Témata bakalářských prácí vypsaných na OFI

Na této stránce naleznete přehled nabízených témat bakalářských prací na Odboru fluidního inženýrství Viktora Kaplana pro ak. rok 2019 / 2020. Podrobnější informace o jednotlivých tématech naleznete zde.

  • Témata bakalářských prací budou průběžně aktualizována a doplňována.
  • Pokud budete mít zájem přihlásit se na některé z těchto témat, pak je důležité kontaktovat vedoucího bakalářské práce a domluvit se s ním na dalším postupu. 
  • Budete-li mít zájem zpracovat nějaké vlastní téma, které spadá do našeho oboru, pak neváhejte kontaktovat některého z akademických pracovníků, můžete se s nimi domluvit a budete mít téma bakalářské práce "šité na míru".

Poslední aktualizace na webu proběhla 17. 10. 2019 (16:00)


Konformní transformace v technických vědách

Cílem bakalářské práce bude rešeršní studie uplatnění konformních transformací v technických vědách, se zaměřením na mechaniku tekutin a vytvoření programu, který umožní na základě změn parametrů Žukovského profilu dopočítat jeho vztlakový koeficient.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Martin Dobrovolný


Systémy retence a akumulace vody a jejich aktivní využití

Rešeršní práce se bude zabývat rozborem typů retence a akumulace vody a jejich rozložení po mapě České republiky. Zhodnocení dostatečnosti a návrhu nových míst vhodných pro umístění akumulátorů a jejich síťové propojení. Následné využití v zemědělské i v průmyslové oblasti.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Simona Fialová, Ph.D.


Zavlažovací systémy a nové možnosti zavlažování

Rešeršní práce se bude zabývat rozborem typů zavlažovacích systémů a možnosti vhodné i z ekonomického hlediska použitelné zejména pro oblasti jižní Moravy s prodlužujícím se obdobím sucha ve vegetační fázi zemědělských plodin.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Simona Fialová, Ph.D.


Studie vlivu smáčivosti povrchu na chování kapaliny v rotující nádobě

Rešeršní a experimentální práce se bude zabývat vlivem vlastnosti povrchu na chování kapaliny v rotující nádobě. Experimentální část bude probíhat na laboratořích OFI VK, student se bude zabývat jak sestavením experimentální trati tak provedením experimentů a vlastnímu vyhodnocení.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Simona Fialová, Ph.D.


Využití zpracování obrazu při měření hydraulických dějů

Při sledovaní jevů týkajících se pohybu tekutin je výhodné využití metodiky zpracování obrazu pro stanovení tvaru hladiny, tvaru a pohybu víru, tvaru paprsku za dýzou a podobných jevů. Metodika zpracování obrazu umožňuje z jednotlivých snímku získaných pomocí fotoaparátu, kamery, nebo vysokorychlostní kamery stanovit tvar hladiny, tvar copu apod. Kvantifikace těchto dějů pomocí metodiky zpracování obrazu bude pro spoustu takovýchto měření jedinou možností.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Vladimír Habán, Ph.D.


Vliv prostředí na dynamické vlastnosti jednoduchých součástí

Součásti ponořené do kapaliny mění své dynamické vlastnosti. Vliv stojící kapaliny lze většinou popsat přídavnou hmotnosti a přídavným tlumením. Úkolem bakalářské práce bude experimentální prokázání tohoto jevu na jednoduché součásti. Z provedených experimentů budou stanoveny vhodné závislosti přídavných účinku tekutiny. Experimenty budou prováděny na vzduchů i na součástech ponořených v kapalině. V práci bude provedena i modální analýza pomocí komerčního softwaru „ANSYS“ v modulu „MODAL“.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Vladimír Habán, Ph.D.


