Rok 2018

Permanent URI for this collection

https://dspace.tul.cz/handle/15240/172772

Browse

Browsing Rok 2018 by Issue Date

Filter results by year or month
Now showing 1 - 10 of 10
  • Thumbnail Image
    Item
    Automatická detekce anomálií při geofyzikálním průzkumu
    (Technická Univerzita v Liberci, 2010-9-1) Kosková Třísková, Lenka; ; Novák Josef, Ing. Ph.D. Skolitel : 54885
    The study Automated anomaly detection in geophysical survey isthe application of machine learning and computer vision techniquesto the geophysical data. The two main applications were testedduring the research. The research is mainly focused on the surfacegeophysics. The fast scanning of an area for an appearance of a setof predefined anomalies is the main focus of the thesis. The researchwas applied to potential fields. Three types of detection were tested:image processing techniques, the supported machine learning withclassifiers and adaptive neural networks. The second applicationmentioned in the thesis is the application of the research resultsto a continuous monitoring process. The structure of the object isknown and all the significant temporal changes in the data are tobe detected and interpreted. The thesis gives a summary of thestate of the research on the selected topic. It includes a proposalof the algorithms and it summarizes the achieved results.
  • Thumbnail Image
    Item
    Vylepšení algoritmu digitální obrazové korelace pro použití v reálném čase.
    (Technická Univerzita v Liberci, 2011-09-01) Ječmen, Petr; ; Skolitel : 54920 Satrapa Pavel, doc. RNDr. Ph.D.; Konzultant : 60258 Hnilička Ondřej, Ing.; Konzultant2 : 58885 Tobiška Tomáš, Ing.
    V této práci je prezentována sada vylepšení algoritmu DIC. Výsledkem těchto vylepšení by měla větší uživatelská přívětivost algoritmu DIC a použitelnost pro běžného uživatele.První sada vylepšení se zaměřuje na implementaci algoritmu DIC pomocí programovacího jazyka OpenCL. To umožňuje spustit algoritmus na širokém spektru dostupného hardwaru, zejména na GPU. Jak ukazují testy, výpočet DIC na GPU vede k významnému zrychlení (až 30x oproti základní variantě a 10x v porovnání s paralelní variantou). Další vylepšení se zaměřují na optimalizaci velikosti dat s cílem snížit režii přenosu dat z RAM na GPU a studii o tom, jak implementace OpenCL funguje na integrovaných GPU a procesorech.Další vylepšení se snaží předzpracovat vstupní data tak, aby zlepšila strukturu vzorků, čímž aby se zlepšila kvalita výsledné korelace. Výsledky ukazují zlepšení kvality výsledků, jsou ale vykoupeny zvýšenou dobou výpočtu. Poslední vylepšení je návrh plně automatického algoritmu, který vybírá nejlepší velikost okna pro dosažení co nejlepšího výsledku. Algoritmus se pokusí nalézt optimální velikost okna pro vyvážení systematických a náhodných chyb sledováním funkční závislosti kvality korelace a velikosti okna.
  • Thumbnail Image
    Item
    Vývoj metodiky Stereo PIV v komplikovaných experimentálních uspořádáních
    (Technická Univerzita v Liberci, 2011-10-01) Pavlík, David; ; Skolitel : 54811 Kopecký Václav, prof. Ing. CSc.; Konzultant : 55340 Horák Marcel, Ing. Ph.D.; Konzultant2 : 61186 Prosová Naděžda, Ing.
