Témata bakalářských prácí vypsaných na OTTP

Aktuální témata bakalářských prácí pro studijní obor Základy strojního inženýrství na ak. rok 2019 / 2020 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, 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:

Poslední aktualizace na webu proběhla 25. 09. 2019


(1) Rešeršní typ práce


Tepelný management akumulátorů pro EV vozidla

Téma je zaměřeno na rešerši a popis možných technických řešení tepelného management (udržování optimální teploty) u lithiových akumulátorů pro EV vozidla v případech jízdy, dobíjení a udržování vhodné teploty při parkování. Zaměřte se blíže na rešerši řešení od Tesla, Nissan, Renault, BMW atd.

Vedoucí bakalářské práce: Ing. Ondřej Pech, Ph.D. (pech@fme.vutbr.cz)

Vliv prachových a jiných aerosolových částic na životní prostředí, zdraví člověka a změnu klimatu

Bez atmosférických aerosolových částic, které tvoří zárodečná jádra, by nebylo deště. Oteplování planety by probíhalo ještě rychleji než dnes, neboť odraz slunečního záření od částic působí proti skleníkovému efektu. V rámci práce student vyhledá a zpracuje informace o člověkem vytvářených i přírodních částicích v ovzduší, jejich zdrojích a mechanismech, kterými ovlivňují životní prostředí a zdraví člověka.

Vedoucí bakalářské práce: Ing. František Lízal, Ph.D. (lizal@fme.vutbr.cz)

Tepelně aktivované konstrukce v budovách

Cílem práce je provést rešerši tepelně aktivovaných stavebních konstrukcí a jejich použití pro vytápění a chlazení v budovách. Zhodnotit použitelnost různých řešení pro různé typy budov.

Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing.  Pavel Charvát, Ph.D. (charvat@fme.vutbr.cz)

Zpětné získávání tepla při větrání

Provést rešerši způsobů zpětného získávání tepla a technických zařízení pro jeho zajištění. Zhodnotit použitelnost různých řešení pro různé typy budov.

Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Pavel Charvát, Ph.D. (charvat@fme.vutbr.cz)

Analýza dat z proudění v modelu plic

V mechanickém modelu lidských plic byla pomocí optických metod naměřena sada dat rychlosti proudění vzduchu, student provede rešerši možností pro vyhodnocení těchto dat s neekvidistantním vzorkováním a provede jejich analýzu, vyhodnocení rychlosti a intenzity turbulence v jednotlivých fázích dechového cyklu.

Vedoucí bakalářské práce: prof. Ing. Jan Jedelský, Ph.D. (jedelsky@fme.vutbr.cz)

Rešerše a návrh komplexního mechanického modelu plic

V současnosti se často místo experimentů „in vivo“ provádí tzv. „in vitro“ výzkumy, kdy je živý organismus nahrazen umělým modelem. V tomto případě jde o náhradu lidských plic jejich funkčním mechanickým ekvivalentem. Současné modely mají omezený rozsah např. jen na několik generací větvení. Výzvou je vytvořit model celých plic s respektováním dalších aspektů, jako je teplota či vlhkost. Práce bude zaměřena na podrobnou rešerši dostupných řešení dílčích modelů, jejich geometrii, způsob výroby a funkcionalitu a způsoby řízení proudění/dýchání. Pokračováním práce bude vlastní návrh a realizace komplexního mechanického modelu plic. Zdroje jsou především v anglickém jazyce. Pro úspěšné zpracování tohoto zadání je doporučená dobrá znalost anglického jazyka a schopnost se orientovat v technické literatuře.

Vedoucí bakalářské práce: prof. Ing. Jan Jedelský, Ph.D. (jedelsky@fme.vutbr.cz)

3D tisk malých součástí – výzvy a limity

Replikace metodou 3D tisku je současným výrobním trendem. U malých výrobků, jejichž funkčnost závisí na kvalitě povrchu jsou současné metody 3D tisku často ještě nevyhovující. Cílem práce je posouzení možností současných metod 3D tisku pro výrobu rozstřikovacích trysek. Jde zejména o posouzení vlivu výrobních nepřesností a drsnosti povrchu (i typu drsnosti) na kvalitu spreje. Rešerše možností povrchových úprav pro snížení drsnosti povrchu + povlaků pro zlepšení proudění. Práce má rešeršní charakter, s literárními zdroji převážně v AJ. Dle schopností studenta může přesahovat do realizace a zkoušení.

