Rok 2022
Permanent URI for this collection
Browse
Browsing Rok 2022 by Title
Now showing 1 - 11 of 11
Results Per Page
Sort Options
- ItemControl of Continuous Casting Process Based on Two-Dimensional Flow Field MeasurementsAbouelazayem, Shereen; ; Hlava Jaroslav, doc. Dr. Ing. Skolitel : 54948Two-dimensional flow field measurement allows us to obtain detailed information about the processes inside the continuous casting mould. This is very important because the flow phenomena in the mould are complex, and they significantly affect the steel quality. For this reason, control based on two-dimensional flow monitoring has a great potential to achieve substantial improvement over the conventional continuous casting control. Two-dimensional flow field measurement provides large amounts of measurement data distributed within the whole cross-section of the mould. An experimental setup of the continuous casting process called Mini-LIMMCAST located in Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR), Dresden, Germany, is used for this thesis. This thesis examines two alternatives of flow measurement sensors: Ultrasound Doppler Velocimetry (UDV) and Contactless Inductive Flow Tomography (CIFT). Both sensor variants can obtain information on the velocity profile in the mould. Two approaches were considered to create the process model needed for model-based control: a spatially discretized version of a model based on partial differential equations and computational fluid dynamics and a model obtained using system identification methods. In the end, system identification proved to be more fruitful for the aim of creating the model-based controller. Specific features of the flow were parametrized to obtain the needed controlled variables and outputs of identified models. These features are mainly related to the exiting jet angle and the meniscus velocity. The manipulated variables considered are electromagnetic brake current and stopper rod position. Model predictive control in several versions was used as the main control approach, and the results of simulation experiments demonstrate that the model predictive controller can control the flow and achieve the optimum flow structures in the mould using UDV. CIFT measurements can provide similar velocity profiles. However, further technical developments in the CIFT sensor signal processing, such as compensating for the effects of the strong and time-varying magnetic field of the electromagnetic brake on CIFT measurements, are necessary if this sensor is to be used for closed-loop control.
- ItemHodnocení vlivu sanace chlorovaných etylenů na původní mikrobiální společenstva pomocí nástrojů molekulární biologieCzinnerová, Marie; ; Ševců Alena, RNDr. Ph.D. Skolitel : 61225Tato práce se soustředí na hodnocení vlivu sanačního zásahu na složení mikrobiálního společenstva a jeho změny v čase a sleduje přítomnost degradačních enzymů důležitých pro dekontaminaci polutantů. Soustředí se na rozklad chlorovaných etylenů, které představují jedny z nejrozšířenějších kontaminantů podzemních vod. Sleduje skupiny bakterií, které jsou schopny degradovat chlorované etyleny (tzv. organohalid-respirující bakterie; OHRB), a také geny kódující enzymy metabolických drah degradace těchto látek. Izolace deoxyribonukleové kyseliny (DNA) z podzemní vody byla komplikovaná pro vysoký obsah chlorovaných etylenů ve vzorcích, proto musel být extrakční protokol optimalizován a ověřen pro každou studovanou lokalitu. Pomocí metody polymerázové řetězové reakce v reálném čase (qPCR) byly následně detetekovány OHRB a specifické bakteriální geny v jednotlivých vzorcích. qPCR primery pro jejich detekci musely být otestovány pro co největší selektivitu a reakční podmínky optimalizovány pro každý vzorek zvlášť kvůli přítomnosti inhibitorů ve vzorcích. Změny ve složení a zastoupení přítomných bakteriálních populací byly dále sledovány metodou 16S rRNA amplikonové sekvenace, pomocí které lze