    Experimentální výzkum metodou Stereo PIV dovoluje určit trojrozměrné proudové pole v definované rovině v prostoru, včetně jeho vývoje v čase. Neoddělitelnou součástí měření touto metodou je tzv. kalibrace stereo-snímání. Jedná se o proces, při kterém jsou nalezeny informace o vzájemných vazbách mezi pozorovanou scénou a jednotlivými kamerami. Informace lze definovat na základě několika postupů. Nejvíce využívaným je kalibrace na základě záznamů terčíků s definovaným obrazcem, který vyžaduje i řada komerčních měřících systémů. Při kalibraci je terčík umístěn do zkoumané oblasti a zaznamenán v několika polohách podél osy, která je standardně zvolena kolmo na měřící rovinu. Komplikace nastávají v případech, kdy není možný pohyb terčíku ve zkoumané oblasti, nebo v situaci, kdy není možné samotné umístění terčíku do oblasti (v tunelu, nádobě, atd.). Problematické je také provedení kalibrace, pokud záznamy terčíku podléhají určité míře optického zkreslení. Disertační práce se zaměřuje na vytvoření metodik, kterými je možné provést měření metodou Stereo PIV ve zmíněných situacích.
  • Thumbnail Image
    Item
    Studium migrace modifikovaných nanočástic na bázi elementárního železa
    (Technická Univerzita v Liberci, 2011-3-15) Parma, Petr; ; Černík Miroslav, prof. Dr. Ing. CSc. Skolitel : 56639
    Předkládaná práce se zabývá problematikou migrace nanočástic železa v pórovém prostředí. Práce se zaměřuje zejména na pokrok v možnostech studia migrace nanočástic železa související se sestrojením nového měřicího zařízení na bázi měření magnetické susceptibility elementárního (?) Fe. Sestrojené zařízení bylo nejprve testováno, stanoveny možné chyby měření a poté využito pro realizaci řady experimentů za účelem posouzení vlivu vybraných parametrů na transport studovaných nanočástic. Konkrétně byl proměřen vliv koncentrace suspenze, rychlosti dávkování suspenze, způsobu přípravy suspenze, typu použitého nanoželeza a přítomnosti vybraných povrchově aktivních látek na transport nanočástic. Experimenty byly provedeny v koloně naplněném křemenným pískem i v koloně naplněné zeminou z lokality. Řada experimentů byla provedena v kooperaci s pracovištěm VEGAS, University of Stuttgart a pracovištěm Fundació CTM Centre Tecnol?gic de Manresa ve Španělsku.V rámci práce byla vypracována matematická regresní metoda nahrazující dekonvoluci. Díky použití této metody ve spojení s experimentálně nalezenou kalibrační závislostí je možno efektivním a nedestruktivním způsobem zjistit koncentraci nanočástic v koloně.Experimentálně byla ověřena i možnost nedestruktivní analýzy obsahu elementárního železa ve vzorcích jader vrtů odebraných v místě sanace. Tato analýza může vést k optimalizaci sanací s využitím nanoželeza.
  • Thumbnail Image
    Item
    Modelování transportních procesů v horninovém prostředí
    (Technická Univerzita v Liberci, 2012-3-15) Říha, Jakub; ; Královcová Jiřina, doc. Ing. Ph.D. Skolitel : 54741
    Cílem této práce je prostředky matematického modelování přispět ke zlepšení pochopení a popisu transportních procesů v geosféře se zaměřením na dílčí aspekty hodnocení bezpečnosti hlubinného ukládání vyhořelého jaderného paliva.Podstatnou částí bezpečnostního hodnocení je stanovení a popis transportní cesty, kterou se radionuklidy uvolněné z úložných obalových souborů mohou dostávat na hranici biosféry. V této práci jsou ukázána úskalí standardně používané metody particle tracking pro modely založené na konceptu kombinujícím ekvivalentní porézní médium a diskrétní puklinovou síť a následně navrženy dvě alternativní metody pro stanovení transportní cesty, jedna založená na opakovaných simulacích transportu s krátkým časovým krokem a jedna založená na vyhodnocení funkcionálu rychlosti a koncentrace pro jednotlivé elementy výpočetní sítě. Validita obou metod je demonstrována na třech testovacích úlohách spolu s popisem jejich výhod i nevýhod. Proces stanovení a popisu transportní cesty je následně ukázán na modelu reálné lokality, kde je využit jednak particle tracking a jednak jedna z navržených metod, srovnány jejich výsledky a podtržena větší škála využitelnosti metody v této práci navržené.Chápeme-li transportní cestu jako jakýsi kanál pro dominantní šíření radionuklidů především procesem advekce, pak difúze do matrice je proces klíčový pro jejich retenci. Tato práce se proto zabývá rovněž simulacemi dvou in-situ difúzních experimentů s cílem přispět k přesnějšímu popisu difúze v komplexních modelech transportních procesů v geosféře. Ze simulací difúzních experimentů jsou vyvozeny závěry obecnějšího charakteru využitelné pro modely reálných lokalit a navazující hodnocení bezpečnosti.