Monitorování provozu strojů pomocí akustiky

Poruchy na strojích lze odhalit pomocí změny akustického projevu stroje. Úkolem bakalářské práce bude provedení literární rešerše sledování především hydraulických stojů. Dle možnosti a časové náročnosti bude i navržení experimentů a provedení jednoduchého vyhodnocení experimentu na zvoleném příkladu.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Vladimír Habán, Ph.D.


Tokem buzené vibrace

Bakalářská práce bude zaměřena na problematiku kmitání mechanických součástí, kde tyto vibrace jsou vyvolány tokem kapalného nebo plynného media. V bakalářské práci bude provedena literární rešerše a budou navrženy vhodné učební pomůcky pro demonstraci takto vyvolaného kmitání.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Vladimír Habán, Ph.D.


Proudění v tenkých spárách

V běžných turbínách i čerpadlech bývají těsnící kruhy oddělující prostory s vysokým a nízkým tlakem, mezi rotujícími a nerotujícími částmi turbíny nebo čerpala. Proudění v těchto spárách mívá významný vliv na dynamiku rotujících i nerotujících částí. Úkolem bakalářské práce bude provedení literární rešerše a na jednoduchém příkladu těsnícího kruhu demonstrovat vliv vzájemného dynamického působení mezi rotorem a statorem.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Vladimír Habán, Ph.D.


Šíření vln na hladině

Úkolem bakalářské práce bude provedení literární rešerše a realiace experimentu v laboratoři. Následovat bude porovnání experimentu vlnění na hladině s navrženým matematickým modelem.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Vladimír Habán, Ph.D.


Low specific speed pump optimization

The student learns about pump hydraulics and understands the problems in low specific speed pump. He/she will learn about optimization and be able to extract a goal, solving at least partially one of the problems of these low specific speed pumps. Finally, he/she will learn about the design on these pumps and meshing, scripting.
Vedoucí bakalářské práce: Lilian Chabannes, MSc.


Zahrádkářská čerpadla na přečerpávání dešťové vody

Na přečerpávání dešťové vody se používají různé druhy a typy čerpadel. Jedním z těchto typů jsou čerpadla poháněná vrtačkou , a to lamelová nebo vířivá čerpadla. Úkolem práce bude vypracování rešerše o zahrádkářských čerpadlech na dešťovou vodu a praktické změření charakteristik čerpadel poháněných vrtačkou.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Miloslav Haluza, CSc.


Čerpadlo v turbínovém režimu v hydraulickém okruhu

Spirální jednostupňové čerpadlo v turbínovém režimu je jedno z nejlevnějších řešení zpracování hydraulické energie, poněvadž se
jedná a sériově vyráběné klasické radiálně – axiální čerpadlo. V návaznosti na předmět Hydromechanika se bakalářská práce bude zabývat nalezením maximálního výkonu daného čerpadla v turbinovém režimu provozu na základě znalosti čerpadlových charakteristik v závislosti na průtoku (měrná energie, příkon, účinnost, disipace, kavitační deprese).

Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Miloslav Haluza, CSc.


Měření průtoků Parshallovým žlabem

Parshallův žlab je zařízení pro měření průtoku kapaliny, většinou používaný na čistírnách odpadních vod. Bakalářská práce bude zaměřena na teorii vodního skoku a na vlastním rozboru měření průtoku tímto systémem. Bude doplněna praktickým měřením v laboratoři Odboru fluidního inženýrství Victora Kaplana s vyhodnocením experimentálních zkoušek.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Miloslav Haluza, CSc.


Nouzové odstavení vírové násoskové turbíny

Násoskovou vírovou turbinu je možné odstavit v režimu optimálního výkonu, tedy v pracovním bodě turbiny, nebo při dosažení průběžných otáček, kdy stroj vypadne ze sítě, není bržděn a dosahuje nejvyšších otáček. Který z těchto režimů je rozhodující pro odstavení turbiny pomocí zavzdušňovacího ventilu bude předmětem této bakalářské práce. Bude proveden výpočet, který bude možno experimentálně ověřit.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Miloslav Haluza, CSc.