Vedoucí bakalářské práce: prof. Ing. Jan Jedelský, Ph.D. (jedelsky@fme.vutbr.cz)

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. (jedelsky@fme.vutbr.cz)

Ekologické chlazení potravin

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 „v domácnosti“, zejména v situacích, kdy dostupné zdroje energie jsou velmi omezené (např. baterie dobíjené fotovoltaikou) nebo vůbec nejsou dostupné (v přírodě, v zemích třetího světa).

Vedoucí bakalářské práce: prof. Ing. Jan Jedelský, Ph.D. (jedelsky@fme.vutbr.cz)

Vplyv zmeny vlastností odevu na dobu expozície človeka tepelnej záťaži pomocou predikčného modelu PHS (Predictive Heat Strain)

Spracovaním tejto témy sa študent zoznámi s predikčným modelom PHS ako aj s teóriou merania tepelného a výparného odporu odevov. Obsahom práce bude rešerš modelu PHS a metód na získavanie vstupných parametrov odevov pre tento model. Následná analýza vplyvu rôznych hodnôt vstupných parametrov vlastností odevu získaných z rôznych kalkulácií na maximálnu dobu expozície človeka tepelnej záťaži.

Vedoucí bakalářské práce: Ing. Róbert Toma (Robert.Toma@vutbr.cz)

Metódy merania parametrov ochranných odevov pre použitie v predikčných modeloch tepelnej záťaže

Spracovaním tejto témy sa študent zoznámi s aktuálnymi metódami merania parametrov definujúcich vlastnosti ochranných odevov, najmä tepelného a výparného odporu. Obsahom práce bude rešerš dostupných metód, zhodnotenie plusov a mínusov týchto metód a ich vzájomné porovnanie.

Vedoucí bakalářské práce: Ing. Róbert Toma (Robert.Toma@vutbr.cz)

Reverzibilní klimatizační jednotky pro klimatizaci a vytápění automobilů s alternativními pohony

Rešerše současného stavu využití těchto jednotek pro klimatizaci osobních automobilů s alternativním pohonem.

Vedoucí bakalářské práce: Ing. Bc. Jan Fišer, Ph.D. (fiser@fme.vutbr.cz)

Technologie pro kontaktní a infračervené vytápění v kabině automobilů

Práce bude zaměřena na podrobnou rešerši kontaktních a infračervených vytápění systémů využitelných v kabině automobilů a posouzení jejich efektu na tepelný komfort člověka. Rešerše by měla poskytnout ucelený pohled do trendů vývoje těchto zařízení a jejich možné aplikace v kabinách. Pro úspěšné zpracování tohoto zadání je doporučená dobrá znalost anglického jazyka.

Vedoucí bakalářské práce: Ing. Bc. Jan Fišer, Ph.D. (fiser@fme.vutbr.cz)

Vodík vs. elektřina

Porovnání energetické náročnosti pohonů pro EV vozidla - Porovnat a kriticky zhodnotit energetickou náročnost provozu vozidla s pohonem na elektřinu a na vodík (automobil s palivovými články). Práce by navazovala na BP BOCHNÍČEK, O. Skutečná energetická náročnost plug-in hybridů a elektromobilů v závislosti na místě provozu vozidla. Brno: Vysoké učení technické v Brně, Fakulta strojního inženýrství, 2015.

Vedoucí bakalářské práce: Ing. Bc. Jan Fišer, Ph.D. (fiser@fme.vutbr.cz)

Druhy dopravy a jejich vliv na životní prostředí

Transport zboží a pohyb lidí po celé planetě je běžnou součástí našeho života. Jednotlivé druhy dopravy – silniční, kolejní, lodní, letecká apod. – však mají také stinnou stránkou v podobě produkce emisí a jejich negativní vliv na životní prostředí a člověka. Cílem práce je popis jednotlivých druhů dopravy zejména z hlediska emisí, zabývá se jejich jednotlivými složkami a popisuje důsledky na člověka a životní prostředí a pokouší se o srovnání mezi sebou na jednoduchých modelových příkladech.

Vedoucí bakalářské práce: Ing. František Prinz (Frantisek.Prinz@vutbr.cz)

Popis základních meteorologických jevů a dějů

Meteorologie je vědním oborem zabývající se fyzikou atmosférou zejména z hlediska aplikací v předpovědi počasí. Cílem práce je vysvětlit fyzikální zákonitosti v atmosféře (jako např.: barometrická formule, potenciální teplota, Coriolisova síla) a meteorologické jevy (oblaka, srážky, vítr, duha, aj.). Dále popsat jejich důsledky na průběh počasí.