  • Thumbnail Image
    Item
    Molecular biology tools for diagnostics of ongoing remediation
    (Technická Univerzita v Liberci, 2012-3-15) Dolinová, Iva; ; Ševců Alena, RNDr. Ph.D. Skolitel : 61225
    Předkládaná dizertační práce řešila dva hlavní cíle. Prvním byl monitoring a hodnocení bioremediačních procesů in situ pomocí molekulárně genetických metod. Druhým cílem byla příprava nanovlákených nosičů biomasy, které by měly sloužit k odběru a izolaci DNA ze vzorků získaných na reálné lokalitě. Výzkum byl cílený na problematiku chlorovaných ethenů patřících mezi nejčastější kontaminanty s prokázaným negativním vlivem na životní prostředí i lidské zdraví.Kombinace chemické a biologické sanace patří k častým strategiím odstranění chlorovaných ethenů. V disertační práci byl zkoumán vliv těchto technik na přítomná bakteriální společenstva pomocí molekulárně genetických metod. Použité markery zahrnovaly 16S rRNA gen specifických degradérů i geny pro reduktivní dehalogenázy. Dále byly testovány markery charakterizující denitrifikační a síru redukující bakterie. Monitoring hladin jednotlivých testovaných markerů dovoloval hodnotit průběh a efektivitu probíhajících sanačních procesů.Metody molekulární genetiky spolu s hydrogeochemickými analýzami byly také použité při hodnocení biologických dějů v kvartérním aluviálním podloží nacházejícím se v blízkosti historického zdroje rozsáhlé kontaminace tetrachlorethylenem. Relativní hladiny specifických degradérů byly měřené metodou polymerázové řetězové reakce v reálném čase (real-time PCR). Detailní charakterizace zkoumané lokality, respektive autochtonní mikroflóry, byla prováděná metodou sekvenace nové generace. Výsledky obou metod potvrdily hypotézu zonace aktivní reduktivní dechlorace v souladu s hydrogeochmickými parametry.Druhým cílem dizertační práce bylo vyvinout nanovlákenné nosiče, které by bylo možné opakovaně použít při dlouhodobém sledování kontaminované lokality, protože odběr vzorků podzemních vod, jejich transport a zpracování je komplikovaný. Podobně pravidelný odběr vzorků půdy není možný nejen z důvodu finančních, ale i sporné reprodukovatelnosti. Vyvinuté nanovlákenné nosiče jsou kompaktní, dostatečně malé, snadno přenositelné, a především vhodné pro izolaci DNA. Dlouhodobé testy in situ potvrdily funkčnost pro využití nanovlákenných nosičů pro molekulárně genetické analýzy autochtonní mikroflóry. Jednotlivé varianty nanovlákenných nosičů byly patentovány.
  • Thumbnail Image
    Item
    Kvalita elektrické energie v DC sítích: Dopad na osvětlovací systémy
    (Technická Univerzita v Liberci, 2013-08-15) Kukačka, Leoš; ; Skolitel : 54736 Kolář Milan, doc. Ing. CSc.; Konzultant : 54873 Hokr Milan, doc. Ing. Ph.D.; Konzultant2 : 61380 Voplakal Lukáš, Ing.