Plnění prostoru vodou za savkou turbiny za použití stavidla

Savka vodní turbiny, aby správně pracovala, musí být zcela zanořena. Mohou se vyskytnout podmínky, kdy je nutné použít stavidlo ke zvýšení spodní hladiny na odtokové části savky. Tato práce se bude věnovat výpočtům spojených s průtokem a polohou stavidla za odtokovou částí savky.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Miloslav Haluza, CSc.


Výpočet a měření součinitele přelivu

Proudění s volnou hladinou (beztlakové) je převáděno přes přeliv, který může být přetlakový, rovnotlaký a podtlakový. Výpočet průtoku je prováděn zejména při znalosti koeficientu přelivu, který je možno získat výpočtem. Výpočty budou ověřeny experimentem na malém žlabu v laboratoři Fluidního inženýrství Victora Kaplana. Předpokládaná spolupráce je i s fakultou stavební VUT v Brně. Přelivy se využívají u malých vodních elektráren ke vzdutí hladiny a vytvoření potřebného spádu na vodní turbiny. Také se využívají u jezových polí u přivaděčů k vodním elektrárnám.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Miloslav Haluza, CSc.


Termočlánek – měření změny teploty tekutin 

Měření teploty je důležitým úkonem v mnoha provozech (potravinářský, petrochemický, farmaceutický průmysl a další), kde na základě údajů z teploměru dochází k úpravám technologických procesů. Na základě měření teploty lze stanovit i rychlost proudění v potrubí. Teplota může být neměnná (ustálená), pomalu se měnící a rychle se měnící. Zejména v poslední kategorii měřicí technika značně pokulhává za požadavky – teploměry reagují mnohem pomaleji než samotný děj a jsou pro daný případ nepoužitelné. Jak se mění teplota např. při zániku kavitační bubliny? Práce je zaměřena zejména na praktickou práci s termočlánkem, který patří mezi nejrychleji reagující teploměry vůbec.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Daniel Himr, Ph.D.


Druhá (objemová) viskozita

Co může za ztráty mechanické energie při proudění tekutin? Proč jsou tyto ztráty vyšší v případě neustáleného proudění? Viskozita je uspokojivá odpověď na první otázku. Existuje celá řada normalizovaných metod, jak viskozitu experimentálně stanovit, ale při neustáleném proudění se ukazuje, že popis ztrát jen pomocí viskozity může být nedostatečný. Například při vodním rázu dochází k vyššímu tlumení tlakových pulzací, než předpovídají modely založené jen na viskozitě. Z toho důvodu byl zaveden pojem druhá viskozita (označována také jako objemová viskozita), která definuje mechanické ztráty plynoucí ze stlačování a rozpínání tekutin. Cílem práce bude provést rešerši prací o druhé viskozitě (teoretické i experimentální), popsat metody měření druhé viskozity, stanovit hodnotu druhé viskozity pro různé tekutiny, uvést závislost druhé viskozity na tlaku, teplotě, případně dalších fyzikálních veličinách, ukázat roli druhé viskozity při výpočtu proudění tekutiny.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Daniel Himr, Ph.D.


Historie využití vodní síly v lokalitě Lobodic

Rešerše historických pramenů dokládajících existenci využití vodní síly na řece Moravě v okolí Kojetína se zvláštním důrazem na vesnici Lobodice. Cílem práce je technický popis použité dobové techniky formou průvodce pro laickou veřejnou se zájmem o historické technické památky, ze kterého bude moci čerpat budoucí informační centrum elektrárny, která je v majetku obce Lobodice.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Martin Hudec


Analýza provozu soustavy vodních elektráren MVE Kníničky a MVE Komín po rekonstrukci

