Aktuální témata bakalářských prácí pro studijní obor Základy strojního inženýrství na ak. rok 2025 / 2026 vedených na Odboru termomechaniky a techniky prostředí.
- Témata bakalářských prací budou průběžně aktualizována a doplňována.
- V případě, že máte zájem o jiné vlastní téma z oblasti energetiky, techniky prostředí nebo termomechaniky, neváhejte nás kontaktovat.
- Pokud budete mít o některé z nabízených témat zájem, je třeba co nejdříve kontaktovat příslušného vedoucího bakalářské práce.
- Témata jsou rozdělena podle typu bakalářské práce:
Pokud se Vám nechce tématy listovat a zkoumat jedno po druhém, můžete zkusit najít vhodné téma či vedoucího s využitím AI.
Poslední aktualizace na webu proběhla 11. 9. 2025 (8:15)
(1) Rešeršní typ práce
Poloprovozní zařízení pro záchyt CO₂ v Evropě a ve světě
Pro snížení emisí CO₂ z průmyslových zdrojů se využívají různé technologie pro jeho záchyt. Některé z těchto technologií jsou dosud ve fázi laboratorního vývoje, jiné již prošly testováním v poloprovozním měřítku a některé jsou uplatňovány v průmyslové praxi. Cílem této práce je analyzovat technologie pro záchyt CO2 používané v poloprovozních zařízeních nebo v plném provozu, určit jejich základní charakteristiky (například účinnost či množství zachyceného CO₂) a popsat problémy, které se při poloprovozním testování objevují. Dalším cílem je porovnat tyto poznatky s výsledky laboratorních studií obdobných technologií a poukázat na problémy, které se v laboratorních podmínkách nevyskytují. Tato práce tak přispěje k lepšímu pochopení obtíží spojených s přenosem technologií pro záchyt CO₂ z laboratoře do poloprovozního měřítka.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Ondřej Cejpek, Ph.D.
Řízení turbulence ve větrném tunelu
Turbulence a její interakce s okolím se vyskytuje v řadě průmyslových aplikací, například ve spalovacích komorách leteckých motorů, při rozstřiku pesticidů nebo při mokrém čištění spalin v chemickém průmyslu. Vliv turbulence na sledované procesy často není zcela objasněn. Cílem této práce je provést rešerši dostupných metod generování turbulence ve větrném tunelu a navrhnout vhodné varianty pro řízenou tvorbu turbulence s intenzitou v rozmezí 1–15 %.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Ondřej Cejpek, Ph.D.
Aplikace pesticidů v moderním zemědělství: drony vs. klasické postřikovače
S rostoucími nároky na udržitelné zemědělství a minimalizaci negativních dopadů pesticidů na životní prostředí se stále více uvažuje o využití moderních technologií, například dronů, pro cílenou aplikaci pesticidních přípravků. Cílem této bakalářské práce je porovnat konvenční způsoby nanášení pesticidů pomocí postřikovačů s moderními metodami aplikace za použití dronů. Práce se zaměří zejména na posouzení spotřeby přípravků a míry úletu (odvanu) kapaliny mimo cílovou oblast. Součástí práce bude rešerše současných technologií pro aplikaci pesticidů, analýza technických omezení provozu dronů v zemědělství. Výsledkem práce bude zhodnocení potenciálu využití dronů pro účinnější a šetrnější aplikaci pesticidů ve srovnání s tradičními metodami.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Ondřej Cejpek, Ph.D.
3D tisk ve výrobě tepelných výměníků a teplosměnných povrchů
Cílem práce je provést rešerši a analýzu tepelných výměníků, které využívají jako teplosměnné plochy složité povrchy vyrobené 3D tiskem, které mají velký poměr plochy vůči objemu a tedy i velký tepelný výkon.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Lubomír Klimeš, Ph.D.
Aktuální trendy při absorpci CO2 do kapalin
Cílem práce je rešerše použivaných kapalin pro sprejovou absorpci CO2 z proudu odpadního plynu. Zaměření bude na nové kapaliny, využivající enzymi pro zrychlení reakce a na kapaliny s nízkou desorpční energii.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Milan Malý, Ph.D.
Řešiče výpočetní dynamiky tekutin využívající Lattice Boltzmannnovu metodu
Lattice Boltzmannova metoda je moderní alternativní metoda k numerickému řešení proudění tekutin. Díky své relativní jednoduchosti, škálovatelnosti a možnostem paralelizace také na grafických procesorech se stala součástí mnoha komerčních softwarů a také volně dostupných open source knihoven (OpenLB, Walberla, atd.). Díky mnoha existujících rozšiřujících modelů a modulů pro výpočet různých druhů aplikací (vícefázové proudění, porozní media, proudění s částicemi, atd.) se ovšem vybavenost jednotlivých knihoven velmi liší.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. BSc. František Prinz
Analýza částic vystupujících z inhalátoru
Cílem je zhodnotit různé vizualizační techniky měření částic vystupujících z inhalátoru z hlediska jejich rychlosti a velikosti. Tyto parametry hrají klíčovou roli při cíleném dodání léčiva do plic.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Miloslav Bělka, Ph.D.
Simulace dopadu kapky na stěnu a její interakce s povrchem
Cílem práce je provést přehled numerických a teoretických modelů popisujících dopad kapky na pevnou stěnu. Po dopadu může kapka zůstat na povrchu, odrazit se nebo se rozpadnout na menší kapičky, v závislosti na vlastnostech kapaliny, povrchu a rychlosti dopadu. Tento jev hraje klíčovou roli v různých technických aplikacích, jako je povlakování kloubních náhrad či záchyt CO₂ ve sprejových kolonách.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Miloslav Bělka, Ph.D.
Analýza transportu léčiva z inhalátoru v dýchacích cestách astmatika
Cílem práce je experimentálně nebo numericky analyzovat šíření částic léčiva z inhalátoru v dýchacích cestách pacienta s astmatem. Astma ovlivňuje geometrii a průchodnost dýchacích cest a je spojeno s odlišným dechovým režimem, což ztěžuje efektivní dodání léčiva do požadovaných oblastí plic.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Miloslav Bělka, Ph.D.
Chytrý mobil jako přístroj pro měření rychlosti proudění tekutin
Mobilní telefony dnes mají parametry, které je umožňují použít jako součást měřicích přístrojů. Obrazová velocimetrie (PIV, Particle image velocimetry) je metoda pro měření rychlostních polí s využitím světelné roviny, vnášených částic a rychlostní kamery. Právě kameru mobil může nahradit a s použitím vhodného software (freeware) lze pak získané obrazy vyhodnotit. Student provede rešerši dostupných informací k tématu a poté navrhne a využije co nejlevnější a nejdostupnější vybavení včetně mobilu pro provedení jednoduchého experimentu s měřením rychlosti proudění. Při úspěšném postupu pak výsledky porovná s daty z profesionálního zařízení. Cílem je získat jednoduchý a levný nástroj pro běžná měření rychlosti v tekutinách, pro demonstrace a výukové účely. Na projektu je možnost pokračovat v rámci diplomové práce.