    Předkládaná dizertace se zabývá nežádoucím kolísáním světelného toku LED žárovek, běžně označovaným jako likr (z angl. flicker). U systémů založených na principu svítivých diod (LED) byl tento jev podchycen v normě IEEE 1789:2015 a patřičně zdokumentován u žárovek napájených střídavým napětím.Při střídavém napájecím napětí může flikr vznikat interakcí mezi vlastnostmi sítě(impedance, harmonické zkreslení napětí, proudu) a AC-DC měničem. Prvky v DC sítích jsou obvykle tvořeny DC-DC měniči, proto v nich mohou vzniknout obdobné podmínky. Tato práce popisuje typické rozdíly mezi flikrem v DC a AC sítích.V dostupné odborné literatuře (a také v této práci) bylo již ukázáno, že klíčovým prvkem, který ovlivňuje flikr u LED žárovek je elektronický předřadník. Předřadník je nezbytnou součástí každého LED svítidla. V této práci je zdokumentováno měření citlivosti na flikr u LED žárovek napájených stejnosměrným napětím, a dále je zjišťováno, jakým způsobem bude tato citlivost ovlivněna, bude-li elektronický předřadník přizpůsoben stejnosměrnému napájení.Dizertační práce popisuje několik experimentů, jejichž cílem je určit typickou odezvu (ve smyslu flikru) LED žárovek při střídavém a stejnosměrném napájení. Další experimenty mají za cíl určit, jakým způsobem bude ovlivněna citlivost LED žárovek na flikr, bude-li z elektronického předřadníku vyňat diodový usměrňovač. Z těchto experimentů vyplývá, že u některých žárovek ze zkoumaného vzorku se citlivost zlepší, u jiných žárovek se naopak zhorší. Proto jsou tyto experimenty doplněny simulacemi, které si kladou za cíl naměřené chování napodobit a následně vysvětlit.Dále tato práce popisuje experiment, jenž má napodobit kolísání napětí v malé stejnosměrné síti s vazbou na střídavou síť a dopad tohoto kolísání na flikr. Výsledky ukazují, že taková soustava je poměrně odolná vůči rušení pocházejícímu ze střídavé sítě. Může však dojít k nežádoucí interakci mezi zdrojem a LED žárovkou.
  • Thumbnail Image
    Item
    Biologický účinek nanomateriálů na bázi železa na jednotlivé druhy mikroorganismů i na mikrobiální komunity
    (Technická Univerzita v Liberci, 2013-2-15) Anh Huynh Nguyen, Nhung; ; Ševců Alena, RNDr. Ph.D. Skolitel : 61225
    Tato dizertační práce shrnuje dopady materiálů na bázi železa, konkrétně částic z magnetického Fe3O4 a nula-mocného železa (zero-valent iron, ZVI), studiem toxicity těchto částic a zavedením některých nově modifikovaných a pokročilých metod. Důležitým výstupem této práce je přechod ze studia jednotlivých mikroorganismů k přirozeně se vyskytujícím mikrobiálním společenstvům.Nejprve byly vybrány Fe3O4 materiály připravené pro bioaplikace, na nichž byly použity toxikologické metody laboratorního měřítka a to na jednotlivých bakteriálních kmenech. Biologický efekt těchto částic/materiálů byl sledován na dvou bakteriálních kmenech: gram-negativní Escherichia coli a gram-pozitivní Staphylococcus aureus. Základní metody modifikované pro Fe3O4 částice zahrnovaly stanovení rychlosti růstu, buněčné životaschopnosti, změny morfologie a poškození DNA. Metoda sledování rychlosti růstu byla stěžejní metodou především proto, že je snadno realizovatelná, levná a méně časově náročná ve srovnání s ostatními metodami, přičemž poskytuje užitečné informace o inhibici růstu a efektivní koncentraci (effective concentration, EC). Kombinace všech metod poskytla velmi dobrý nástroj pro popis výsledků toxicity. Účinek Fe3O4 materiálů byl výsledkem typu jejich funkcionalizace, metody syntézy a vybraného bakteriálního kmene. Dále byla sledována toxicita částic/materiálů z nula-mocného železa (ZVI), které je ve formě částic využíváno díky jejich vysoké reaktivitě pro remediaci znečištěné půdy, a