Vedoucí bakalářské práce: Ing. František Prinz (Frantisek.Prinz@vutbr.cz)

Porovnání lokální depozice částic aerosolu generovaného různými medicínskými nebulizéry v modelu lidských plic

Práce bude zaměřena na porovnání lokálního usazování částic v modelu lidských plic, přičemž na rozprášení aerosolu budou použity různé nebulizační technologie. Práce bude doplněna o rešerši o dostupných medicínských nebulizérech s výhledem na směřování do budoucna.

Vedoucí bakalářské práce: Ing. Ondřej Mišík (Ondrej.Misik@vutbr.cz)

Využití čidel ekvivalentní teploty pro určení stupně obtěžování průvanem

Cílem práce je vyhodnotit možnosti použití EHT čidel (ekvivalentní homogenní teploty) pro vyhodnocení indexu DR (draught risk) tj. stupeň obtěžování průvanem. Student bude vyhodnocovat index DR dle ČSN ISO 7730 a EHT dle ČSN ISO 14505.

Vedoucí bakalářské práce: Ing. Jan Pokorný, Ph.D. (pokorny.j@fme.vutbr.cz)

Univerzální teplotní klimatický index UTCI

Úkolem je zpracovat rešerši vývoje univerzálního indexu UTCI a modelů, ze kterých vychází, dále zohlednit podmínky použití a aplikovatelnost indexu UTCI. Případně provést porovnání indexu UTCI versus běžné modely.

Vedoucí bakalářské práce: Ing. Barbora Kopečková (Barbora.Kopeckova@vutbr.cz)

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 Kopečková (Barbora.Kopeckova@vutbr.cz)

Indexy tepelného stresu a fyziologické modely 

Indexy tepelného stresu slouží k poměrně rychlému a jednoduchému vyhodnocení vlivu tepelné zátěže na člověka. V průběhu let byla vyvinuta řada indexů tepelné zátěže, přičemž každý z nich má své výhody a nevýhody a různou oblast, pro kterou je vhodné jejich použití. Stejně tak tomu je i u fyziologických modelů. Úkolem bakalářské práce je provést rešerši indexů tepelného stresu a fyziologických modelů. Jednodušší z nich poté implementovat prostřednictvím programu MATBLAB a pro dané okolní podmínky provést porovnávací studii výsledků jednotlivých indexů a modelů, a dále pak ověřit jejich podmínky aplikovatelnosti.

Vedoucí bakalářské práce: Ing. Barbora Kopečková (Barbora.Kopeckova@vutbr.cz)

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. Cílem této bakalářské práce je 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 Kopečková (Barbora.Kopeckova@vutbr.cz)

Chladicí zařízení pro nízké teploty

Technika nízkých teplot je využívána v řadě odvětví. Cílem této bakalářské práce je provést rešerši dostupných technologií, využívaných k dosažení teplot nižších jak - 70 °C, a porovnat jejich energetickou náročnost.

Vedoucí bakalářské práce: Ing. Jiří Hejčík, Ph.D.


(2) Návrhový (výpočetní) typ práce


Rankinův cyklus s vodní párou v energetice.

Cílem práce je provést rešerši používaných termodynamických cyklů s vodní párou, které jsou založeny na Rankinově cyklu. Součástí práce je i vytvoření výpočtového nástroje ve vhodném výpočtovém/programovacím prostředí (např. MATLAB, Python, C#), který umožní základní tepelnou analýzu prostého Rankinova cyklu s vodní párou.

Vedoucí bakalářské práce: Ing. Lubomír Klimeš, Ph.D. (klimes@fme.vutbr.cz)

Organický Rankinův cyklus.

Cílem práce je provést rešerši problematiky a aplikací organického Rankinova cyklu, který využívá jako pracovní látky organických látek s nízkými teplotami fázových přeměnami. Součástí práce je i vytvoření výpočtového nástroje ve vhodném výpočtovém/programovacím prostředí (např. MATLAB, Python, C#), který umožní základní tepelnou analýzu zvoleného organického Rankinova cyklu.

Vedoucí bakalářské práce: Ing. Lubomír Klimeš, Ph.D. (klimes@fme.vutbr.cz)

Výroba tepla a elektřiny pomocí paroplynového cyklu.