Vedoucí bakalářské práce: prof. Ing. Jan Jedelský, Ph.D.
naSpreje v přírodě – inspirace pro nové technologiezev
život je podmíněn transportem látek a např. látková výměna z fyzikálního pohledu představuje pohyb pevných, kapalných či plynných látek. Předmětem práce je najít v přírodě případy, kdy se kapaliny pohybují vysokými rychlostmi s cílem jejich rozstřiku na kapky (zvýšení plochy mezifázového rozhraní). Tyto případy je třeba co nejpodrobněji popsat z pohledu mechaniky tekutin, zjistit okrajové podmínky (tvary orgánů, tlaky), reologické vlastnosti kapaliny, popsat mechanismy rozstřiku (procesů, které doprovází rozstřik kapaliny), účel těchto jevů, účinnost přeměny energie a vlastnosti spreje či aerosolu. Předmětem je najít i jiné než klasické a dosud známé způsoby tvorby spreje. Inspirace spreji v přírodě (jaké organismy používají trysky k rozstřiku) bude podrobena kritické analýze s cílem později aplikovat tyto poznatky v technické praxi při vývoji rozprašovacích trysek. Práce bude náročná na volbu vhodných rešeršních technik a rozsah získaných výsledků je nejistý. Rešerše je multidisciplinární, s přesahem do biologie, biofyziky a dalších relevantních oborů. Žádoucí je konzultace s odborníky z uvedených oblastí. Součástí je i vyhledání případných prací, které se tomuto problému již věnovaly. V případě, že bude rozsah výsledků nízký, bude zaměření rozšířeno na obdobné jevy, např. na rešerši směšování tekutin, čerpání nebo i jen proudění a další technicky zajímavé jevy z mechaniky tekutin.
Vedoucí bakalářské práce: prof. Ing. Jan Jedelský, Ph.D.
Autochladnička – šlo by ji navrhnout lépe?
v současnosti je trendem snižování energetické náročnosti spotřebičů, které může v ideálním případě vést až k provozu zcela bez potřeby zdroje energie nebo s využitím obnovitelných zdrojů. Cílem práce je provést rešerši dostupných technologií pro chlazení se zaměřením na chlazení potravin, zejména v situacích, kdy dostupné zdroje energie jsou velmi omezené (např. ve vozidle, napájení z baterie dobíjené fotovoltaikou atd.) nebo vůbec nejsou dostupné (v přírodě, v zemích třetího světa). Příkladem neefektivních spotřebičů tohoto typu je autolednička, která má velmi nízkou účinnost a omezené chladicí schopnosti.
Vedoucí bakalářské práce: prof. Ing. Jan Jedelský, Ph.D.
Termovizní kamera a termovizní dron
Termovizní kamera je užitečný pomocník k monitorování činnosti a skrytých závad různých zařízení, kuchyňských spotřebičů, zařízení pro vytápění a klimatizaci, zdrojů tepla ve vozidle, lidí a zvířat, budov a staveb, zařízení v energetice, teplárenství a průmyslu.
Vedoucí bakalářské práce: prof. Ing. Jan Jedelský, Ph.D.
Palivové soustavy malých turbínových motorů
Energetické nároky leteckých pohonů budou ještě dlouhou dobu vyžadovat zdroje s vysokou energetickou hustotou, tedy zejména turbínové pohony. Rostoucí nároky na ekologii, ekonomiku provozu i výkonové parametry vyžadují kontinuální vývoj těchto zařízení, lepší pochopení a pokročilé řízení procesů, které ovlivňují jejich funkci. Palivové soustavy malých turbínových motorů využívají různé způsoby přívodu paliva do spalovací komory, vyskytují se tak různé konstrukce palivových trysek, např. tlakové vířivé trysky (simplex/duplex), odpařovací trubice, rozstřikové kroužky nebo airblast trysky. Palivové trysky jsou velmi důležitou součástí celé soustavy, jejich správná funkce je nutností pro zajištění dostatečné účinnosti motoru a požadavky kladené na palivové trysky tak jsou velmi vysoké. Práce má za úkol provést klasifikaci používaných palivových soustav v turbínových motorech s max. tahem do 5000 N (nebo vzletovým výkonem do 600 kW) a dále se zaměřit na detailní popis jednotlivých modifikací. Jde o technickou rešerši a analýzu aplikovaných technických řešení, jejich systematické porovnání, hodnocení výhod a nedostatků, rozsahu regulačních parametrů a energetických požadavků, popis konstrukčních řešení a jednotlivých částí, rozbor a fyzikální popis jejich funkce. Úspěšná práce může pokračovat jako práce diplomová, která již je prakticky zaměřená, má plné technicko-materiální zabezpečení, zejména laboratorní vybavení, techniku a materiál pro experimenty. Je možná finanční podpora studenta z projektu. Téma má návaznost na stávající nebo podaný projekt. Práce bude řešena v rámci projektu a ve spolupráci s firmou PBS Velká Bíteš.
Vedoucí bakalářské práce: prof. Ing. Jan Jedelský, Ph.D.
Nové zdroje tepla pro pohon horkovzdušných balonů
Balonové létání je téma historické i současné. Jeho technická výbava se vyvíjí pomalými krůčky desítky let a stará a osvědčená koncepce dnes nesplňuje požadavky na komfortní, ekonomický a ekologický let. Klasické plynové hořáky by bylo možno nahradit jinými zdroji tepla. Je nutno provést rešerši možných a dostupných řešení. V návaznosti na to pak energetickou a tepelnou bilanci a zhodnotit podstatné aspekty posuzovaných řešení.
Vedoucí bakalářské práce: prof. Ing. Jan Jedelský, Ph.D.
Historie a současnost balonového hořáku
Pro balonové létání se již řadu let používají atmosferické plynové hořáky. Tyto hořáky se vyvíjí pomalými krůčky desítky let. Práce má za úkol zmapovat historii zdrojů tepla pro horkovzdušné balony a zaměřit se zejména na plynové hořáky, jejich vývoj, různé koncepce. Cílem je provést jejich klasifikaci a popsat trendy, kterými procházejí. Na a vytýčit další směr.
Vedoucí bakalářské práce: prof. Ing. Jan Jedelský, Ph.D.
Predikce termofyziologické odezvy lidského těla při nošení ochranného oděvu za pomocí indexu PHS (Predicted Heat Strain)
První část práce bude zaměřena na rešerši analytického modelu PHS (Predicted Heat Strain) a vhodnost jeho použití pro predikci termofyziologické odezvy lidského těla při nošení ochranných obleků. Druhá část práce bude věnována zpracování naměřených termofyziologických charakteristik lidského těla v ochranných oblecích a ověření poznatků získaných z realizované rešerše.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Barbora Řehák Kopečková, Ph.D.
Individualizace fyziologických modelů
V současné době jsou hojně využívány indexy tepelného stresu a matematické modely schopné predikovat fyziologické projevy lidského těla. Nejčastěji se jedná o teplotu jádra (příp. rektální teplotu), střední teplotu pokožky, intenzitu pocení či tepovou frekvenci. Díky těmto modelům a indexům lze např. predikovat riziko vystavení člověka extrémním podmínkám, definovat limitní fyziologické hodnoty či limitní dobu pro pobyt v extrémních podmínkách, či navrhovat preventivní opatření při použití ochranného oděvu. Obecným problémem predikce fyziologických modelů je fakt, že lidé jsou různí, liší se různou úrovní fyzické kondice, pohlavím, věkem, různou mírou aklimatizace apod. Fyziologické modely však byly prvotně vytvořeny pouze pro standardního průměrného člověka, což může způsobovat problém pro predikci fyziologického chování lidí, kteří do této definice nezapadají, a vést až k podhodnocení nebezpečí např. v extrémních podmínkách (hasiči, vojáci ad.). Požadavek individualizace se ale také odráží u prostředí s vysokým nárokem na kvalitu a individuální nastavení okolních podmínek, jako tomu je např. v kabinách high-end automobilů, nebo v luxusních třídách letadel. Cílem práce je provést rešeršní studii na téma individualizace fyziologických modelů. Práce by měla obsahovat informace jak o experimentálních výsledcích týkajících se rozdílných individuálních charakteristik, tak i o implementaci těchto poznatků do matematických modelů. Dále je záměrem práce vytvořit na základě rešerše databázi o rozdílných fyziologických charakteristikách (výška, váha, procento tuku ad.) pro jednotlivá pohlaví, příp. pro různé věkové kategorie ad.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Barbora Řehák Kopečková, Ph.D.