detailně popsat složení celého autochtonního bakteriálního společenstva.Bylo zjištěno, že aplikace činidel pro cílenou oxidaci (peroxid vodíku pro spuštění Fentonovy reakce) a redukci (nulmocné nanoželezo v kombinaci s aplikací elektrického napětí a nulmocné železo uchycené v aktivním uhlí) chlorovaných etylenů mohou způsobit pokles v hladinách sledovaných degradačních bakterií. Tento pokles je však pouze dočasný a po krátké době dochází k obnovení populací OHRB díky vhodně nastaveným sanačním podmínkám a v některých případech i k podpoře jejich růstu.Aplikace biostimulačních substrátů laktátu sodného a glycerolu podpořila růst OHRB na kontaminovaných lokalitách. Pomocí sekvenační analýzy bylo také zjištěno, že po aplikaci glycerolu došlo primárně k proliferaci glycerol-fermentujících bakterií, které produkují zdroj uhlíku (acetát) a elektronů (molekulární vodík; H2) pro růst OHRB, současně se také zvýšily hladiny degradačních enzymů. Došlo i ke snížení oxidačně-redukčního potenciálu podzemní vody na hodnoty vhodné pro růst sulfát a železo-redukujících bakterií, které sice kompetují s OHRB o zdroj elektronů, ale současně produkují kofaktory enzymů důležité pro jejich růst. Tato dizertační práce ukázala, že pro úspěšnou dekontaminaci chlorovaných etylenů je nezbytné před sanačním zásahem co nejlépe charakterizovat vybranou lokalitu, a to jak z hydrochemického hlediska, tak za pomoci metod molekulární biologie, protože OHRB i další bakterie, které fungují jako primární či sekundární čističi lokality, potřebují k úspěšnému růstu a práci nejen určité environmentální podmínky, jako je vhodný oxidačně-redukční potenciál, pH, koncentrace rozpuštěného kyslíku, sulfátů či nitrátů, ale také dostatek živin, zdroj elektronů, a v neposlední řadě se ukázalo, že i celé bakteriální společenstvo poskytující dostatek syntropních interakcí. V monitoringu přítomných degradačních bakterií a jejich enzymů je třeba pokračovat v průběhu celého sanačního zásahu, aby bylo možné ve správný čas znovu podpořit optimální biodegradaci.
- ItemJednosnímkové kompresní hyperspektrální zobrazování s použitím kódované aperturyHlubuček, Jiří; Žídek Karel, doc. RNDr. Ph.D. :65590Tato práce představuje nový způsob získání chemické informace na dálku s kompresí hyperspektrální datakrychle přímo v průběhu měření. Toho je docíleno díky nové technice založené na jediném snímku z detektoru, tak zvané CASSI (Coded Aperture Snapshot Spectral Imaging). Kódovaná apertura umožňuje implementovat moderní techniku zpracování signálu s použitím algoritmu - komprimované snímání. Tato metoda je schopna zachytit kompletní hyperspektrální informaci v jediný okamžik bez nutnosti skenování a dosahuje daleko větší optické propustnosti než její standardní, na skenování založené protějšky. Použitím CASSI je možné získat měřenou informaci rychleji než pomocí tradičních systémů, s použitím relativně jednoduchého optického uspořádání. V této práci byla CASSI metoda vylepšena pro možnost hyperspektrálního zobrazování na širokém spektrálním rozsahu v oblasti infračerveného spektra.
- ItemLarge-Eddy Simulation for Aeroacoustics of Human PhonationLasota, Martin; ; Šidlof Petr, doc. Ing. Ph.D. Skolitel : 58116Disertační práce se zabývá numerickým modelováním 3D nestlačitelného proudění vzduchu při lidské fonaci pěti kardinálních samohlásek /u, i, textipaA, o, ae/. Vědecký přínos této práce je v popisu souvislosti mezi výpočtem turbulentního proudění při použití konvenčního subgrid modelu (jednorovnicový, WALE), či nově implementovaného anizotropního minimálně disipačního (AMD) subgrid modelu a jeho vlivu na aeroakustický výpočet fonace. Vzhledem k velké škále měřítek v turbulentním proudění a v akustice je simulace rozdělena tak, že výpočet nestlačitelného proudění v hrtanu je realizován metodou konečných objemů na jemné síti a zdroje zvuku včetně šíření zvukových vln od hrtanu až do vyzařovaného prostoru okolo úst metodou konečných prvků na hrubé akustické síti.