 

Cílem práce je provést rešerši využití paroplynového cyklu pro výrobu tepla a elektřiny, který kombinuje spalování plynného paliva v Braytonově cyklu, jehož spaliny a teplo v nich obsažené jsou dále využity v Rankinově cyklu s vodní párou. Součástí práce je i vytvoření výpočtového nástroje ve vhodném výpočtovém/programovacím prostředí (např. MATLAB, Python, C#), který umožní základní tepelnou analýzu paroplynového cyklu.

Vedoucí bakalářské práce: Ing. Lubomír Klimeš, Ph.D. (klimes@fme.vutbr.cz)

Stanovení tepelných ztrát budov

Cílem práce je seznámit se s příslušnými technickými normami, které určují postup výpočtu tepelných ztrát obytných budov. Cílem práce je i vytvoření výpočtového nástroje ve vhodném výpočtovém/programovacím prostředí (např. MATLAB, Python, C#), který umožní základní výpočet tepelných ztrát zvoleného typu budovy (např. rodinného domu).

Vedoucí bakalářské práce: Ing. Lubomír Klimeš, Ph.D. (klimes@fme.vutbr.cz)

Návrh chlazení bytu

Provést literární rešerši možností chlazení v bytech, vypočítat tepelnou zátěž bytu, porovnat náklady na pořízení, montáž a servis vybraných chladicích jednotek. Vypočítat roční náklady na provoz.

Vedoucí bakalářské práce: Ing. Ondřej Pech, Ph.D. (pech@fme.vutbr.cz)

Návrh větrání bytu

Provést literární rešerši vhodných větracích jednotek 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. (pech@fme.vutbr.cz)

Porovnání výsledků měření termoanemometrickou sondou s různým počtem žhavených drátků

Termoanemometrické sondy se běžně vyrábí s jedním, dvěma, nebo třemi žhavenými drátky. Počet žhavených drátku odpovídá počtu složek vektoru rychlosti, které jsme schopni změřit. Bakalářská práce se bude zabývat vlivem zanedbání jednotlivých složek rychlosti na celkovou rychlost. Dále bude proveden výpočet nejistot měření pro každou variantu.

Vedoucí bakalářské práce: Ing. Jan Šíp (Jan.Sip@vutbr.cz)

Pokročilá analýza dat získaných měřením sprejů pomocí fázového Dopplerovského analyzátoru

Pomocí optických metod byla naměřena sada dat rychlosti pohybu a velikosti kapek ve spreji z trysky, student provede rešerši možností pro vyhodnocení těchto dat s neekvidistantním vzorkováním a provede jejich analýzu, vyhodnocení charakteristik turbulence a provede jejich vizualizaci, zúčastní se při měření těchto sprejů a práci v laboratoři

Vedoucí bakalářské práce: prof. Ing. Jan Jedelský, Ph.D. (jedelsky@fme.vutbr.cz)

Dynamika kapek

Práce bude zaměřena na vytvoření výpočetní procedury a grafickou prezentaci pohybu částice (kapky) v tekutině. Výpočet bude vycházet z publikovaných vztahů pro výpočet sil působících na částici při jejím pohybu v tekutině. Výsledkem bude samostatný script v Matlabu, výpočet v MS Excelu nebo webová aplikace, která po zadání počátečních a okrajových podmínek vypočte kinematická data pohybu částice a graficky je bude prezentovat. Pokračování práce je možné v doplnění o výpočty odpařování kapky.

Vedoucí bakalářské práce: prof. Ing. Jan Jedelský, Ph.D. (jedelsky@fme.vutbr.cz)

Analýza obrazových dat proudění

Vysokorychlostní obrazový záznam proudění tekutin (např. vnitřní proudění v tryskách, rozstřik kapalina pod.) poskytuje 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 vytvoření či úprava stávajícího skriptu v MATLABu pro vyhodnocení vybraných aspektů proudění z obrazového záznamu pro vybraný případ.

Vedoucí bakalářské práce: prof. Ing. Jan Jedelský, Ph.D. (jedelsky@fme.vutbr.cz)

Dopravování léčiva do krevního řečiště pomocí inhalátoru

Práce zpracuje rešerši na inhalační technologie dopravující léčivý aerosol do alveolárních částí plic, a umožňujících tak léčbu systémových chorob jako jsou např. diabetes, karcinomy či jiné. Následně bude práce doplněna o měření schopnosti vybraného inhalátoru dopravit léčivo do koncových částí plic.