Pocení člověka, jeho fyziologie a možnosti predikce
Pocení je prakticky nejefektivnější způsob ochlazování člověka. Práce bude zaměřena na detailní popis samotného procesu pocení (jak a proč k němu dochází, jak probíhá, čím je způsobeno apod.) a také na možnosti, jak pomocí vybraných modelů lze predikovat rychlost pocení člověka při daných okolních podmínkách.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Barbora Řehák Kopečková, Ph.D.
Ochranné oděvy a jejich vliv na fyziologii člověka
V případě, že člověk musí vykonávat pracovní činnosti v prostředí s nepříznivými a nebezpečnými podmínkami, jež pro něj představují zdravotní riziko, je potřeba, aby v mnohých případech využil ochranné oděvy. Tyto oděvy na jednu stranu poskytují větší bezpečnost, ale na druhou stranu mohou zvyšovat tepelnou zátěž člověka, snižovat pohyblivost a celkový komfort. Tato práce bude zaměřena právě na studii vlivu ochranných oděvů na fyziologii člověka a na možnosti predikce termofyziologických projevů lidského těla právě při nošení ochranných oděvů.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Barbora Řehák Kopečková, Ph.D.
Udržitelné systémy chlazení z hlediska dopadů na životní prostředí
Cílem práce je provést rešerši na problematiku chlazení se zaměřením na dlouhodobou udržitelnost technologie vzhledem k dopadům na životní prostředí a klimatickou změnu
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Jan Pokorný, Ph.D.
Klimatická změna a její dopad na klima v budovách
Proveďte rešerši predikcí očekávané změny klimatu v ČR do roku 2050 a predikce změny, ke kterým bude muset dojít ve vybavení budov, aby bylo možné budovy dále užívat. Zaměřte se hlavně na nutnost chlazení a klimatizace v období vln letních veder.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Jan Fišer, Ph.D.
Přírodou inspirované struktury pro přenos tepla a jejich využití v klimatizaci
Proveďte rešerši struktur, které jsou v přírodě využívány pro přenos tepla a stabilizaci teploty (např. odpařování vody z listů, struktura termitiště, rozvod vody žilnatinou listu). Vytvořte ukázkové příklady, kdy by tato řešení mohla být použita v přenosu tepla v klimatizaci a chlazení.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Jan Fišer, Ph.D.
Magnetokalorické chlazení jako alternativa ke kompresorovým cyklům
Magnetokalorické chlazení představuje revoluční technologii bez použití skleníkových plynů. Práce se zaměří na důkladnou rešerši současného stavu vývoje této technologie ve světě – jaké materiály se používají, jaké jsou dosažené chladicí faktory (COP) a jaké jsou hlavní technické výzvy. V praktické části student vytvoří zjednodušený termodynamický model magnetokalorického cyklu (např. v MATLABu/Pythonu) a porovná jeho teoretickou účinnost s klasickým kompresorovým cyklem pro konkrétní aplikaci, například pro malou vinotéku nebo chladicí box.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. František Lízal, Ph.D.
Sezónní skladování energie: Technologická a ekonomická analýza pro Českou republiku
Student provede rešerši různých technologií pro sezónní skladování energie, se zaměřením na jejich vhodnost pro podmínky České republiky. Zvláštní pozornost bude věnována technologiím, které umožňují ukládání přebytečné energie z obnovitelných zdrojů v letních měsících pro využití v zimním období, kdy je poptávka po energii vyšší. Student zhodnotí technickou proveditelnost, ekonomickou efektivitu a environmentální dopady jednotlivých technologií.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. František Lízal, Ph.D.
Mikroplasty v ovzduší a jejich vliv na lidské zdraví
Tato bakalářská práce se zaměří na problematiku mikroplastů přítomných v ovzduší a jejich potenciální dopady na lidské zdraví. Student provede rešerši současných znalostí o výskytu, zdrojích a typech mikroplastů v ovzduší. Dále se bude věnovat studiu metod pro odběr a analýzu mikroplastů ze vzorků ovzduší a zhodnotí jejich účinnost a limity. Významnou součástí práce bude také rešerše aktuálních studií zabývajících se vlivem mikroplastů na lidské zdraví, včetně možných mechanismů toxicity a zdravotních rizik.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. František Lízal, Ph.D.
Zdravotní a environmentální rizika využívání karbonových vláken a nanovláken
Tato bakalářská práce se bude zabývat komplexním zhodnocením zdravotních a environmentálních rizik spojených s využíváním karbonových vláken. Student provede rešerši současných znalostí o potenciálních zdravotních problémech způsobených expozicí karbonovým vláknům, a to jak při jejich výrobě, tak při manipulaci s nimi a jejich likvidaci. Dále se zaměří na environmentální aspekty, jako je uvolňování mikroplastů a dalších škodlivých látek do prostředí během životního cyklu karbonových vláken. Práce bude zahrnovat analýzu současných bezpečnostních opatření a regulací a zhodnocení jejich účinnosti.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. František Lízal, Ph.D.
Nanočástice v běžném životě
S využitím přenosného přístroje pro měření nanočástic zmapuje student situace, kdy se v běžném životě setkáváme s nejvyššími koncentracemi částic. Provede zhodnocení nebezpečnosti dle dostupné literatury a navrhne opatření, která by bylo třeba provést pro snížení rizik. Dále ověří informace z médií. Například tvrzení, že vdechované částice se přes čichové nervy snadno dostávají do mozku. Je to pravda a je to nebezpečné? Jaká další zdravotní rizika mohou nanočástice představovat? Jakým způsobem se nanočástice šíří v prostředí a jak lze jejich šíření technickými prostředky bránit?
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. František Lízal, Ph.D.
Elektromobilita v České republice – možné trendy a důsledky
Analyzovat trendy nárůstu počtu elektromobilů v České republice a posoudit vliv elektromobility na ekonomiku (spotřebu elektrické energie, emise škodlivin, potřebu infrastruktury pro nabíjení, příjmy ze spotřební daně apod.).
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Pavel Charvát, Ph.D.
Bateriová úložiště pro rodinné domy
Provést literární rešerši v oblasti bateriových úložišť pro rodinné domy a modelů pro jejich simulaci. Provést simulaci bateriového úložiště v rodinném domě a posoudit jeho potenciální energetický a ekonomický přínos.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Pavel Charvát, Ph.D.
Využití solární energie pro chlazení v budovách
Provést literární rešerši způsobů využití solární energie pro chlazení budov. Provést ukázkový výpočet výkonnosti a účinnosti různých způsobů využití solární energie pro chlazení budov (solární tepelné kolektory v kombinaci s absorpčním chladicím zařízením, solární tepelné kolektory v kombinaci s ejektorovým chladicím zařízením, fotovoltaické panely v kombinaci s kompresorovým chladicím zařízením apod.).