- ItemNanovlákenný kryt s konjugovanou kyselinou hyaluronovou pro dopravu léčiv v hojení ranRysová, Miroslava; ; Martinová Lenka, doc. Ing. CSc. Skolitel : 55123Chronické rány, často spojené s bakteriální kontaminací, představují stále větší problém vzhledem k rozvoji civilizačních a chronických onemocnění, jako je například diabetes mellitus, které jsou často příčinou rozvoje chronické rány a jejich neúspěšná léčba může vést až k amputaci. V současnosti je kladen důraz na hledání nových materiálů pro hojení chronických a kontaminovaných ran. Nanovlákna v tomto ohledu představují zajímavý nanomateriál s řadou unikátních vlastností výhodných pro jejich využití jako krytu rány. Tato práce se zabývá vývojem nanovlákenného materiálu pro zvýšenou vazbu především hydrofilních kationních antibakteriálně účinných léčiv. Nanovlákenný kryt rány byl připraven elektrostatickým zvlákňováním anorganických biodegradabilních nanovláken na bázi oxidu křemičitého. Ta byla následně pro zajištění zvýšené sorpce léčiva povrchově funkcionalizována. Nejdříve byly na povrch silanizací roubovány aminoskupiny, které byly následně využity ke konjugaci kyseliny hyaluronové (HA) prostřednictvím EDC/NHS. V průběhu vývoje nanovlákenného krytu byla optimalizována příprava nanovlákenné vrstvy a studovány podmínky silanizace a konjugace kyseliny hyaluronové pro dosažení vazby co největšího množství na povrch. Nanovlákenný kryt byl následně charakterizován z hlediska biokompatibility a biodegradace. Interakce s léčivy byly ověřeny na modelových léčivech polymyxin B a nisin. Byla prokázána zvýšená vazba těchto léčiv na povrch nanovláken s konjugovanou kyselinou hyaluronovou a jejich prodloužený antibakteriální účinek proti bakteriím E. coli a S. gallinarum.
- ItemNAT64/DNS64 in the Networks with DNSSECHuněk, Martin; ; Plíva Zdeněk, prof. Ing. Ph.D. Skolitel : 54739Zvyšuj?c? se pod?l resolverů a aplikac? použ?vaj?c? DNS-over-HTTPSvede k vyš?mu pod?lu klientů použ?vaj?c?ch DNS resolvery třet?chstran. Kvůli tomu ovšem selhává nejpouž?vanějš? NAT64 detekčn?metoda RFC7050[1], což vede u klientů použ?vaj?c?ch přechodovémechanismy NAT64/DNS64 nebo 464XLAT k neschopnosti tytopřechodové mechanismy správně detekovat, a t?m k nedostupnostiobsahu dostupného pouze po IPv4. C?lem této práce je navrhnoutnovou detekčn? metodu postavenou na DNS, která bude pracovati s resolvery třet?ch stran, a bude schopná využ?t zabezpečen? DNSdat pomoc? technologie DNSSEC. Práce popisuje aktuálně standardizovanémetody, protokoly na kterých závis?, jejich omezen?a interakce s ostatn?mi metodami. Navrhovaná metoda použ?vá SRVzáznamy k přenosu informace o použitém NAT64 prefixu v globáln?mDNS stromu. Protože navržená metoda použ?vá již standardizovanéprotokoly a typy záznamů, je snadno nasaditelná bez nutnostimodifikovat jak DNS server, tak s?t'ovou infrastrukturu. Protožemetoda použ?vá k distribuci informace o použitém prefixu globáln?DNS strom, umožňuje to metodě použ?t k zabezpečen? technologiiDNSSEC. To této metodě dává lepš? bezpečnostn? vlastnosti nežjaké vykazuj? předchoz? metody. Tato práce vytvář? standardizačn?bázi pro standardizaci v rámci IETF.