Rekonstrukce vodní elektrárny bývá úzce spojena s projektovou přípravou, která slibuje po dokončení vyšší účinnost, zvýšenou výrobu a spolehlivější provoz. V blízkém okolí centra Brna se nachází elektrárna, která v sobě skrývá téměř stoletou historii s novými nároky na provoz obnovitelných zdrojů energie. Po 12 letech od výměny jednoho ze soustrojí a 5 let po rekonstrukci veškerých betonových konstrukcí je ideální doba na analýzu provozu a kontrolu stanovených cílů rekonstrukce. Cílem práce je statistika hydrologických dat, jejich analýza a návrh případných změn řídícího systému.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Martin Hudec


Přestavba historické technické památky na malou vodní elektrárnu

Historie využití vodní síly sahá do doby starověku. Na území současné Evropy se jedná především o dobu středověku a novověku. Ještě zdánlivě nedávná historie posledních 150 let vykazuje hojné využívání sebemenšího decentralizovaného zdroje vodní síly. V kontrastu se stávající snahou vyššího využití obnovitelných zdrojů je účelné zmapovat dřívější lokality, které se osvědčily a navrhnout jejich nové využití s přihlédnutím k nových technologiím, aktuální legislativě a podpoře OZE. Cílem práce je popis konkrétní lokality, její historický vývoj a režim jejího provozu v současnosti. Dále návrh možných změn či opatření pro zabezpečení její budoucí funkce v rámci koncepce energetické udržitelnosti mikroregionu.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Martin Hudec


Násoska

Princip násosky je známý široké veřejnosti včetně jejího nejčastějšího použití v domácnosti. Jaké jsou však přechodové režimy při počátečním zavodnění či zavzdušnění není zcela zřejmé na první pohled. Pochopení těchto procesů vede k rozšíření použitelnosti násosky co by jednoho z nejstarších hydraulických prvků. Násoskový uzávěr, násosková turbína či násoskový aerátor jsou zařízení pracující na totožném principu. Cílem bakalářské práce je model obsahující základní rovnice hydraulické násosky při ustáleném režimu a rešerše přechodových dějů spojeným se startem nebo přerušením provozu. Dále by měla práce obsahovat návrh experimentálního modelové zařízení pro simulaci přechodových dějů včetně jeho zprovoznění a provedení prvotních měření pro ověření jeho funkce.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Martin Hudec


Nestacionární tok newtonské kapaliny trubicí kruhového průřezu

Tok newtonské kapaliny kruhovou trubicí představuje dobře popsaný a známý problém, který může být v dnešní době řešen několika různými způsoby. Řešením je chápan zisk hydraulických parametrů, jako je průtok, tlak či rychlostní profil ve zvoleném místě trubice. Zároveň tato úloha patří k nejběžnějším a k nejčastějším hydraulickým aplikacím. Základem bakalářské práce bude zmapování a ucelené studium jednotlivých přístupů v modelování nestacionárního toku kapaliny kruhovou trubicí od modelů vycházejících z obyčejných diferenciálních rovnic až po 2D CFD simulace realizované prostřednictvím komerčního softwaru.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Roman Klas, Ph.D.


Vzduchové pružiny a měchové válce

Vzduchové pružiny a měchové válce pracují s tlakem vzduchu uvnitř pryžového měchu, který vytváří axiální sílu, kterou lze následně využít ve formovacích systémech sléváren, v průmyslových závěsných systémech, v systémech odpružení, v papírenských strojích, v pohonech lisů a zvedacích stolů. Díky nízké vlastní frekvenci mohou sloužit jako náhrada ocelových pružin nebo klasických hydraulických či pneumatických válců. BP bude mít rešeršní charakter s pasáží zahrnující úvod do praktické simulace těchto zařízení. Protože jednotlivé matematicko-fyzikální modely vykazují různá zjednodušení a přiblížení se exp. hodnotám, bude nutné stanovit podmínky, pro které jsou uvedené modely platné a vyhovující.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Roman Klas, Ph.D.