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Pavel Charvát, Ph.D.
Sezonní skladování energie prostřednictvím zkapalněného biometanu
Provést analýzu využití zkapalněného biometanu pro sezonní skladování energie z obnovitelných zdrojů. Posoudit výhody a nevýhody skladování biometanu v kapalném skupenství oproti zásobníkům se stlačeným biometanem (např. rychlost výstavby, investiční a provozní náklady, flexibilita, bezpečnost, napojení na plynárenskou infrastrukturu). Posoudit potenciál zkapalněného biometanu pro zvětšení skladovaných zásob plynných paliv v České republice.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Pavel Charvát, Ph.D.
Vláknité částice jako forma léků pro inhalační léčbu
Je známé, že mikročástice vláknitého tvaru se mohou dostat až do hlubokých částí plic. Tento potenciál lze využít při inhalační léčbě, kdy by inhalovaný prášek mohl být tvořen právě mikrovlákny. Cílem této práce bude provést rešerši využití vláknitých aerosolů k inhalační léčbě. V praktické části budou provedeny experimenty s různými inhalátory pro práškovou formu léku a vláknitými mikročásticemi, kde bude sledována zvláště jejich deaglomerace a co nejmenší porušení v průběhu vytváření aerosolu.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Jana Kánská
(2) Návrhový (výpočetní) typ práce
3D tištěná struktura rotačního absorbéru
Rotační absorbéry, využívané pro záchyt CO2 ze spalin, jsou často tvořeny složitými a drahými strukturami. Cílem této práce je navrhnout vlastní strukturu absorbéru (například typu Gyroid, Diamond apod.) pomocí dostupného softwaru, vytisknout prototyp metodou SLA 3D tisku a následně experimentálně ověřit tlakové ztráty v laboratorních podmínkách. Výsledkem bude levnější a snadno replikovatelné řešení pro použití v praxi.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Ondřej Hájek, Ph.D.
Návrh sprejového bioreaktoru pro SPACE
Sprejové bioreaktory představují účinné řešení pro kultivaci mikroorganismů jak v podmínkách na Zemi, tak v prostředí mikrogravitace. Cílem této práce je navrhnout pracovní koncept sprejového bioreaktoru optimalizovaného pro provoz v mikrogravitaci. Hlavní důraz je kladen na vypracování funkčního návrhu fluidní části zařízení určeného ke kultivaci mikroorganismů, které mohou být využity k produkci klíčových látek ve vesmíru. Součástí práce je literární rešerše zaměřená na problematiku sprejových reaktorů, analýza vlivu mikrogravitace na fluidní dynamiku v bioreaktoru a přehled požadavků na experimenty realizované v prostředí kosmického prostoru. Na základě rešerše budou identifikovány klíčové komponenty bioreaktoru, jejichž funkčnost bude posouzena z hlediska specifických podmínek mikrogravitace a platných experimentálních omezení v podmínkách kosmického prostoru.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Ondřej Cejpek, Ph.D.
Fotovoltaický ohřev teplé užitkové vody
Cílem práce je posoudit možnosti pro fotovoltaický ohřev teplé užitkové vody v rodinném domě a provést základní návrh (technické řešení) systému pro zvolený dům či byt.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Lubomír Klimeš, Ph.D.
Solární ohřev zahradního bazénu
Cílem práce je provést srovnání dostupných systémů pro solární ohřev zahradního bazénu a provést základní návrh (technické řešení) pro zvolený bazén.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Lubomír Klimeš, Ph.D.
Chytrý větrný tunel: Řízení proudění se zpětnou vazbou v LabVIEW
Cílem práce je úprava řízení a regulace stávajícího větrného tunelu v laboratoři sprejů. Tunel bude doplněn o zařízení na měření rychlosti proudění a pomocí programu LabVIEW bude připravena zpětnovazební smyčka pro řízení frekvenčního měniče ventilátoru.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Milan Malý, Ph.D.
Návrh účinného desorbéru CO2 z kapalin
Cílem práce je návrh desorbéru CO2 z kapalin. Návrh spočívá ve výběru koncepce, výpočtu základních provozních parametrů a výběru komponent.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Milan Malý, Ph.D.
Využití umělé inteligence pro zpracování obrazových dat proudění tekutin
Při výzkumu a měření proudění tekutin se často využívá vysokorychlostní vizualizace tj. obrazový záznam s vysokým datovým tokem. Laboratoř vícefázové mechaniky tekutin na FSI vyprodukovala v posledních deseti letech značný objem kvalitních obrazových výsledků o chování různých sprejových systémů (např. vnitřní proudění v tryskách, rozstřik kapalina pod.), které poskytují velké množství informací o povaze zkoumaných jevů. Jejich extrakce ze záznamů umožní zvýšit účinnost stávajících zařízení a využít tyto jevy v nových technologiích. Cílem práce je rešerše možností zpracování těchto dat s využitím umělé inteligence. Dále pak zaměření na nejperspektivnější metody a podle schopností studenta pak i samotné Budou využití stávajících modelů strojového učení ke zpracování vybraných dat. V práci lze pokračovat v rámci diplomové práce s možností zapojit se do výzkumných projektů.
Vedoucí bakalářské práce: prof. Ing. Jan Jedelský, Ph.D.
Spreje v přírodě – inspirace pro nové technologie
život je podmíněn transportem látek a např. látková výměna z fyzikálního pohledu představuje pohyb pevných, kapalných či plynných látek. Předmětem práce je najít v přírodě případy, kdy se kapaliny pohybují vysokými rychlostmi s cílem jejich rozstřiku na kapky (zvýšení plochy mezifázového rozhraní). Tyto případy je třeba co nejpodrobněji popsat z pohledu mechaniky tekutin, zjistit okrajové podmínky (tvary orgánů, tlaky), reologické vlastnosti kapaliny, popsat mechanismy rozstřiku (procesů, které doprovází rozstřik kapaliny), účel těchto jevů, účinnost přeměny energie a vlastnosti spreje či aerosolu. Předmětem je najít i jiné než klasické a dosud známé způsoby tvorby spreje. Inspirace spreji v přírodě (jaké organismy používají trysky k rozstřiku) bude podrobena kritické analýze s cílem později aplikovat tyto poznatky v technické praxi při vývoji rozprašovacích trysek. Práce bude náročná na volbu vhodných rešeršních technik a rozsah získaných výsledků je nejistý. Rešerše je multidisciplinární, s přesahem do biologie, biofyziky a dalších relevantních oborů. Žádoucí je konzultace s odborníky z uvedených oblastí. Součástí je i vyhledání případných prací, které se tomuto problému již věnovaly. V případě, že bude rozsah výsledků nízký, bude zaměření rozšířeno na obdobné jevy, např. na rešerši směšování tekutin, čerpání nebo i jen proudění a další technicky zajímavé jevy z mechaniky tekutin.
Vedoucí bakalářské práce: prof. Ing. Jan Jedelský, Ph.D.
Autochladnička – šlo by ji navrhnout lépe?
v současnosti je trendem snižování energetické náročnosti spotřebičů, které může v ideálním případě vést až k provozu zcela bez potřeby zdroje energie nebo s využitím obnovitelných zdrojů. Cílem práce je provést rešerši dostupných technologií pro chlazení se zaměřením na chlazení potravin, zejména v situacích, kdy dostupné zdroje energie jsou velmi omezené (např. ve vozidle, napájení z baterie dobíjené fotovoltaikou atd.) nebo vůbec nejsou dostupné (v přírodě, v zemích třetího světa). Příkladem neefektivních spotřebičů tohoto typu je autolednička, která má velmi nízkou účinnost a omezené chladicí schopnosti.