- ItemOptimalizace holografické metody pro měření topografie povrchuKaván, František; Psota Pavel, Ing. Ph.D. :61197Tato disertační práce se věnuje problematice měření tvaru a topografie povrchů pomocí digitální holografické metody. Zabývá se možnými problémy metody, hledáním jejích omezení a možným řešením a zlepšením parametrů metody. Je využíváno nejnovějších poznatků voblasti holografie, interferometrie, metrologie a přeladitelných laserů k dosažení vyššího rozsahu měření s co nejnižšími požadavky na drsnost, tvar a materiál měřeného objektu. To vše při zachování interferometrické přesnosti. Byla vyvinuta nová absolutní metoda měření topografie povrchu a vylepšena s využitím znalostí z jiných holografických a interferometrických metod. Dále byla provedena analýza chyb metody a s jejím využitím byla navržena nová sestava pro univerzálnější měření optických freeform ploch. Při jejím návrhu bylo využito stávajících znalostí z jiných metod i čerstvě nabytých zkušeností z analýzy chyb, což umožnilo zpřesnění a zrychlení měření i vyšší možnost automatizace některých procesů.
- ItemPreisachův model a jeho použití přimodelování hystereze v elektrotechniceEichler, Jakub; ; Novák Miroslav, Ing. Ph.D. Skolitel : 54935Tato práce je zaměřena na měření a modelování hysterezních jevů u feromagnetik při použití Preisachova modelu. Největší díl práce je věnován nastavování parametrů Preisachova modelu z experimentálního měření, jakož i detailní rozbor komplikací v podobě nedostatečné saturace materiálu a magnetické viskozity, které výrazným způsobem komplikují určení váhové funkce Preisachova modelu experimentálním měřením. V práci je popsána možnost snížení výpočetní náročnosti Preisachova modelu různými způsoby, jejich přednosti a komplikace, které může přinést redukce výpočetní náročnosti. V práci je řešeno použití Preisachova modelu, který je upraven do podoby, kdy není využita, pro feromagnetické materiály na bázi oceli, obtížně získatelná váhová funkce. Praktické použití modelu je demonstrováno na simulaci ferorezonance na vysokonapěťovém transformátoru. Pro demonstraci univerzálnosti Preisachova modelu, je tento původně magnetický model nasazen i na modelování nabíjecích a vybíjecích cyklů lithium-iontových akumulátorů.
- ItemŠiroce přeladitelná objemová cívka určená k zobrazování malých hlodavců pomocí magnetické rezonanceVít, Martin; ; Jirák Daniel, doc. Ing. Ph.D. Skolitel : 64078Disertační práce pojednává o nové konstrukci vysoce sensitivní radiofrekvenční objemové cívky určené pro in vivo 1H/19F zobrazování a spektroskopii malých laboratorních zvířat s využitím 4,7 T experimentálního spektrometru magnetické rezonance. Hlavní myšlenkou práce je vylepšení běžného způsobu ladění objemových radiofrekvenčních cívek pro MRI. Zlepšení spočívá v novém technologickém přístupu, který umožní nastavení pracovní frekvence v relativně širokém frekvenčním rozsahu. Díky tomu bude možno snímat jak jádra 19F při frekvenci 188 MHz, tak jádra 1H při frekvenci 200 MHz. Těchto vlastností je možné dosáhnout i u konvenčně konstruovaných radiofrekvenčních cívek, avšak není již možno dodržet vysokou homogenitu radiofrekvenčního pole B1. Představená cívka tak vyniká především na poli homogenity MR snímků a dalších MR experimentů, což je velmi důležitý parametr stroje MRI a to zejména pro kvantifikační měření zkoumaných vzorků. Podle teoretických a praktických poznatků z experimentální práce bylo navrženo několik variant konstrukce, které byly optimalizovány až do výsledné podoby cívky popsané a realizované v rámci disertační práce. S vytvořenou cívkou bylo provedeno množství in vitro a in vivo experimentů, z nichž jeden vybraný, jako příklad využití, je popsán v závěru práce.