podzemních nebo povrchových vod. Testované ZVI částice byly speciálně upravené pro in situ aplikace snížením tendence k agregování a zvýšením jejich mobility, přičemž jejich toxicita byla sledována na (1) půdní gram-negativní Pseudomonas putida v laboratorních podmínkách (aerobně), gram-pozitivní Clostridium perfringens (anaerobně) a jednobuněčné zelené řase Chlamydomonas sp.; (2) in situ na přirozeně se vyskytujících mikroplanktonních společenstvech. Testovací metody zahrnovaly stanovení rychlosti růstu bakterií/řas, životaschopnosti a změny morfologie bakterií, membránové integrity řas, vznik reaktivních kyslíkových radikálů (reactive oxygen species, ROS) a celkový vliv na bakteriální společenstva ve spodní a povrchové vodě. Nutno zdůraznit, že v této práci bylo na environmentálních vzorcích poprvé použito sekvencování příští generace. Při výzkumu bylo dosaženo těchto znalostí z hlediska použitých metod: (1) pro stanovení toxicity je nutné kombinovat metody, aby bylo dosaženo správné interpretace získaných výsledků; (2) je lepší vybrat takové metody, které lze převést z laboratoře i na výzkum in situ. Fe3O4 materiály vykazovaly výraznější negativní efekt na gram-pozitivních bakteriích oproti gram-negativním, a to jak v důsledku funkčních modifikací, tak v důsledku technologie přípravy těchto materiálů. Působení ZVI částic záviselo na jejich vlastnosti a podílu reaktivního Fe(0). Navíc bylo v rámci 24 hodinového laboratorního experimentu zjištěno, že ZVI částice měly negativní efekt především na anaerobní bakterie. V případě dlouhodobého in situ experimentu ZVI částice prokázaly určitý pozitivní účinek, tím že snižují vysoké koncentrace polutantů a tím umožňují bioremediační procesy. Účinek ZVI v podzemní a zásobní vodě v počátku aplikace často ukazova na jejich toxicitu, ale jelikož koncentrace ZVI rychle klesla díky reakcím s přítomnými organickými sloučeninami a přítomným kyslíkem, lze tvrdit, že jejich dopad na přirozeně se vyskytující mikrobiální komunity je velmi malý a spíš krátkodobý.
  • Thumbnail Image
    Item
    Interferometrie s řízenou změnou fáze pro měření vlastností planparalelních optických elementů
    (Technická Univerzita v Liberci, 2013-7-15) Matoušek, Ondřej; ; Lédl Vít, Ing. Ph.D. Skolitel : 55721
    Předkládaná disertační práce je zaměřena na výzkum a vývoj metod interferometrie s řízenou změnou fáze, kdy hlavní důraz je kladen na přesné měření planparalelních optických elementů. Měření tvaru planparalelních elementů je velmi žádoucí, avšak značně problematické z důvodu překrývání několika interferenčních obrazců, které znemožňuje jejich vyhodnocení. Metoda prezentovaná v první části práce je realizována na modifikovaném Fizeau interferometru se dvěma referenčními rovinami. Vhodnou konstrukcí experimentálního uspořádání a použitím lineárního ladění vlnové délky laseru je docíleno oddělitelnosti jednotlivých interferenčních obrazců ve frekvenční oblasti. Jejich vyhodnocením je získán komplexní popis vzorku, a to vše v jediné měřící sekvenci. Výsledkem je nejen informace o tvaru čelních ploch, ale takéo klínovitosti vzorku a informace o vnitřním rozložení indexu lomu. Druhá část práce je zacílena na další rozvoj a optimalizaci metody, a to také s ohledem na budoucí implementaci v průmyslu. S využitím čtveřice laditelných laserových diod byl vyvinut a ověřen postup absolutního měření vzdáleností s přesností srovnatelnou s relativní interferometrií, tedy na zlomky vlnové délky světla. Jedním ze zcela unikátních výstupů je aplikace této metody na měření planparalelních elementů. V závěru práce je úspěšně demonstrováno celoplošné měření absolutní fyzické tloušťky elementu, a to zcela nezávisle na indexu lomu materiálu.