Vedoucí bakalářské práce: Ing. Ondřej Mišík (Ondrej.Misik@vutbr.cz)

Chladicí zařízení domácího pivovaru

Chlazení hraje v procesu výroby piva významnou roli. V případě stále oblíbenějšího domácího vaření však není na trhu kdispozici dostatek výrobníků chladu, vhodných pro tyto účely. Cílem práce je provést konstrukční návrh chladicího zařízení domácího pivovaru.

Vedoucí bakalářské práce: Ing. Jiří Hejčík, Ph.D.

Varna domácího pivovaru

Cílem práce je provést konstrukční návrh dvounádobové varny domácího pivovarus kapacitou 50 l/várka.

Vedoucí bakalářské práce: Ing. Jiří Hejčík, Ph.D.

Pneumatický dopravník sněhu

Pneumatický dopravník sněhu je použit u zařízení pro výrobu sněhu za nadnulových teplot k dopravě vyrobeného sněhu mimo zařízení, případně římo na svah. Cílem práce je provést literární rešerši konstrukcí pneumatických dopravníků a na základě této rešerše navrhnout pneumatický dopravník pro dopravu ledových vloček.

Vedoucí bakalářské práce: Ing. Jiří Hejčík, Ph.D.

Tištěný tepelný výměník

Metody 3D tisku umožňují tvorbu složitých struktur, které lze využít jako teplosměnné plochy v tepelných výměnících.Cílem práce je provést rešerši dostupných materiálů pro technologie 3D tisku, které by byly využitelné pro výrobu tepelných výměníků z oblasti větrání a klimatizace. Vybrat vhodný materiál a na základě jeho vlastností navrhnout základní geometrické parametry tepelného výměníku pro chlazení vzduchu.

 Vedoucí bakalářské práce: Ing. Jiří Hejčík, Ph.D.

(3) Experimentální typ práce


Návrh systému pro regulaci klimatizace v místnosti

Práce bude zaměřena na vytvoření kompaktního systému na platformě Arduino, pro měření teploty a vlhkosti včetně zobrazovací jednotky a výstupem pro komunikaci se stávající řídicí jednotkou klimatizace.

Vedoucí bakalářské práce: Ing. Ondřej Pech, Ph.D. (pech@fme.vutbr.cz)

Vytvoření programu pro ovládání traverzovacího systému v softwaru Labview

Práce bude zaměřena na vytvoření programu pro nastavení a ovládání traverzovacího systému.

Vedoucí bakalářské práce: Ing. Ondřej Pech, Ph.D. (pech@fme.vutbr.cz)

Vizualizace proudění vláken v trubici při simulovaném dýchání

Student s pomocí vedoucího připraví experiment, při němž budou vypouštěna vlákna z vaty určené pro foukané izolace do trubice o rozměrech průdušnice. Trubice bude připojena k simulátoru dýchání. S využitím rychlokamery a speciálního zdroje světla budou vytvořeny záznamy, z nichž budou vyhodnoceny úhly natočení vlákna pro různé vstupní podmínky. Práce navazuje na předchozí bakalářskou práci, inovace spočívá ve změně dýchání z konstantního průtoku na cyklický nádech (případně výdech). Výzvou je zajištění konstantní dodávky vláken pro vizualizaci při proměnném průtoku měřenou trubicí.

Vedoucí bakalářské práce: Ing. František Lízal, Ph.D. (lizal@fme.vutbr.cz)

Měření rozviřování prachových částic v kabině automobilu

Šíření a rozviřování částic aerosolu v kabinách vozidel závisí na mnoha parametrech, např. na způsobu větrání, teplotě vzduchu, koncentraci částic, počtu pasažérů a jejich rozmístění, materiálu sedaček atd. Student nejprve provede rešerší zjištění současného stavu poznání a pak připraví měření změn koncentrace částic v kabině automobilu při různých podmínkách.

Vedoucí bakalářské práce: Ing. František Lízal, Ph.D. (lizal@fme.vutbr.cz)

Možnosti generování aerosolových částic pomocí reproduktorů a ultrazvuku

Rozptýlení práškového aerosolu na jednotlivé částice je náročný úkol, který se v současnosti řeší nákupem drahých přístrojů (např. fluidized bed, nebo small scale powder disperser). Úkolem studenta bude prostudovat dostupnou literaturu na téma použití reproduktorů a ultrazvuku pro rozptyl částic, a sestavit experimentální dispergátor (rozptylovač) částic s pomocí reproduktoru nebo ultrazvukového generátoru.

