BRACHNA, R. Stanovení anizotropie tepelné vodivosti polymerních chladičů pro chlazení elektroniky [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2021.
Diplomová práce se zabývá stanovením tepelné vodivosti v kompozitních polymerních chladičích, které vykazují výraznou anizotropii tepelné vodivosti. V teoretické části autor uvádí potřebný matematický aparát tenzorové analýzy a mechanismy přenosu tepla. V praktické části je popsána geometrie chladičů, která byla použita pro měření. Dále jsou uvedené podmínky a postup měření. V páté kapitole je vysvětleno řešení přímé a inverzní úlohy včetně optimalizační metody, která byla v práci použita. Inverzní úloha byla řešena pomocí softwaru Matlab a jako řešení přímé úlohy byl použit COMSOL. Student v práci narazil na problém výpočetní náročnost úlohy s podrobným 3D modelem. Tuto komplikaci elegantně vyřešil zavedením zjednodušeného 2D modelu pro účely řešení časově náročné inverzní úlohy. Přičemž přesnost zjednodušeného modelu zvýšil zavedením korekcí tak, aby se výsledky obou modelů shodovaly. Numerický model byl verifikován měřeními hliníkového chladiče se stejnou geometrií a numerickou simulací proudění vzduchu kolem chladiče na základě přirozené konvekce. Student dále provedl analýzu lomů testovaných chladičů. Na jejich základě provedl rozdělení geometrie chladiče na povrchové a vnitřní části s odlišnou orientací tepelné vodivosti. Tepelné vodivosti pro polymerní chladiče byly získány aplikací inverzní úlohy na změřená data. V závěru práce jsou porovnávány stanovené tepelné vodivosti pro různé předpoklady vazeb mezi jednotlivými částmi a směry chladičů. Všechny cíle byly dosaženy. Student je též spoluautorem článku: Importance of Melt Flow Direction during Injection Molding on Polymer Heat Sinks’ Cooling Efficiency (Q1). Práci doporučuji k obhajobě.
| Kritérium | Známka | Body | Slovní hodnocení |
|---|---|---|---|
| Splnění požadavků a cílů zadání | A | ||
| Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod | A | ||
| Vlastní přínos a originalita | A | ||
| Schopnost interpretovat dosažené výsledky a vyvozovat z nich závěry | A | ||
| Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii | A | ||
| Logické uspořádání práce a formální náležitosti | A | ||
| Grafická, stylistická úprava a pravopis | A | ||
| Práce s literaturou včetně citací | A | ||
| Samostatnost studenta při zpracování tématu | A |
Předložená diplomová práce se zabývá stanovením tepelné vodivosti anizotropních polymerních chladičů, konkrétně chladičů LED čipů pro automobilovou osvětlovací techniku. Cílem práce je navrhnout a realizovat postup stanovení rozložení tepelné vodivosti na základě již dostupných měření. Teoretická část práce obsahuje popis veškerého potřebného matematického aparátu, který je následně využit při modelování přenosu tepla. Dále autor formuluje přímou úlohu vedení tepla, která je v práci řešena pomocí metody konečných prvků, a inverzní optimalizační úlohu, která je řešena pomocí pohyblivého simplexu. K řešení jsou využívané softwary COMSOL Multiphysics a MATLAB. Následně je sestavena a vyřešena 3D úloha, jejíž řešení je však časově náročné, proto je sestavena zjednodušená 2D úloha, jejíž časová náročnost je výrazně nižší, a je tedy vhodnější pro ladění modelu ve fázi návrhu produktu. Nakonec autor ověřil a korigoval numerický model na původním hliníkovém chladiči. Ten byl následně aplikován na polymerní chladič, pro který bylo stanoveno rozložení tepelné vodivosti. V práci se vyskytuje jen velmi málo drobných překlepů či nejasností. Na str. 16 autor chybně hovoří o anizotropii tepelné vodivosti polymeru, ze kterého je chladič zhotoven, neboť anizotropie chladiče je dána až rozložením grafitu v polymeru. Na obr. 3.6 jsou v legendě grafu zaměněné popisky b, c. Autor dokázal dané téma zpracovat a splnit všechny cíle, práce obsahuje všechny náležitosti, a proto ji doporučuji k obhajobě.
| Kritérium | Známka | Body | Slovní hodnocení |
|---|---|---|---|
| Splnění požadavků a cílů zadání | A | ||
| Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod | A | ||
| Vlastní přínos a originalita | A | ||
| Schopnost interpretovat dosaž. výsledky a vyvozovat z nich závěry | A | ||
| Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii | A | ||
| Logické uspořádání práce a formální náležitosti | A | ||
| Grafická, stylistická úprava a pravopis | B | ||
| Práce s literaturou včetně citací | A |
eVSKP id 132420