Vedoucí bakalářské práce: prof. Ing. Jan Jedelský, Ph.D.
Nové zdroje tepla pro pohon horkovzdušných balonů
Balonové létání je téma historické i současné. Jeho technická výbava se vyvíjí pomalými krůčky desítky let a stará a osvědčená koncepce dnes nesplňuje požadavky na komfortní, ekonomický a ekologický let. Klasické plynové hořáky by bylo možno nahradit jinými zdroji tepla. Je nutno provést rešerši možných a dostupných řešení. V návaznosti na to pak energetickou a tepelnou bilanci a zhodnotit podstatné aspekty posuzovaných řešení.
Vedoucí bakalářské práce: prof. Ing. Jan Jedelský, Ph.D.
Chlazení obytných prostor s využitím obnovitelných zdrojů energie
Cílem práce je navrhnout chlazení obytných prostor s využitím obnovitelných zdrojů energie na základě vypočtu tepelné zátěže a simulace energetické bilance.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Ondřej Pech, Ph.D.
Návrh větrání bytu
Vybrat vhodnou větrací jednotku s rekuperací, případně i s chlazením, stanovit potřebné množství větracího vzduchu. Navrhnout trasu vzduchovodů a typ koncových prvků. Dále porovnat náklady na pořízení, montáž a servis vybraných větracích jednotek. Vypočítat roční náklady na provoz.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Ondřej Pech, Ph.D.
Analýza vývoje klimatické změny prostřednictvím klimatických databází
Cílem práce je z analyzovat veřejně dostupná data týkající se změny klimatu. Např. databáze NOAA či Copernicus a zmapovat vývoje klimatické změny v ČR a celosvětově.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Jan Pokorný, Ph.D.
Technologie Vehicle to load a její využití při akumulaci elektřiny z obnovitelných zdrojů
Proveďte rešerši současného stavu technologií Vehicle to load (V2L) a Vehicle to grid (V2G) a jejich využitelnost při akumulaci energie z obnovitelných zdrojů. Proveďte výpočtový experiment z možností zapojení takového vozidla do energetické sítě rodinného domu v kombinaci s nabíjením v zaměstnání. Propočtěte jaká je možná bilance takového využití a myšlenkovým experimentem zvažte různé scénáře využít vozidla i zapojení do sítě.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Jan Fišer, Ph.D.
Počítačové vidění pro analýzu úhlu kužele spreje z obrazových dat
Úhel sprejového kužele je významný parametr vytvářeného spreje. Jeho přímé měření v rámci experimentu je náročné a drahé. Relevantní alternativou je využít obrazových dat pro jeho určení. Cílem práce je porovnat klasické metody počítačového vidění a využití metod založených na strojovém učení a porovnat jejich výhody a nevýhody a případný přínos pro vyhodnocení stability spreje.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Pavel Strmiska
Počítačové vidění pro měření distribuce velikosti kapek spreje
Tradiční metody měření distribuce velikostí kapek spreje obvykle zanedbávají anebo špatně vyhodnocují přiliš velké nebo nesférické kapky. Fotografie s vysokým rozlišením zachycuje velikosti od jednotek mikrometrů po jednotky milimetrů a může vytvářet přijatelnou alternativu k tradičnímu měření, je však problematické vyhodnocovat větší množství dat. Cílem práce je navrhnout a realizovat postup pro zpracování dat z kamery s vysokým rozlišením pro vyhodnocení velikostní distribuce kapek.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Pavel Strmiska
(3) Experimentální typ práce
Vysokorychlostní vizualizace a analýza interakce kapky s pevnou stěnou
Dopad kapky na pevný povrch je jev závislý na rychlosti, velikosti a fyzikálních vlastnostech kapaliny. Cílem práce je zaznamenat a analyzovat interakci kapky se stěnou uvnitř rotačního absorbéru pomocí vysokorychlostní kamery. Důraz bude kladen na srovnání experimentálních záběrů s teoretickými modely a kategorizaci výsledků podle typu interakce (ulpění, rozstřik, odraz). Práce přispěje k lepšímu pochopení dynamiky kapek v technických procesech.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Ondřej Hájek, Ph.D.
Srovnání různých typů atomizérů z hlediska schopnosti nanášet nanočásticové povlaky
Nanočásticové povlaky nacházejí využití v široké škále aplikací, od vrstev zlepšujících účinnost solárních panelů až po ochranné vrstvy kloubních implantátů. Jednou z nejuniverzálnějších metod pro tvorbu těchto povlaků je sprejové nanášení. V rámci této práce bude provedena rešerše na sprejové nanášení se zaměřením na použití různých typů atomizérů. Na základě rešerše budou vybrány nejvhodnější typy atomizérů a otestovány v Laboratoři vícefázové mechaniky tekutin. Kvalita naneseného povlaku bude hodnocena pomocí elektronového mikroskopu. Cílem práce bude zhodnotit, jak výběr atomizéru může ovlivnit strukturu naneseného povlaku.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Jiří Hájek
Návrh zařízení na optimalizaci úhlu kužele trysek ve sprejových absorbérech
Správné určení plochy kapalného filmu a průtoku kapaliny po stěnách kolony může výrazně přispět k optimalizaci úhlu kužele spreje jednotlivých atomizérů, maximalizaci mezifázové plochy a minimalizaci tvorby kapalného filmu na stěnách. Tato bakalářská práce by se měla zaměřit na návrh a realizaci experimentálního zařízení, které umožní přesné měření hmotnostních toků kapaliny na stěnách kolony při různých úhlech rozstřiku a průměrech kolony. Na úvod bude provedena literární rešerše, která se zaměří na existující metody a zařízení používané pro měření hmotnostních toků kapaliny a tvorbu kapalného filmu na stěnách kolony. Následně bude navrženo experimentální zařízení, které umožní přesné měření hmotnostních toků kapaliny na stěnách kolony. Na závěr práce bude změřen vliv úhlu kužele spreje na hmotnostní tok kapaliny na stěnách pro stanovené úhly rozstřiku atomizéru.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Ondřej Cejpek, Ph.D.
Rotační atomizéry v malých leteckých motorech
Rotační atomizéry nacházejí uplatnění v mnoha různých aplikacích v průmyslu a zemědělství. Tento typ atomizéru vyniká zejména svou účinností a vysokou kvalitou atomizace. Bakalářská práce se bude zabývat speciálním typem rotačního atomizéru, používaným v malých spalovacích turbínách leteckých motorů. Cílem bakalářské práce je se seznámit s principem fungování rotačních atomizérů a vyhodnotit naměřená data z tohoto zařízení, získané optickými metodami (LDA, FDA) a vysokorychlostní vizualizací. V práci by měly být stanoveny vztahy mezi provozními parametry atomizéru a vytvořeným sprejem.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Ondřej Cejpek, Ph.D.
Výzkum sprejů v realistických podmínkách
V mnoha proceses je odpařování kapaliny z kapiček důležitým aspektem, např. při spalování kapalných paliv je zásadní, jak rychle dojde k odpaření a při absorpci CO2 kapalným sorbentem je odpařování zase značně negativní jev způsobující ztrátu sorbentu. Cílem práce je provést experimenty ve sprejové koloně pro různě velké kapky v proudu horkého vzduchu a diskutovat vliv teploty vzduchu, kapaliny a složení kapaliny na odpar a porvnat výsledky s literaturou.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Milan Malý, Ph.D.