Vedoucí bakalářské práce: Ing. František Lízal, Ph.D. (lizal@fme.vutbr.cz)

Měření turbulence za drátěnou mřížkou (možnosti generování a tlumení turbulence)

Schopnost ovlivnit míru turbulence při proudění tekutiny přináší potenciálně velké úspory např. z hlediska přenosu tepla, nebo z hlediska hydraulických ztrát. Student provede rešerši používaných metod pro generování a tlumení turbulence a zaměří se zejména na tzv. mřížkovou turbulenci. Provede měření pomocí metody žhavených drátků pro různé konfigurace mřížek a vyhodnotí účinnost jednotlivých konfigurací.

Vedoucí bakalářské práce: Ing. František Lízal, Ph.D. (lizal@fme.vutbr.cz)

Testování vlastností přístroje portacount pro měření filtrační účinnosti masek pro jadernou chemickou a biologickou ochranu

Ve spolupráci se Státním úřadem pro jadernou, chemickou a biologickou ochranu bude provedeno měření citlivosti a přesnosti přístroje PortaCount při měření částic o velikosti několika nanometrů až po desítky mikrometrů. Přístroj se používá pro ověřování filtračních schopností dýchacích masek a je třeba přesně zmapovat jeho vlastnosti při detekci částic z různých materiálů a o různých velikostech. Student sestaví měřicí trať, provede měření zvolených typů částic, výsledky vyhodnotí a stanoví závěry o vhodnosti přístroje pro konkrétní rozsah použití.

Vedoucí bakalářské práce: Ing. František Lízal, Ph.D. (lizal@fme.vutbr.cz)

Měření rychlostního pole sondou se žhavenými drátky v maketě automobilu

Práce bude zaměřena na měření rychlostního pole v interiéru makety automobilu. Použitá bude metoda CTA (Constant Temperature Anemometry). Naměřená data budou použita k validaci numerické simulace.

Vedoucí bakalářské práce: Ing. Jan Šíp (Jan.Sip@vutbr.cz)

Kalibrace laserového Dopplerovského analyzátoru (LDA)

Práce bude zaměřena na provedení kalibrace přístroje LDA. Student provede rešerši publikovaných možností kalibrace, z dostupných metod jednu vybere, a provede kalibraci konkrétního přístroje.

Vedoucí bakalářské práce: prof. Ing. Jan Jedelský, Ph.D. (jedelsky@fme.vutbr.cz)

Vysokorychlostní vizualizace vybraných jevů z mechaniky tekutin,

Rešerše zajímavých a populárních jevů z mechaniky tekutin, zejména velmi rychlých jevů a jevů v malém měřítku Výběr vhodných případů jedno- a dvoufázového proudění se zaměřením na techniku prostředí. Zaučení s Hi-End vysokorychlostní kamerou Photron FASTCAM SA-Z. Vysokorychlostní vizualizace proudění s provedení vybraných ukázek, zpracování a analýza videozáznamů, prezentace na webu a popis. Student zaznamená a názorně ukáže některé vybrané kanonické i praktické případy proudění se záměrem 1) pochopení relevantních jevů 2) ukázky možností současné VR vizualizace 3) zvýšení zájmu studentů o dané téma a 4) popularizace tématu a oboru pro studenty VŠ i nižších škol.

Vedoucí bakalářské práce: prof. Ing. Jan Jedelský, Ph.D. (jedelsky@fme.vutbr.cz)

Optimalizace modelu dýchacích cest pro měření usazování částic

Odbor termomechaniky a techniky prostředí disponuje modelem dýchacích cest vytvořeným metodou rapid prototyping. Důležité požadavky kladené na tento model jsou snadná rozebíratelnost za účelem jeho čištění a vymývání částic usazených na jeho povrchu, vzduchotěsnost a mechanická odolnost. Cílem této práce je úprava designu současného modelu za účelem lepšího dosažení výše uvedených požadavků.

Vedoucí bakalářské práce: Ing. Jakub Elcner, Ph.D. (elcner@fme.vutbr.cz)

Vyhodnocení velikostí kapek za použití vysokorychlostního záznamu

Cílem práce je provedení záznamů kapiček ve spreji za použití vysokorychlostní kamery a následné vyhodnocení jejich velikosti z obrazového záznamu.

 Vedoucí bakalářské práce: Ing. Mila Malý (Milan.Maly@vutbr.cz)

Určení rozpadové vzdálenosti kapalinového filmu

Rozpadová vzdálenost kapalinového filmu do značné míry ovlivňuje velikost výsledných kapiček ve spreji. Cílem této práce je provedení experimentů s vysokorychlostní kamerou na několika různých tryskách a následné vytvoření či úprava stávajícího skriptu na vyhodnocení rozpadové vzdálenosti kapalinové filmu z obrazového záznamu.