  • Thumbnail Image
    Item
    Modification of Synthetic Polymeric Materials' Surface for Suppression of Biofilm Formation
    (Technická Univerzita v Liberci, 2014-5-2) Swar, Sumita; ; Stibor Ivan, prof. Ing. CSc. Skolitel : 55180
    Nosokomiální infekce (NI) představují významný problém pro hospitalizované pacienty kde téměř polovina infekcí je zprostředkována nerůznějšími lékařskými nástroji. Tyto nástroje obsahují části nebo jsou celé z polymerních materiálů typu polyamidů (např. Nylon 6) a polyesterů (např. PET). Tyto polymery se běžně používají v řadě zavedených biomedicinských aplikací, jako jsou katetry, stenty, srdeční chlopně, krycí materiály pro popáleniny a řadu dalších pomocných materiálů. Modifikace povrchu těchto a dalších polymerů je jednou z možností jak upravovat vlastnosti a s nimi spojenou aplikovatelnost těchto biomedicinských materiálů. Vhodnou funkcionalizací povrchu lze dospět k matertiálům biokompatibilním, antibakteriálním, a/nebo rezistentním k tvorbě a ulpívání biofilmu. V první části byl rozpracován postup pro modifikaci povrchu polyesterů (konkretně PET) využívající reakci esterových funkcí s Grignardovými a organolitnými organokovovými činidly. Reakcí se do povrchové vrstvy vnáší hydroxylová skupina, ale zároveň i dva organické zbytky, odpovídající použitému organokovovém činidlu. Tím lze povrchovou vrstvu modifikovat v širokých mezích. Reakci lze monitorovat řadou technik, zde bylo využito měření kontaktního úhlu, volné povrchové energie, měření fluorescenční intenzity (po vhodném fluorescenčně aktivním označení účinkem dansyl chloridu). Vedle toho byly interpretována data SEM, AFM, i IČ analýz. Biologická aktivita modifikovaných povrchů byla testována na kmenech: Staphylococcus aureus, Escherichia coli, methicillin-resistentní Staphylococcus aureus (MRSA) a Pseudomonas aeruginosa. Biokompatibilita vyšší než 70 % byla zjištěna u některých materiálů s modifikovanou povrchovou vrstvou. Druhá část popisuje studii, jejíž podstatou je aplikace účinné redukce amidické funkce polyamidů (zde Nylon 6) účinkem diboranu a jeho komplexů. Tato reakce byla ihned následována funkcionalizací (alkylací) vznikajícího aminu. K tomu bylo využito benzyl chloridu (C6H5CH2Cl) a poly(ethylen glycol) methyl ether tosylátu (H3C-PEG-OTs). Volbou alkylačních činidel bylo možné měnit povrchové vlastnosti výchozích polyamidů v širokých mezích. Takto získaný modifikovaný Nylon 6 vykazoval zajímavé vlastnosti se silně potlačenou tvorbou biofilomu. Výsledné vlastnosti polymeru byly závislé nejen na použitém činidle, ale také na využitých reakčních podmínkách. Pro další funkcionalizaci byly využity i nanočástice Cu spontánně tvořící povlak na Nylonu 6. Byl vyzkoušen i jiný postup funkcionalizace redukovaného polyamidu účinkem N,N-disukcinimidyl karbonátu (DSC). Vlastnosti takto získaných modifikovaných povrchů byly testovány s využitím analogických metodik a postupů, které se osvědčily u polyesterů. Většina vzorků s modifikovanými povrchy byla shledána jako cytokompatibilní. Ve třetí části jsou popsány naše výsledky při syntéze Cu NPs, které byly využity pro funkcionalizace polyamidů. Vzniklé nanočastice byly charakterizovány s využitím běžných metod a postupů jako jsou: dynamický rozptyl světla (DLS), elektronová mikroskopie (SEM), UV-VIS a FT-IR spektroskopie.