Experimentální měření odpařování kapek v proudu horkého vzduchu
V mnoha procesech je odpařování kapaliny z kapiček důležitým aspektem, např. při spalování kapalných paliv je zásadní, jak rychle dojde k jejich odpaření a např. při absorpci CO2 kapalným sorbentem je odpařování zase značně negativní jev způsobující ztrátu sorbentu. Cílem práce je provést experimenty s vysokorychlostní kamerou a sprejovou kolonou pro různě velké kapky v proudu horkého vzduchu a diskutovat vliv teploty vzduchu, kapaliny a typ kapaliny na rychlost odparu jednotlivých kapiček a porovnat výsledky s dostupnou literaturou.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Milan Malý, Ph.D.
Ovlivňuje míra zasunutí vrtulkové sondy do proudu vzduchu měřenou hodnotu rychlosti?
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Milan Malý, Ph.D.Analýza částic vystupujících z inhalátoru
Cílem je zhodnotit různé vizualizační techniky měření částic vystupujících z inhalátoru z hlediska jejich rychlosti a velikosti. Tyto parametry hrají klíčovou roli při cíleném dodání léčiva do plic.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Miloslav Bělka, Ph.D.
Analýza transportu léčiva z inhalátoru v dýchacích cestách astmatika
Cílem práce je experimentálně nebo numericky analyzovat šíření částic léčiva z inhalátoru v dýchacích cestách pacienta s astmatem. Astma ovlivňuje geometrii a průchodnost dýchacích cest a je spojeno s odlišným dechovým režimem, což ztěžuje efektivní dodání léčiva do požadovaných oblastí plic.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Miloslav Bělka, Ph.D.
Chytrý mobil jako přístroj pro měření rychlosti proudění tekutin
Mobilní telefony dnes mají parametry, které je umožňují použít jako součást měřicích přístrojů. Obrazová velocimetrie (PIV, Particle image velocimetry) je metoda pro měření rychlostních polí s využitím světelné roviny, vnášených částic a rychlostní kamery. Právě kameru mobil může nahradit a s použitím vhodného software (freeware) lze pak získané obrazy vyhodnotit. Student provede rešerši dostupných informací k tématu a poté navrhne a využije co nejlevnější a nejdostupnější vybavení včetně mobilu pro provedení jednoduchého experimentu s měřením rychlosti proudění. Při úspěšném postupu pak výsledky porovná s daty z profesionálního zařízení. Cílem je získat jednoduchý a levný nástroj pro běžná měření rychlosti v tekutinách, pro demonstrace a výukové účely. Na projektu je možnost pokračovat v rámci diplomové práce.
Vedoucí bakalářské práce: prof. Ing. Jan Jedelský, Ph.D.
Dopplerovský anemometr – Do it yourself
Laserová dopplerovská anemometrie je pokročilá metoda pro bodové měření rychlosti proudění tekutin s využitím vnášených částic. Komerčně dostupné přístroje jsou drahé. V současnosti lze však jednotlivé komponenty pořídit velmi levně a část z nich řešit např. 3D tiskem.
Vedoucí bakalářské práce: prof. Ing. Jan Jedelský, Ph.D.
Termovizní kamera a termovizní dron
Termovizní kamera je užitečný pomocník k monitorování činnosti a skrytých závad různých zařízení, kuchyňských spotřebičů, zařízení pro vytápění a klimatizaci, zdrojů tepla ve vozidle, lidí a zvířat, budov a staveb, zařízení v energetice, teplárenství a průmyslu.
Vedoucí bakalářské práce: prof. Ing. Jan Jedelský, Ph.D.
Palivové soustavy malých turbínových motorů
Energetické nároky leteckých pohonů budou ještě dlouhou dobu vyžadovat zdroje s vysokou energetickou hustotou, tedy zejména turbínové pohony. Rostoucí nároky na ekologii, ekonomiku provozu i výkonové parametry vyžadují kontinuální vývoj těchto zařízení, lepší pochopení a pokročilé řízení procesů, které ovlivňují jejich funkci. Palivové soustavy malých turbínových motorů využívají různé způsoby přívodu paliva do spalovací komory, vyskytují se tak různé konstrukce palivových trysek, např. tlakové vířivé trysky (simplex/duplex), odpařovací trubice, rozstřikové kroužky nebo airblast trysky. Palivové trysky jsou velmi důležitou součástí celé soustavy, jejich správná funkce je nutností pro zajištění dostatečné účinnosti motoru a požadavky kladené na palivové trysky tak jsou velmi vysoké. Práce má za úkol provést klasifikaci používaných palivových soustav v turbínových motorech s max. tahem do 5000 N (nebo vzletovým výkonem do 600 kW) a dále se zaměřit na detailní popis jednotlivých modifikací. Jde o technickou rešerši a analýzu aplikovaných technických řešení, jejich systematické porovnání, hodnocení výhod a nedostatků, rozsahu regulačních parametrů a energetických požadavků, popis konstrukčních řešení a jednotlivých částí, rozbor a fyzikální popis jejich funkce. Úspěšná práce může pokračovat jako práce diplomová, která již je prakticky zaměřená, má plné technicko-materiální zabezpečení, zejména laboratorní vybavení, techniku a materiál pro experimenty. Je možná finanční podpora studenta z projektu. Téma má návaznost na stávající nebo podaný projekt. Práce bude řešena v rámci projektu a ve spolupráci s firmou PBS Velká Bíteš.
Vedoucí bakalářské práce: prof. Ing. Jan Jedelský, Ph.D.
Historie a současnost balonového hořáku
Pro balonové létání se již řadu let používají atmosferické plynové hořáky. Tyto hořáky se vyvíjí pomalými krůčky desítky let. Práce má za úkol zmapovat historii zdrojů tepla pro horkovzdušné balony a zaměřit se zejména na plynové hořáky, jejich vývoj, různé koncepce. Cílem je provést jejich klasifikaci a popsat trendy, kterými procházejí. Na a vytýčit další směr.
Vedoucí bakalářské práce: prof. Ing. Jan Jedelský, Ph.D.
Energetická účinnost mobilní klimatizace a možnosti zvýšení její účinnosti
Cílem práce bude provést měření výkonnosti a energetické účinnosti mobilní klimatizační jednotky a experimentálně prověřit možnosti zvýšení její účinnosti.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Ondřej Pech, Ph.D.
Účinnost nabíjení elektrického vozidla
V prakticky zaměřené práci proveďte jednoduché experimentální ověření účinnosti různých druhů dobíjení akumulátorů EV vozidel (pomalé AC dobíjení, dobíjení z WallBoxu, dobíjení na rychlonabíječce) a vyhodnoťte průměrné ztráty energie při jednotlivých typech nabíjení.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Jan Fišer, Ph.D.
Pasivní radiační chlazení
Jedním z moderních trendů v chlazení je tzv. "sky cooling", kde speciální povrchy vyzařují teplo do vesmíru i během dne a dosahují teploty pod okolní vzduch bez spotřeby energie. Cílem práce je rešerše moderních materiálů a struktur pro radiační chlazení. Následně student navrhne a vyrobí malý testovací panel (např. s využitím komerčně dostupných fólií nebo nátěrů). Jeho chladicí výkon experimentálně ověří v reálných podmínkách pomocí termokamery či teplotních čidel. Výsledkem by bylo zhodnocení potenciálu této technologie pro snížení tepelné zátěže budov v klimatických podmínkách ČR.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. František Lízal, Ph.D.