Studie lamelového hydrogenerátoru

Lamelové hydrogenerátory patří mezi nejběžnější typy hydrostatických převodníků. Vyskytují se především ve dvou základních provedeních s tzv. tlakově vyváženým a nevyváženým rotorem. Z hlediska hlavní funkce hydrogenerátoru jsou podstatné hydraulické parametry v podobě objemového průtoku a pracovního tlaku, které zásadně ovlivňuje konstrukce, použitý materiál, povrchové úpravy, kinematika HG a účinnost zejména objemová. Úvodní část bakalářské práce bude rešeršní, zaměřena na popis a přehled konstrukcí lamelových HG. Navazující pasáž by se měla zabývat základními bilančními rovnicemi a charakteristikami, kinematikou chodu, tlakovými poměry, objemovými ztrátami a jednoduchou simulací chodu hydrogenerátoru. Chod hydrogenerátoru bude reprezentován vybranými provozními parametry v závislosti na čase nebo na natočení rotoru.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Roman Klas, Ph.D.


Tok newtonské kapaliny pružnou trubicí

Obvyklým příkladem pružných trubic jsou cévy a tepny v lidském těle, jejich možné náhrady, anebo systémy peristaltických čerpadel pracujících na objemovém principu. Podstatou řešeného problému pak je, jakým způsobem deformace pružné trubice ovlivňuje hydraulické parametry, a jak naopak hydraulické parametry ovlivňují deformaci trubice. Bakalářská práce bude mít v úvodní části přehledový charakter aplikačních možností uvedeného typu proudění. Na tuto část bude navazovat studie základních rovnic popisujících tok tekutiny, konstitutivních vztahů především hyperelastických materiálů a napětích ve stěně trubice. Závěrečná praktická pasáž na jednoduchém případu představí možnosti jednorozměrné simulace FSI úlohy.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Roman Klas, Ph.D.


Akustická simulace kapalin

Oběžnému kolu turbíny se ponořením do kapaliny změní vlastní frekvence vlivem přídavné hmotnosti. Tlumení, kritické frekvence, tvary kmitu či odezva na buzení jsou informace, které lze získat výpočty akustickou simulací kapalin. Podobně lze popsat i odezvu tekutinového systému na vnější buzení, kdy může v kapalině nastat nárůst tlaku působením okolních faktorů. Laděná odbočka jako nástroj na zatlumení zvolené frekvence je objekt, který lze také poměrně dobře studovat pomocí simulace akustiky. V rámci práce bude provedena rešerše současného stavu poznání a využití, dle možností bude provedena vhodná simulace či experiment podtrhující možnost aplikace v praxi.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Jan Kůrečka


Metody řešení interakce nenewtonské kapaliny s elastickou stěnou

V současné době je většina problémů inženýrské praxe řešena jako oddělená úloha. Výpočty hydraulické a strukturální části jsou prováděny samostatně a je zanedbán vliv jejich vzájemného ovlivnění. V některých případech je toto zjednodušení adekvátním způsobem řešení, ale existují i případy, ve kterých interakce tělesa s kapalinou má významný vliv na správnost výsledků. Jedním z vhodných příkladů je problematika proudění krve v cévách. Krev je heterogenní kapalina (její vlastnosti jsou ovlivněny mnoha parametry) a cévy (zejména tepny) jsou vyrobeny z materiálů, které dovolují velké elastické deformace.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Dominik Šedivý


Identifikace vírových struktur

Mohutné víry (tzv. koherentní vírové struktury) jsou zodpovědné za energetické ztráty (např. vyšší spotřeba paliva u letadel nebo automobilů), silové projevy (např. pulzace tlaku a vibrace při obtékání stožáru větrné elektrárny) nebo akustické projevy (např. pískání kolem zrcátka automobilu). Nás hlavně zajímají vírové struktury v hydraulických strojích (např. vírový cop v sací troubě Francisovy turbíny, víry na vstupu do čerpadla, vírové stezky při obtékání lopatek atd.). Cílem je nalezení efektivních metod pro vyhledávání vírových struktur a zlepšení porozumění proudění tak, abychom mohli daná zařízení optimalizovat a tyto víry potlačit.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Pavel Rudolf, Ph.D.


