2010
Browse
Recent Submissions
Now showing 1 - 5 of 55
- ItemVyužití optimalizačních metod při návrhu transsonického křídla s implementací základních konstrukčně pevnostních omezení(Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství, ) Doupník, Petr; Píštěk, Antonín; Salga, Jaroslav; Pátek, ZdeněkPráce seznamuje s využitím optimalizačních metod při návrhu křídla malého dopravního letounu kategorie business-jet, se zahrnutím základních konstrukčně pevnostních omezení. Konkrétně v ní byly prozkoumány možnosti metody plochy odezvy. Byla prokázána efektivita metody plochy odezvy ve spojení s CFD metodami při aerodynamické optimalizaci. Základní pevnostní požadavky byly začleněny do optimalizace a byl tak řešen reálný multidisciplinární problém. Práce se také zabývá metodami vyhodnocení rozložení zatížení po rozpětí křídla. Disertační práce byla řešena v rámci evropského projektu CESAR 6. rámcového programu EU.
- ItemSTOCHASTIC CRACK PROPAGATION MODELLING USING THE EXTENDED FINITE ELEMENT METHOD(Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství, ) Nešpůrek, Lukáš; Knésl, Zdeněk; Novák, Drahomír; Hutař, Pavel; Anthony Nouy, PhD., HDRTato disertační práce vychází z výzkumu v rámci francouzsko-českého programu doktorátu pod dvojím vedením na pracovišti Institut français de mécanique avancée v Clermont-Ferrand a na Ústavu fyziky materiálu AV v Brně. Úvodní výzkumný úkol na brněnském pracovišti se zabýval numerickou analýzou pole napětí v okolí čela trhliny v tenké kovové fólii. Zvláštní pozornost byla zaměřena na vliv speciálního typu singularity v průsečíku čela trhliny s volným povrchem. Těžiště disertační práce spočívá v numerickém modelování a stochastické analýze problémů šíření trhlin se složitou geometrií v dvojrozměrném prostoru. Při analýze těchto problémů se dříve zřídka používaly numerické metody, a to z důvodu vysoké náročnosti na výpočtový čas. V této disertaci je ukázáno, že aplikací moderních metod numerické mechaniky a vhodných technik v analýze spolehlivosti lze tyto problémy řešit s pomocí numerických metod i na PC. Ve spolehlivostní analýze byla využita lineární aproximační metoda FORM. Pro rychlost šíření trhlin se vycházelo z Parisova-Erdoganova vztahu. Pro parametry tohoto vztahu byl použit dvourozměrný statistický model, který postihuje vysokou citlivost na korelaci obou parametrů. Mechanická odezva byla počítána rozšířenou metodou konečných prvků (XFEM), která eliminuje výpočetní náročnost a numerický šum související se změnou sítě v klasické metodě konečných prvků. Prostřednictvím přímé diferenciace bylo odvozeno několik vztahů pro derivace funkce odezvy, čímž se dosáhlo lepší numerické stability a konvergence spolehlivostní analýzy a výrazného zkrácení doby výpočtu. Problém zatížení s proměnou amplitudou byl řešen aplikací transformace zatížení metodou PREFFAS. Využití distribuce výpočtů v síti PC umožnilo další zrychlení analýzy.
- ItemVývoj a aplikace UHV zařízení pro depozice tenkých vrstev (Atomární a iontové svazkové systémy)(Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství, ) Mach, Jindřich; Šikola, Tomáš; Čech, Vladimír; Lencová, BohumilaV disertační práci je popsán vývoj dvou zařízení pro přípravu ultratenkých vrstev v UHV (ultravysoké vakuum) podmínkách. Je zde stručně popsána teorie atomárních svazků a dále pak podrobněji konstrukce uvedených zdrojů. V první části je popsána konstrukce termálního atomárního zdroje navrženého pro formování svazků atomů kyslíku nebo vodí-ku. Dále je uveden návrh a konstrukce iontově-atomárního zdroje pro depozici s asistencí iontových svazků. Zařízení kombinuje principy efuzní cely s elektronově srážkovým ionto-vým zdrojem generující ionty o energii iontů (30-100 eV). Zdroj byl uspěšně užit pro de-pozici GaN vrstev na Si(111) 7x7 za pokojové teploty.
- ItemConstruction of the Optimal Control Strategy for an Electric-Powered Train(Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství, ) Pokorný, Pavel; Čermák, Jan; Šeda, Miloš; Kuben, JaromírPředložená disertační práce se zabývá popisem charakteru optimální strategie řízení pro elektrický vlak a výpočtem přepínacích okamžiků mezi jednotlivými optimálními jízdními režimy pro standardní typy odporové funkce. S využitím Pontrjaginova principu a souvisejících nástrojů teorie optimálního řízení odvodíme optimální strategii řízení a rovnice pro výpočet přepínacích okamžiků včetně odpovídajících rychlostních profilů. Kromě základního tvaru úlohy o energeticky optimální jízdě vlaku budeme uvažovat i její modifikace zahrnující globální rychlostní omezení, sklon trati i časově-energeticky optimální řízení vlaku. Navíc uvedeme i analýzu řešení s využitím teorie nelineární parametrické optimalizace. Důraz je kladen na exaktní tvar řešení s minimálním využitím numerických metod.
- ItemEvoluční optimalizace řídicích algoritmů(Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství, ) Weisser, Roman; Ošmera, Pavel; Šeda, Miloš; Zelinka,, IvanDizertační práce se zaměřuje na evoluční optimalizaci řídicích algoritmů. V první části práce jsou popsány evoluční optimalizační metody, jejich principy a dílčí algoritmy, zejména pak ty, které se používají ve dvoufázové transplantační evoluci. Dále práce popisuje gramatickou evoluci, jejíž modifikovaný algoritmus se stal podnětem pro vytvoření transplantační evoluce. Transplantační evoluce a její dvoufázová modifikace jsou nové evoluční algoritmy navržené během řešení této práce, jenž byly použity pro optimalizaci struktury a parametrů řídicích algoritmů obecných regulátorů. Algoritmus transplantační evoluce a jeho rozšířená dvoufázová modifikace jsou podrobně popsány v následujících kapitolách. Pro zajištění minimalizace času optimalizace a nalezení řešení blížícímu se globálnímu optimu je důležité správné nastavení evolučních algoritmů. Vhodnému nastavení parametrů diferenciální evoluce se stručně věnuje kapitola meta-evoluce. V další části jsou popsány základní pojmy z oblasti regulace, vybrané metody identifikace soustav a nastavení regulátorů. Tato část také popisuje algoritmy číslicových regulátorů a některé metody používané během jejich realizace. V experimentální části jsou ukázky optimalizace řídicích algoritmů různých typů regulátorů. Optimalizované řídicí algoritmy obecných regulátorů jsou porovnány na různých soustavách s různě nastavenými PSD regulátory, jejichž nastavení bylo realizováno vybranými algebraickými metodami, nebo diferenciální evolucí. V závěru práce je uvedeno doporučení pro další vývoj v oblasti evoluční optimalizace regulátorů se zaměřením na oblast paralelních a distribuovaných výpočtů.