Mapování turbulentního úplavu za rotorem dronu pomocí termoanemometrie
Proudění generované rotorem dronu je extrémně turbulentní a jeho pochopení je klíčové pro stabilitu, hluk a účinnost letu. Cílem je experimentálně změřit a vizualizovat strukturu proudu vzduchu (tzv. "downwash") pod samostatným rotorem upevněným na testovacím stavu. Student by měřil profily střední rychlosti a zejména intenzity turbulence v různých vzdálenostech pod rotorem.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. František Lízal, Ph.D.
Analýza generování hluku a odporu na zjednodušeném modelu automobilového zrcátka
Zpětná zrcátka jsou významným zdrojem aerodynamického odporu a hluku. Cílem je prozkoumat proudění kolem zjednodušeného, 3D tištěného modelu zrcátka v aerodynamickém tunelu. Student pomocí HWA identifikuje oblasti odtržení proudu, změří intenzitu turbulence v úplavu a najde místa s největšími fluktuacemi rychlosti, které jsou primárním zdrojem aerodynamického hluku.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. František Lízal, Ph.D.
Mikroplasty v ovzduší a jejich vliv na lidské zdraví
Tato bakalářská práce se zaměří na problematiku mikroplastů přítomných v ovzduší a jejich potenciální dopady na lidské zdraví. Student provede rešerši současných znalostí o výskytu, zdrojích a typech mikroplastů v ovzduší. Dále se bude věnovat studiu metod pro odběr a analýzu mikroplastů ze vzorků ovzduší a zhodnotí jejich účinnost a limity. Významnou součástí práce bude také rešerše aktuálních studií zabývajících se vlivem mikroplastů na lidské zdraví, včetně možných mechanismů toxicity a zdravotních rizik.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. František Lízal, Ph.D.
Zdravotní a environmentální rizika využívání karbonových vláken a nanovláken
Tato bakalářská práce se bude zabývat komplexním zhodnocením zdravotních a environmentálních rizik spojených s využíváním karbonových vláken. Student provede rešerši současných znalostí o potenciálních zdravotních problémech způsobených expozicí karbonovým vláknům, a to jak při jejich výrobě, tak při manipulaci s nimi a jejich likvidaci. Dále se zaměří na environmentální aspekty, jako je uvolňování mikroplastů a dalších škodlivých látek do prostředí během životního cyklu karbonových vláken. Práce bude zahrnovat analýzu současných bezpečnostních opatření a regulací a zhodnocení jejich účinnosti.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. František Lízal, Ph.D.
Nanočástice v běžném životě
S využitím přenosného přístroje pro měření nanočástic zmapuje student situace, kdy se v běžném životě setkáváme s nejvyššími koncentracemi částic. Provede zhodnocení nebezpečnosti dle dostupné literatury a navrhne opatření, která by bylo třeba provést pro snížení rizik. Dále ověří informace z médií. Například tvrzení, že vdechované částice se přes čichové nervy snadno dostávají do mozku. Je to pravda a je to nebezpečné? Jaká další zdravotní rizika mohou nanočástice představovat? Jakým způsobem se nanočástice šíří v prostředí a jak lze jejich šíření technickými prostředky bránit?
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. František Lízal, Ph.D.
Kaskádový impaktor jako nástroj pro měření velikostí částic
Při testování inhalovatelných patří velikost inhalovaných částic mezi klíčové parametry hodnocení. Lékopis pro toto měření doporučuje využít Andersonův kaskádový impaktor nebo impaktor nové generace, při předem určených průtocích. Cílem této práce bude experimentálně ověřit, jakým způsobem menší odchylky od daných průtoků ovlivní depozici částic v impaktoru. Tato měření budou provedena na Andersonově kaskádovém impaktoru a na NGI (impaktoru nové generace). Součástí práce bude také vyladit metodiku extrakce deponovaných částic z impaktoru.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Jana Kánská
Vláknité částice jako forma léků pro inhalační léčbu
Je známé, že mikročástice vláknitého tvaru se mohou dostat až do hlubokých částí plic. Tento potenciál lze využít při inhalační léčbě, kdy by inhalovaný prášek mohl být tvořen právě mikrovlákny. Cílem této práce bude provést rešerši využití vláknitých aerosolů k inhalační léčbě. V praktické části budou provedeny experimenty s různými inhalátory pro práškovou formu léku a vláknitými mikročásticemi, kde bude sledována zvláště jejich deaglomerace a co nejmenší porušení v průběhu vytváření aerosolu.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Jana Kánská
(4) Simulační typ práce (modelování)
Modelování pohybu kapek v proudícím vzduchu
V rotačním absorbéru dochází k tvorbě malých kapek, jejichž pohyb je ovlivněn prouděním plynu a gravitací. Tato práce se zaměřuje na vytvoření fyzikálního modelu popisujícího trajektorii kapek s využitím druhého Newtonova zákona. Model bude implementován ve zvoleném programovacím jazyce (např. Python, MATLAB) a validován dostupnými experimentálními daty. Výsledky umožní přesnější predikci chování kapek v technických aplikacích.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Ondřej Hájek, Ph.D.
Meta-modelování a strojové učení pro predikci chování tepelných výměníků vyráběných 3D tiskem
Cílem práce je seznámit se s konceptem meta-modelování a strojového učení s cílem vytvořit základní meta-model (neuronovou síť) pro predikci chování tepelného výměníku vyrobeného aditivní technologií.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Lubomír Klimeš, Ph.D.
CAD modelování gyroidních struktur pro 3D tištěné výměníky tepla
Cílem práce je seznámit se s nástroji pro CAD modelování tzv. implicitních geometrií, které mají široké využití pro přenos tepla a tepelné výměníky. Součástí práce bude vytvoření CAD geometrie výměníku s gyroidní topologií pro jeho 3D tisk.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Lubomír Klimeš, Ph.D.
Model palivového systému horkovzdušného balónu
Horkovzdušné balóny použivají kalapný propan jako primární palivo. Pro účinné spalovaní tohoto paliva dochází nejprve k přeměně skupenství na plynné ve výparníku. Před samotným výparníkem obsahuje palivová soustava několik škrtících a regulačních členů, na kterých může docházet k dílčí expanzi. Cílem práce bude analyzovat tyto místa a vytvořit zjednodušený 1D model palivové soustavy hořáku.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Milan Malý, Ph.D.
Ovlivňuje míra zasunutí vrtulkové sondy do proudu vzduchu měřenou hodnotu rychlosti?