Vedoucí bakalářské práce: Ing. Mila Malý (Milan.Maly@vutbr.cz)

Analýza stability vzdušného jádra v tlakové vířivé trysce

Stabilita vnitřního jádra v tlakové vířivé trysce ovlivňuje stabilitu a tloušťku kapalinové stěny na výstupu z trysky. V rámci této práce bude provedeno vyhodnocení záznamu vnitřního proudění, vytvoření skriptu v MATLABu pro vyhodnocení amplitudy a frekvence povrchových vln na jádře, stanovení frekvence nestabilního konce jádra a kapalinového filmu v případě obtokové trysky.

Vedoucí bakalářské práce: Ing. Mila Malý (Milan.Maly@vutbr.cz)

Studium sprejů v realistických podmínkách

Reálné podmínky ve spalovací komoře značně ovlivňují charakter výsledného spreje. Cílem této práce je provést rešerši zaměřenou na reálné vlivy na sprej ve spalovací komoře s důrazem na proudění okolního média, případně provést experiment ve větrném tunelu v laboratoři sprejů.

 Vedoucí bakalářské práce: Ing. Mila Malý (Milan.Maly@vutbr.cz)

Dohledový systém klimatické komory

Přehled o provozních parametrech klimatické komory je v současné době možné získat pouze ve velíně klimatické komory, což významně ovlivňuje její provoz, kdy pro spolehlivé provedení dlouhodobých testů je vyžadována neustálá přítomnost obsluhy. Pro pohodlnější obsluhu klimakomory a zvýšení efektivnosti prováděných testů by bylo výhodné mít k dispozici nezávislý dohledový systém, který by poskytoval základní informace jak o stavu prostředí uvnitř klimakomory, tak také o podmínkách v její strojovně. Důležitou vlastností by pak měla být možnost vzdáleného zobrazení parametrů a možnost nastavení uživatelských upozornění na překročení zvolených hodnot.Cílem práce je provést návrh systému pro vzdálený dohled nad provozními parametry klimatické komory.

Vedoucí práce: Ing. Jiří Hejčík, Ph.D.

Systém pro sledování parametrů tepelného čerpadla

Při posuzování technického stavu a provozních charakteristik tepelných čerpadel a chladicích zařízení je zapotřebí sledovat současně několik parametrů. K tomuto účelu je většinou využíváno více měřicích přístrojů, jejichž data jsou následně na základě časového razítka ztotožněna a vyhodnocena, což do analýz může vnášet dodatečné chyby a nepřesnosti. Výhodnější by bylo zaznamenávat všechny sledované veličiny do jednoho zařízení, které by také provádělo jejich okamžité vyhodnocení.Cílem práce je navrhnout zařízení, které by bylo využitelné pro monitorování a vyhodnocování provozních parametrů tepelného čerpadla (chladicího zařízení).

Vedoucí práce: Ing. Jiří Hejčík, Ph.D.

Vysokorychlostní měření teplot a tepelných toků

Cílem práce je provést rešerši měřicích technik pro stanovení teplot a tepelných toků uvnitř energetických zařízení a seznámit se s měřením rychlých teplotních změn pomocí koaxiálních termočlánků. 

Vedoucí práce: Ing. Jiří Hejčík, Ph.D.


(4) Simulační typ práce (modelování)


Modelování napětí a deformace v tělese při změně teploty

Rešeršní část bude obsahovat souhrn poznatků vlivu změny teploty na napětí a deformaci v tělese, dále potom sestavení modelu popisující napětí a deformaci pomocí FEM a jeho následnou implementaci v MATLAB/Python.

Vedoucí bakalářské práce: Ing. Michal Březina (Michal.Brezina1@vutbr.cz)

Modelování úloh přenosu tepla s využitím paralelizace kódu

Práce se bude zabývat možnostmi využití GPU pro paralelizaci kódu v technických aplikacích, s následnou implementací na jednoduché 1D (2D) modely z oblasti přenosu tepla a hmoty. Předpokládá se použití MATLAB/Python.