Metody pro potlačení karmánových vírů

Kármánovy víry vznikají v úplavu za obtékaným tělesem (např. lopatka turbíny, komín, stožáry, mostovky, atd.) , způsobují periodické změny rychlostního a tlakového pole a následně ovlivňují i dynamiku obtékaného tělesa (vznik vibrací). Z tohoto důvodu je studium Kármánových vírů, někdy označovaných jako Kármánova vírová stezka, a návrh metod pro jejich potlačení velmi důležité a má velké uplatnění ve všech systémech s proudícími tekutinami. Bakalářská práce bude mít dvě části. V první rešeršní části budou shromážděny informace týkající se vzniku, chování a metod pro výzkum Kármánových vírů a následně ilustrace některých technických objektů potýkajících se s existencí Kármánovy vírové stezky včetně popisu metod pro eliminaci vírových struktur. Ve druhé, experimentální části, bude úkolem návrh a provedení jednoduchého experimentu ukazujícího vznik Kármánovy vírové stezky a aplikaci metod pro její potlačení.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Pavel Rudolf, Ph.D.


Mikrofluidický obvod

Mikrofluidika se zabývá prouděním tekutin ve velmi malých měřítcích (mikro- a nanometry). Jde o velmi rychle se rozvíjející obor s rozsáhlým uplatněním např. v lékařství pro různé diagnostické metody (např. stanovení krevních parametrů) nebo dávkování léčiv. Výhodou je použití velmi malého množství reakčních látek a velmi malé rozměry. Problémem mikrofluidiky je existence pouze laminárního proudění, které znesnadňuje promíchávání. Proto se navrhují speciální mikrofludické mísiče. Na našem odboru v současné době budujeme laboratoř mikrofluidiky. Cílem bakalářské práce bude sestavení základního mikrofluidického okruhu z již pořízených komponent (zdroj tlaku, spojovací kanály, mísič, snímače, mikroskop) a realizace experimentu s mikrofluidickým mísičem.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Pavel Rudolf, Ph.D.


Transport léčiv pomocí mikrobublin

Aktuálně zkoumaným tématem je tzv. cílená doprava léčiv až k místu, kde by měla působit (např. nádor). Pozitivním efektem by kromě vyšší účinnosti léčby mělo být omezení vedlejších účinků. Jednou z možností je doprava léčiv za pomoci mikrobublin a jejich altivace v cíli s využitím kavitace vyvolané ultrazvukovým generátorem. Cílem bakalářské práce bude rešerše dané problematiky doplněná jednoduchými výpočty týkajícími se chování bubliny v proměnném tlakovém poli a podmínkami kolapsu bublin.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Pavel Rudolf, Ph.D.


Vznik kavitace akcelerací kapaliny

Kavitace, tj. náhlé vypaření kapaliny vlivem poklesu tlaku, lze vyvolat urychlením kapaliny až na hodnoty, při kterých lokálně klesá hodnota tlaku na tlak sytých par. Dochází k tomu při proudění v hydraulických strojích nebo v některých zařízeních s úzkými průtočnými kanály (např. ložiskové spáry, Venturiho trubice ap.). Kavitaci lze vyvolat i v klidné kapalině uzavřené v nádobě, pokud bude nádoba dostatečně akcelerována. Po vypaření následuje kondenzace doprovázená velmi rychlým kolapsem kavitačních bublin. Cílem bakalářské práce je návrh a realizace experimentu s lahví vyplněnou vodou, která bude akcelerována vnějším úderem. Vzniklá kavitační oblast a její kolaps budou vizualizovány vysokorychlostní kamerou, zrychlení a tlakové změny budou snímány akcelerometrem resp. tlakovým snímačem s vysokou vzorkovací frekvencí. Výsledky experimentu poslouží pro výzkum mechanismu poškození buněk patogenních mikroorganismů (např. buněk sinic) kolapsem kavitačních bublin.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Pavel Rudolf, Ph.D.