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Milan Malý, Ph.D.Analýza odporového součinitele na problému volného pádu nesférických částic
Na jablko nepadající daleko od stromu působí v atmosféře kromě gravitační síly také síla odporová. Podobně na jakoukoliv částici. Odporová síla obecně závisí na tvaru tělesa. Pohybová rovnice pro tento problém je analyticky řešitelná. Problém tkví v určení odporového koeficientu C_D pro komplikovanější tvary částic, existují různé empirické modely určující tento odporový koeficient v závislosti na tvaru a rychlosti částice. Porovnání těchto modelů na příkladu volného pádu mezi sebou pro vybrané druhy částic a validaci na datech dostupných v literatuře tak dodají informace o vhodnosti jednotlivých modelů na složitějších aplikacích jako je např. vdechování a prostup azbestových mikrometrových vláken v dýchacích cestách, které je zdravotně závadné.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. BSc. František Prinz
Numerická analýza účinnosti sušičky na ovoce
Sušení ovoce je jeden ze způsobu konzervace potravin. Na zachování vitamínů a minerálních látek v potravině hraje teplota sušení podstatnou roli. Množství a rozložení ovoce na plátech má vliv na proudění a teplotu v sušičce. Cílem práce je tento fenomén zanalyzovat.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. BSc. František Prinz
Simulace vypařování kapek Lattice Boltzmannovou metodou
Cílem práce je vytvořit přehled způsobu simulace vypařování pomocí LBM v dostupných open source softwarech a porovnat s dostupnými daty.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. BSc. František Prinz
Simulace dopadu kapky na stěnu a její interakce s povrchem
Cílem práce je provést přehled numerických a teoretických modelů popisujících dopad kapky na pevnou stěnu. Po dopadu může kapka zůstat na povrchu, odrazit se nebo se rozpadnout na menší kapičky, v závislosti na vlastnostech kapaliny, povrchu a rychlosti dopadu. Tento jev hraje klíčovou roli v různých technických aplikacích, jako je povlakování kloubních náhrad či záchyt CO₂ ve sprejových kolonách.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Miloslav Bělka, Ph.D.
Analýza transportu léčiva z inhalátoru v dýchacích cestách astmatika
Cílem práce je experimentálně nebo numericky analyzovat šíření částic léčiva z inhalátoru v dýchacích cestách pacienta s astmatem. Astma ovlivňuje geometrii a průchodnost dýchacích cest a je spojeno s odlišným dechovým režimem, což ztěžuje efektivní dodání léčiva do požadovaných oblastí plic.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Miloslav Bělka, Ph.D.
Srovnání predikčního modelu PHS (Predicted Heat Strain) a termofyziologického modelu založeném na Fialově přístupu
V současné době je velice důležité mít k dispozici modely pro predikci tepelného stresu, díky nimž je možné predikovat např. riziko vystavení člověka extrémním teplotním podmínkám, nebo přímo určit časové limity pro pobyt lidí v těchto podmínkách. Pro tyto účely byla již vyvinuta řada modelů, které se liší především svou složitostí a časovou náročností na výpočet. V rámci této bakalářské práce by mělo být provedeno porovnání dvou modelů, a to: predikčního modelu PHS, který je založen na analytickém přístupu, a termofyziologického modelu založeném na Fialově přístupu.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Barbora Řehák Kopečková, Ph.D.
Návrh kalkulátoru indexů tepelného stresu
První část práce bude zaměřena na rešerši indexů tepelného stresu a rozsah podmínek jejich využití. Druhá část práce bude věnována implementaci vybraných indexů v Matlabu/Pythonu a vytvoření aplikace/kalkulátoru, která pro zadané vstupy spočítá hodnoty jednotlivých indexů včetně jejich interpretace.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Barbora Řehák Kopečková, Ph.D.
Citlivostní analýza PHS (Predicted Heat Strain) modelu – analýza chování modelu a detekce kritických míst
Práce bude zaměřena na citlivostní analýzu modelu PHS (Predicted Heat Strain), který je obsažen v normě ISO 7933. Při bližším zkoumání model však vykazuje různé nepřesnosti z hlediska predikcí termofyziologických vlastností lidského těla. Cílem této práce bude detailní citlivostní analýza pro různé podmínky aplikovatelnosti a detekce potencionálních problémů.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Barbora Řehák Kopečková, Ph.D.
Tepelný model bazénu
Cílem práce je provést rozbor tepelné bilance bazénu, dohledat výpočtové vztahy a kriteriální rovnice, přenosů tepla a vlhkosti a aplikovat je na ukázkový případ nadzemního / zapuštěného bazénu. Porovnat vlivy různých provozních stavů např. zakrytí / nezakrytí bazénu během slunečného dne, na jeho tepelnou bilanci.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Ondřej Pech, Ph.D.
Online nástroj pro psychrometrické výpočty vlhkého vzduchu
Cílem práce je vytvořit online nástroj pro výpočet vlhkého vzduchu v Pythonu. Pro otestování nástroje budou k dispozici naměřená data z chlazení pomocí vypařování.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Jan Pokorný, Ph.D.
Srovnávací studie modelů tepelného komfortu s využitím knihovny pythermalcomfort
Cílem práce je seznámit se s knihovnou na výpočet tepelného komfortu v Pythonu viz https://cbe.berkeley.edu/research/python-package-for-thermal-comfort/. Popsat implementované modely a porovnat je mezi sebou pro vytipované scénáře.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Jan Pokorný, Ph.D.
Magnetokalorické chlazení jako alternativa ke kompresorovým cyklům
Magnetokalorické chlazení představuje revoluční technologii bez použití skleníkových plynů. Práce se zaměří na důkladnou rešerši současného stavu vývoje této technologie ve světě – jaké materiály se používají, jaké jsou dosažené chladicí faktory (COP) a jaké jsou hlavní technické výzvy. V praktické části student vytvoří zjednodušený termodynamický model magnetokalorického cyklu (např. v MATLABu/Pythonu) a porovná jeho teoretickou účinnost s klasickým kompresorovým cyklem pro konkrétní aplikaci, například pro malou vinotéku nebo chladicí box.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. František Lízal, Ph.D.
Elektromobilita v České republice – možné trendy a důsledky
Analyzovat trendy nárůstu počtu elektromobilů v České republice a posoudit vliv elektromobility na ekonomiku (spotřebu elektrické energie, emise škodlivin, potřebu infrastruktury pro nabíjení, příjmy ze spotřební daně apod.).
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Pavel Charvát, Ph.D.
Bateriová úložiště pro rodinné domy
Provést literární rešerši v oblasti bateriových úložišť pro rodinné domy a modelů pro jejich simulaci. Provést simulaci bateriového úložiště v rodinném domě a posoudit jeho potenciální energetický a ekonomický přínos.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Pavel Charvát, Ph.D.
Využití solární energie pro chlazení v budovách
Provést literární rešerši způsobů využití solární energie pro chlazení budov. Provést ukázkový výpočet výkonnosti a účinnosti různých způsobů využití solární energie pro chlazení budov (solární tepelné kolektory v kombinaci s absorpčním chladicím zařízením, solární tepelné kolektory v kombinaci s ejektorovým chladicím zařízením, fotovoltaické panely v kombinaci s kompresorovým chladicím zařízením apod.).
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Pavel Charvát, Ph.D.
Simulace celoročního provozu fotovoltaického systému
txtProvést simulaci celoročního provozu fotovoltaické elektrárny s využitím simulačního nástroje TRNSYS. Dosažené výsledky porovnat s evropským webovým nástrojem Photovoltaic Geographical Information System (PVGIS).
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Pavel Charvát, Ph.D.
Sezonní skladování energie prostřednictvím zkapalněného biometanu
Provést analýzu využití zkapalněného biometanu pro sezonní skladování energie z obnovitelných zdrojů. Posoudit výhody a nevýhody skladování biometanu v kapalném skupenství oproti zásobníkům se stlačeným biometanem (např. rychlost výstavby, investiční a provozní náklady, flexibilita, bezpečnost, napojení na plynárenskou infrastrukturu). Posoudit potenciál zkapalněného biometanu pro zvětšení skladovaných zásob plynných paliv v České republice.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Pavel Charvát, Ph.D.