýzy exergie, které přináší novou metodu pro odhalování mapy ztrát užitečné práce v zařízeních produkujících elektřinu. Tato metoda vyžaduje, aby bylo zařízení popsáno nerovnovážně termodynamickým modelem, a obecná teorie nerovnovážné termodynamiky se tak stává nedílnou součástí popisu a optimalizace zařízení produkujících energii.
|
|
|
Thermodynamic modeling of rolling fluid turbine
Kincl, Ondřej ; Pavelka, Michal (vedoucí práce) ; Hron, Jaroslav (oponent)
v češtině Ondřej Kincl 21 května 2020 SETUR je malá vodní turbína vynalezená Doc. Ing. Miroslavem Sedláčkem CSc. v roce 1998, která nepoužívá lopatky, vykazuje některé zvláštní vlastnosti a funguje na principu dosud nepoznaného hyd- raulického jevu. Tato diplomová práce je pokusem najít vysvětlení s využitím Navier-Stokesových rovnic. Domníváme se, že fungování turbíny lze chápat jako jev, kdy odpor prostředí otočí znaménko a tekutina tak způsobuje kladnou reakci na vlastní pohyb turbíny. Tato myšlenka je prozkoumána ve zjednoduše- ném analytickém modelu. V závěru je pak vytvořen trojrozměrný numerický model, který tuto myšlenku potvrzuje.
|
|
|
Hamiltonian and thermodynamic theory of solids and fluids
Sýkora, Martin ; Pavelka, Michal (vedoucí práce) ; Klika, Václav (oponent)
Běžný přístup k popisu mechaniky kontinua, založený na bilanci hmotnosti, hybnosti, momentu hybnosti a energie, je velice úspěšný. Bohužel však mezi ním a Hamiltonovskou mechanikou popisující kinematiku isolovaných částic není téměř žádné propojení. Oba tyto obory jsou proto značně odděleny. Nicméně existuje i jiný přístup k mechanice kontinua, jehož vratná část je založena právě na Hamiltonovské mechanice a jeho nevratná část je generována disipačním po- tenciálem. Tento přístup, nazývaný GENERIC, tak lze vnímat jako zajímavý most mezi spojitými a diskrétními systémy. V této práci GENRIC aplikujeme na mechaniku kontinua, odvodíme pohybové rovnice a porovnáme je s výsledky standardní teorie. Následně uvedeme a analyzujeme jak analytická, tak numerická řešení několika modelových příkladů.
|
|
|
Thermodynamic analysis of solid oxide cells
Vágner, Petr ; Maršík, František (vedoucí práce) ; Grmela, Miroslav (oponent) ; Pekař, Miloslav (oponent)
Termodynamická analýza článků s pevnými oxidy Petr Vágner Práce se zabývá modelováním článků s pevnými oxidy v rámci nerovnovážné ter- modynamiky. Nejprve je zformulován obecný popis evoluce směsi nabitých látek ve formalismu GENERIC pomocí parciálních hustot, hustoty hybnosti, hustoty entropie, pole elektrické indukce, magnetického pole, polarizace a magnetizace. Tato obecná formulace zahrnuje známé modely, jako jsou Landauova-Lifshitzova relaxace magnetizace, Single Relaxation Time model pro dielektrika a zobecněný Poissonův-Nernstův-Planckův model. Odvození poslední zmíněného modelu je dáno do souvislosti s druhou částí práce, ve které je zformulován nový model pro rozhraní článku s pevnými oxidy v rámci nerovnovážné termodynamiky. Numer- ické řešení evolučního modelu je využito k parametrické studii cyklické voltam- metrie rozhraní. Poslední část práce demonstruje limity Exergetické Analýzy pro zařízení s neizotermální hranici. Elektrický výkon zjednodušeného modelu vodíkového článku s pevnými oxidy je maximalizován v několika optimalizačních scénářích a je ukázáno, že minimalizace produkce entropie nutně nevede k max- imalizaci elektrického výkonu. Práce se sestává z kompilace publikovaných i...
|
|
|
Implicitly constituted fluids and their flows in complicated geometries
Janečka, Adam ; Průša, Vít (vedoucí práce) ; Grmela, Miroslav (oponent) ; Neustupa, Jiří (oponent)
V práci studujeme chování nestlačitelných nenewtonovských tekutin, jejichž vztah mezi smykovým napětím a rychlostí smyku je dán nemonotonní eso- vitou křivkou. Tyto tekutiny jsou popsány speciální třídou implicitních kon- stitutivních vztahů, které mohou být odvozeny konzistentním termodyna- mickým způsobem pomocí maximalizace produkce entropie nebo gradientní dynamiky. V druhém jmenovaném přístupu je konstitutivní vztah dán jako derivace nekonvexního disipačního potenciálu. Koncept disipačního potenciálu nám umožňuje studovat stabilitu konstitutivního vztahu a vysvětlit expe- rimentálně pozorované nespojitosti odezvy. Rovněž se zabýváme hydrody- namickou stabilitou proudění implicitně konstitutovaných tekutin. Nakonec navrhujeme numerické schéma pro simulace neustálených proudění tekutin s konkrétním nemonotónním konstitutivním vztahem. Toto schéma používáme v simulaci dvourozměrného Taylorova-Couettova proudění. Numerické vý- sledky potvrzují naše teoretická pozorování týkající se přípustných stavů proudění.
|
|
|
Thermodynamic analysis of processes in Hydrogen fuel cells.
Pavelka, Michal
Tato práce se zabývá nerovnovážnou termodynamikou, která slouží k odvození evolučních rovnic makroskopických a mezoskopických systémů. Je například ukázán vztah mezi teorií GENERIC (General Equation for the Nonequilibrium Reversible-Irreversible Coupling) a (ne)vratností a Onsager-Casimirovy relace reciprocity jsou pak z této teorie odvozeny. Následně jsou v rámci nerovnovážné termodynamiky odvozeny modely palivových článků a příbuzných zařízení a teoretické předpovědi jsou porovnány s výsledky experimentů. V práci je také odvozeno zobecnění analýzy exergie, které přináší novou metodu pro odhalování mapy ztrát užitečné práce v zařízeních produkujících elektřinu. Tato metoda vyžaduje, aby bylo zařízení popsáno nerovnovážně termodynamickým modelem, a obecná teorie nerovnovážné termodynamiky se tak stává nedílnou součástí popisu a optimalizace zařízení produkujících energii.
|
|
|
Thermodynamic analysis of processes in Hydrogen fuel cells.
Pavelka, Michal ; Maršík, František (vedoucí práce) ; Grmela, Miroslav (oponent) ; Sciacovelli, Adriano (oponent)
Tato práce se zabývá nerovnovážnou termodynamikou, která slouží k odvození evolučních rovnic makroskopických a mezoskopických systémů. Je například ukázán vztah mezi teorií GENERIC (General Equation for the Nonequilibrium Reversible-Irreversible Coupling) a (ne)vratností a Onsager-Casimirovy relace reciprocity jsou pak z této teorie odvozeny. Následně jsou v rámci nerovnovážné termodynamiky odvozeny modely palivových článků a příbuzných zařízení a teoretické předpovědi jsou porovnány s výsledky experimentů. V práci je také odvozeno zobecnění analýzy exergie, které přináší novou metodu pro odhalování mapy ztrát užitečné práce v zařízeních produkujících elektřinu. Tato metoda vyžaduje, aby bylo zařízení popsáno nerovnovážně termodynamickým modelem, a obecná teorie nerovnovážné termodynamiky se tak stává nedílnou součástí popisu a optimalizace zařízení produkujících energii.
|
host ::
RSS.