Experimentální metody vizualizace proudění v mechanice tekutin – Shadowgraphy, Schlieren photography a další

Nedílnou součástí experimentálního měření je i vizualizace proudění. Pokud je měřená sekce transparentní, tak v případě výskytu kavitace je plynná fáze okem rozeznatelná od fáze kapalné. Sledované turbulentní jevy jsou obvykle velmi rychlé, jinými slovy se odehrávají s vysokou frekvencí, tudíž je potřeba využít vysokorychlostní kamery a sledovaný jev zaznamenat k následnému vyhodnocení. Kvalita záznamu z vysokorychlostní kamery je pak klíčová k použitelnosti záznamu a vyhodnocovaným parametrům. Student provede rešerši daných technik použitelných pro záznam proudění s kavitací. Jedna z takových technik je takzvaná „shadowgraphy“. Další pak „Schlieren photography“. Pokud bude možnost, student se zapojí do provedeného experimentu v naší laboratoři. Práce by měla obsahovat popis metod včetně potřebného vybavení, proveditelnosti a podmínek k obdržení co nejlepšího záznamu. Popisu metod bude předcházet rešerše na téma kavitace v oboru hydraulických strojů a mechaniky tekutin. Předpokladem je hledání podkladů i v anglicky psané literatuře.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. David Štefan, Ph.D.


Zavlažovací systémy včera a dnes

Problematiku zavlažování, řeší lidstvo již od dávných dob, kdy se lidé usadili na jednom místě a začali pěstovat zemědělské plodiny. S ohledem na současný výskyt suchých období i v našem podnebném pásmu, nabývá zavlažování opět na významu. Jsou různé úrovně zavlažování od zavlažování pokojových rostlin po dobu dovolené až po zavlažování rozlehlých polí. Zavlažování má za cíl přivést dostatek vláhy k rostlinám, ale také současně jde i o úspory vody, tak aby se s ní neplýtvalo a byla maximálně využita. Pro zvolení vhodného typu zavlažování je třeba mít dostatek informací o již existujících systémech, jejich výhodách a nevýhodách. Vzhledem k tomu, že se jedná o poměrně rozsáhlou problematiku, je možné se po domluvě zaměřit na konkrétní oblast. Cílem této práce je získat informace o různých typech zavlažovacích systémů, jak v minulosti, tak v současnosti. Zjistit co vše musí zavlažovací systém obsahovat. Zjistit s čím se v současné době zavlažovací systémy potýkají, co je třeba aktuálně řešit. Případně je možné i navrhnout zavlažovací systém na nějakou konkrétní lokalitu.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Jaroslav Štigler, Ph.D.


Možné způsoby separace pevných částic z proudící kapaliny

Odstraňování částic z proudící kapaliny je problém, se kterým se velmi často setkáváme v oblasti úpraven a čistíren odpadních vod. V současné době je také velice aktuální odstraňování mikroplastů obsažených ve vodě. Důvodů proč chceme pevné částice z kapaliny separovat je mnoho. Tyto částice mohou způsobovat opotřebení navazujících hydraulických zařízení, mohou to být látky nebezpečné lidskému zdraví, může to být také situace, kdy se jedná o hydraulickou dopravu, na jejímž konci je třeba částice od kapaliny oddělit nebo to může být situace, kdy je třeba oddělit písek od vody po jeho vyprání. Na tuto práci může navazovat diplomová práce, kde by se mohlo takovéto zařízení navrhnout a modelovat pomocí CFD. Cílem této práce je seznámit se s již stávajícími způsoby separace pevných částic z proudící kapaliny. Nastudovat principy, na základě kterých jednotlivé zařízení fungují. Posoudit jejich výhody a nedostatky. Zamyslet se nad návrhem jiných metod.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Jaroslav Štigler, Ph.D.


