ZÁLEŠÁK, M. Optimalizace návrhu solárního kolektoru využívající latentní teplo fázové přeměny [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2018.

Posudek vedoucího

Klimeš, Lubomír

Pan Martin Zálešák se ve své diplomové práci zabýval výpočtovým modelováním a optimálním návrhem solárního kolektoru, který využívá materiálu s fázovou přeměnou k akumulaci tepla a jeho následného zpětného využití v okamžiku, kdy již není sluneční záření k dispozici. Student splnil všechny body zadání práce v plném rozsahu a na vysoké úrovni. Student při vypracování práce dokázal prohloubit své teoretické znalosti z matematické analýzy, numerických metod, termomechaniky a optimalizace a následně tyto znalosti aplikoval při programování numerických a optimalizačních modelů. Hlavním přínosem práce je naprogramovaný numerický model solárního kolektoru v jazyku Python, který si student z vlastní iniciativy osvojil. Student vhodně odvodil a naprogramoval numerickou diskretizaci statického absorbéru a pohybujícího se vzduchu podél absorbéru. Následně byl model použit jako základní stavební kámen heuristického optimalizačního přístupu. Student využil tři dostupné metaheuristické řešiče, které propojil s vytvořeným modelem kolektoru. Na několika optimalizačních problémech následně demonstroval aplikovatelnost a chování modelu při jeho využití v optimálním návrhu zařízení. Optimalizační část by si v některých místech zasloužila detailnější rozbor a úpravu optimalizačních kritérií, na které z časových důvodů již nezbyl čas. Přesto však vznikla ucelená práce, kterou se student rozhodl dále rozvíjet v doktorském studiu. Vysoce oceňuji, že student pracoval samostatně, dlouhodobě a systematicky, iniciativně a pečlivě přistupoval k řešení problémů. Student pravidelně svůj postup konzultoval s vedoucím práce. Mnohá vylepšení a úpravy modelu sám navrhnul, ověřil a implementoval. Práce je pečlivě vysázená v LaTeXu, je čtivá, formulace myšlenek a uspořádání práce jsou na dobré úrovni. Student využil dostatečné množství zdrojů, přičemž mezi ně patří i odborné učebnice a vědecké časopisecké články publikované v anglickém jazyku. Dílčí výsledky v práci uvedené budou využity v konferenčním příspěvku zahraniční vědecké konference. Student prokázal schopnost samostatné práce, splnil všechny body zadání, práce obsahuje všechny náležitosti a proto ji doporučuji k obhajobě s hodnocením výborně/A.

Posudek oponenta

Mauder, Tomáš

Diplomová práce pana Bc. Martina Zálešáka s názvem Optimalizace návrhu solárního kolektoru si klade za cíl vytvořit numerický model přenosu tepla s fázovou přeměnou v programovacím jazyku Python a využit dostupných optimalizačních knihoven k optimálnímu návrhu kolektoru. Práce je členěna přehledně do šesti kapitol včetně závěru. V úvodních kapitolách jsou matematicky popsány základy přenosu tepla, problematika fázových změn, numerické odvození diferenciálních rovnic pomocí metody kontrolních objemů a numerické modelování fázové přeměny. V kapitole optimalizace jsou potom představeny tři heuristické algoritmy a výsledky spojení numerického modelu a optimalizačního algoritmu. V kapitole závěr jsou poté shrnuty nabyté poznatky a výsledky. Práce svým rozsahem spíše přesahuje obvyklou délku diplomové práce, což je vzhledem ke studovanému tématu přínosem. Práce je jak po stylistické stránce, tak po grafické stránce v pořádku s minimem překlepů a nesrovnalostí. Snad bych uvedl, že někdy používá autor značení tepelné vodivosti k a někdy lambda. Teoretická část je po matematické stránce na dobré úrovni, jak popis numerického modelu PCM tak odvození a popis proudícího vzduchu. Přínosem je rovněž to, že autor zpracoval problematiku v programovacím jazyku Python a využil pomocí optimalizačních knihoven jeho potenciál. Pomyslným zlatým hřebem potom měla být kapitola Optimalizace, která je však z celé práce nejslabším místem. Popis optimalizačních přístupů by mohl být detailnější a jednotlivé úlohy demonstrující možnosti kombinace numerického kódu a heuristické optimalizace promyšlenější. Úlohy 1 a 3 jsou tak triviální, že na jejich výpočet by stačila prostá metoda bisekce. Pokud dochází k nabíjení PCM materiálu do času 1200s což je patrné z obrázku 5.3-5.4, pak úloha 3 a 4 které počítají numerický model do času 180s nemají žádnou vypovídající hodnotu, protože nedošlo k plnému nabytí PCM a tedy nevíme, jestli lze použít uvedené metody na stabilizaci teploty. Jestliže byl zvolen krátký čas simulace kvůli náročnosti úlohy, mohl autor v případě, když používá adiabatickou okrajovou podmínku na stranách PCM zredukovat úlohu na 2D. Tím by dosáhl stejného výsledku, ale výpočet by trval signifikantně kratší dobu. Autor rovněž uvádí, že první dva optimalizační přístupy (ADE a OHČ) nelze paralelizovat, což není zcela pravda, možná to neumožňuje použitá knihovna, ale obecně se tyto optimalizační přístupy paralelně počítají. Mezi nedostatky hodnotím pořadí citací v textu, které by mělo být indexováno buď podle výskytu, nebo abecedně. V tomto případě jsou však citace seřazeny nahodile, což mírně znesnadňuje orientaci v práci. V celkovém pohledu jde o zdařilou práci, která by si zasloužila další rozvoj jak v numerické tak zejména v optimalizační části. Práce splňuje všechny cíle v ní zadané, a proto jí doporučuji k obhajobě.

eVSKP id 107232