Vedoucí bakalářské práce: Ing. Michal Březina (Michal.Brezina1@vutbr.cz)

Simulace provozu fotovoltaické elektrárny

Cílem práce je provést 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. (charvat@fme.vutbr.cz)

Numerické modelování přenosu tepla v materiálech se změnou skupenství v Pythonu

Rešerše současného stavu poznání v oblasti numerického modelování úloh přenosu tepla v materiálech se změnou skupenství. Implementace některé z těchto metod ve formě softwaru, který bude vytvořen v prostředí programu Python a následná vizualizace dat.

Vedoucí bakalářské práce: Ing. Martin Zálešák (Martin.Zalesak1@vutbr.cz)

Heuristická optimalizace úloh přenosu tepla v materiálech se změnou skupenství v Pythonu

Rešerše současného stavu poznání v oblastech metod heuristické optimalizace a numerického modelování přenosu tepla v materiálech se změnou skupenství (PCM). Výsledkem bude numerický model zařízení s PCM, pomocí kterého s využitím zvolených metod heuristické optimalizace budou určeny optimální parametry zařízení pro dané testovací úlohy a výsledky budou vizualizovány.

Vedoucí bakalářské práce: Ing. Martin Zálešák (Martin.Zalesak1@vutbr.cz)

Tvorba realistických okrajových podmínek pro model horních dýchacích cest

Při numerických výpočtech proudění v dýchacích cestách jsou z důvodu rozsáhlosti tracheo-bronchiálního stromu využívány modely, které tento strom popisují pouze z části. Tento fakt vyžaduje co nejpřesnější předepsání okrajových podmínek na přerušené části modelu. Cílem této práce je na základě literární rešerše dostupných matematických modelů dýchacích cest a poznatků o rozměrech dýchacích cest najít co nejreálnější předpis pro okrajové podmínky.

Vedoucí bakalářské práce: Ing. Jakub Elcner, Ph.D. (elcner@fme.vutbr.cz)

Dynamické řízení vytápění a chlazení bytové jednotky s různými zdroji

Cílem bakalářské práce je vytvoření chytré domácnosti pomocí bilančního modelu obsahující několik zdrojů vytápění/chlazení. Přenos tepla mezi interiérem a okolním prostředí bude zpracován pomocí tzv. obálkové metody. Regulace chytrého domu bude vytvořena pomocí modelu prediktivního řízení a bude zohledňovat aktuální ceny energií. Předpokládá se s využitím hydrometeorologických dat pro vybranou oblast.

Vedoucí bakalářské práce: Ing. Tomáš Mauder, Ph.D. (mauder@fme.vutbr.cz)

Heuristická optimalizace průchodu zakázky firmou

Cílem bakalářské práce je matematické popsání problému průchodu jedné a více zakázek firmou s ohledem na optimální rozvržení zakázek a minimalizaci výrobní doby. Optimální výrobní scénář by byl hledán pomocí různých metod heuristické optimalizace (vytvořené v prostředí Matlab) a ověřen pomocí lineární celočíselné optimalizace v programu GAMS. Výstupem modelu je potom tvorba Ganttova diagramu.

Vedoucí bakalářské práce: Ing. Tomáš Mauder, Ph.D. (mauder@fme.vutbr.cz)

Vytvoření výpočtového programu na Rankin-Clausiův cyklus

Cílem bakalářské práce je popsání Rankin-Clausiova cyklu z pohledu termodynamiky. Vytvoření obecného modelu v program MATLAB ve spolupráci s knihovnou CoolProp. Vytvoření grafického rozhraní v prostředí MATLAB GUI s cíle konverze do spustitelné aplikace.

Vedoucí bakalářské práce: Ing. Tomáš Mauder, Ph.D. (mauder@fme.vutbr.cz)

Modelica jako nástroj pro řešení úloh technických zařízení budov

Cílem práce je vyhodnotit možnosti použití jazyka Modelica pro simulaci technických zařízení budov. A seznámit se s možnostmi opensource knihovny Modelica Buildings library od laboratoře NREL, viz http://simulationresearch.lbl.gov/modelica/

Vedoucí bakalářské práce: Ing. Jan Pokorný, Ph.D. (pokorny.j@fme.vutbr.cz)

Tvorba interaktivního webového rozhraní pro řešení vybraných úloh z termomechaniky

Cílem práce je zprovoznit webové rozhraní, které by prezentovalo vybrané úlohy z termomechaniky interaktivní formou.  Ty by pak sloužily jako podpora výuky pro předmět Termomechanika. Jako vývojový nástroj by byl použit Matlab či Modelica.

Vedoucí bakalářské práce: Ing. Jan Pokorný, Ph.D. (pokorny.j@fme.vutbr.cz)