Metody rychlého míchání v úravnách a čistírnách odpadních vod

V úpravnách či čistírnách odpadních vod se do upravované kapaliny musejí dávkovat chemikálie, které následně umožní vznik vloček z nečistot v kapalině obsažených. Toto dávkování probíhá v procesu rychlého míchání. Cílem je nadávkovat chemikálii a následně ji co nejrychleji a co nejvíce rovnoměrně rozptýlit do celého objemu proudící kapaliny. Na tomto procesu velmi záleží následující tvorba vloček a následná úprava vody. Rychlé rozmíchání dvou různých kapalin je potřebné i v jiných situacích. Na tuto práci může navazovat i diplomová návrhem rychlomísiče a jeho modelováním pomocí CFD. Provést rešerši ohledně různých typu rychlomísičů. Zjistit jejich oblast použití, výhody a nevýhody. Zamyslet se nad možnostmi návrhu nových způsobů rychlomísení.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Jaroslav Štigler, Ph.D.


Metody modální dekompozice dat

Mnoho aplikací moderní doby produkuje velké množství dat, které je třeba dále zpracovávat. Modální dekompozice se snaží soubor dat vyjádřit jako součet tzv. módů. Lze si to představit jako rozložení stavebnice na jednotlivé dílky. Z toho je pak možné zjistit mnoho užitečných faktů. Například můžeme zjistit, že některé stavebnice jsou složené ze stejných dílků (použití v oblasti identifikace tváří), nebo že některé dílky jsou významnější než ostatní (použití k identifikaci tzv. koherentních struktur v oblasti proudění nebo ke kompresi dat). Cílem bakalářské práce je podat přehled o těchto metodách, mezi něž patří např. singulární rozklad matice, diskrétní Fourierova transformace či spektrální vlastní ortogonální dekompozice. Úkolem bude i zpracování konkrétní aplikace na zvolený příklad.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Odřej Urban


Strojové učení v mechanice tekutin

Metody strojového učení, mezi které patří například genetické algoritmy nebo neuronové sítě, se v poslední době staly velice populárními a jsou stále vyvíjeny a aplikovány na celou škálu problémů. Týká se to i oblasti mechaniky tekutin, kde se používají například k modelování proudění nebo k řešení problematiky řízení proudění. Cílem bakalářské práce je provedení rešerše z této oblasti. V případě zájmu a odhodlání autora i otestování některé metody na zvoleném problému ve vhodném softwaru.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Ondřej Urban


Experimentální stanovení vlastností ferokapalin

Magnetické kapaliny reagují na vnější magnetické pole a řadí se tak mezi tzv. inteligentní materiály. Z pohledu struktury se jedná o suspenzi feromagnetických částic v nosné kapalině a podle jejich velikosti se dělí na magnetoreologické kapaliny (částice v řádu μm) nebo ferokapaliny (řádově nm). Řádový rozdíl velikosti částic způsobuje odlišnou odezvu na magnetické pole v mikroskopickém i makroskopickém měřítku, značný vliv má rovněž na koloidní stabilitu suspenze a její životnost. Využití ferokapalin se rozpíná napříč oblastmi strojírenství (např. tlumení a odvod tepla v elektro-mechanických systémech), chemie a medicíny. Zadání práce se skládá ze dvou částí. Rešeršní studie bude zaměřena na klíčové elektromagnetické a reologické vlastnosti ferokapalin, popis experimentálních metod či principů využívaných k jejich vyhodnocení a průzkum možností aplikace v různých oblastech techniky. V rámci experimentální části bude provedeno měření a vyhodnocení parametrů vzorků ferokapalin v magnetickém poli na existujícím reometru. Získané výsledky mohou sloužit jako cenný vstup pro navazující diplomovou práci.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Jan Zbavitel