- ItemZobrazování doby života fluorescence metodou RATS v konfiguraci jedno-pixelové kameryJunek, Jiří; Žídek Karel, doc. RNDr. Ph.D. :65590Zobrazování doby života fluorescence (FLIM) patří mezi hojně rozšířené přístupy pro analýzu materiálů v široké škále výzkumných témat. Je však vždy nutné zvolit vhodnou principiální metodu pro měření dynamiky fotoluminiscence (PL) vzhledem k měřenému vzorku. V rámci dizertační práce je představen návrh nové robustní metody, kde není nutná předběžná znalost PL dynamiky vzorku. Princip využívá náhodně modulovaný excitační signál, což umožňuje měřit dohasínání na širokém rozsahu frekvencí v rámci jedné datové sady. To zaručuje přesnou rekonstrukci multi-exponenciální křivky dohasínání PL. Metoda získala název RATS z anglického "Random temporal signals". Pro účely FLIM lze metodu RATS přenést do 2D snímání například pomocí konfigurace jedno-pixelové kamery (SPC). Zde jsou prezentovány dvě optické uspořádání metody RATS využívající SPC. První z nich využívá dvou difusorů (dvakrát rozptýlené světlo), které jednak zajistí náhodnost časového signálu, ale i náhodné prostorové osvětlení měřeného vzorku -- stěžejní pro rekonstrukci SPC scény. Druhé optické uspořádání je implementace metody RATS do SPC mikroskopu, kde je prostorová náhodnost zajištěna digitálně ovládaným mikro-zrcátkovým čipem (DMD) a časová náhodnost je zajištěn náhodně digitálně modulovaným laserem. Kromě toho práce představuje dva rekonstrukční přístupy FLIM spektrogramu. První z nich se blíží standardním přístupům rekonstrukce spektrogramu FLIM v SPC. Proto sdílí podobné vlastnosti, jako je počet nutných rekonstrukcí vedoucí k dlouhé době výpočetního zpracování výsledků. Druhý z navrhovaných rekonstrukčních přístupů však potřebuje pouze tolik rekonstrukcí, kolik je dílčích životů dohasínání obsaženo v multi-exponenciální křivce PL dohasínání (obvykle bi-, tri-). To výrazně šetří čas následného zpracování. Navíc umožňuje zobrazení amplitudových map jednotlivých životů PL, což může být přínosné pro výzkum materiálového inženýrství. Oba přístupy jsou analyzovány pomocí simulací z hlediska šumových charakteristik a jsou vzájemně porovnávány. Nakonec jsou uvedeny myšlenky přímé rekonstrukce parametrů multi-exponenciálních kři-vek dohasínání v případech se šumem. První návrh, založený na řešení nedourčeného systému, očekává řídké řešení. Poskytuje přesné výsledky, ale není vhodný pro systém se šumem. Druhý návrh, využívá hlubokého učení a ukazuje na možnost získat hledané parametry dohasínání i v systému se šumem. Hladina šumu (0-1%) navíc neovlivňuje přesnost zjištěných parametrů. Tyto přístupy by nahradily regresní zpracování a dále zjednodušily metodu.
- ItemZpracování hyperspektrálních dat pomocí neuronových sítí na FPGAČech, Jiří; ; Rozkovec Martin, Ing. Ph.D. Skolitel : 57232Cílem práce bylo navrhnout a natrénovat konvoluční neuronové sítě pro vyhodnocování hyperspektrálních snímků, ověřit jejich vlastnosti oproti ostatním metodám a realizovat jejich výpočet na FPGA. Pro zjištění reálných vlastností hyperspektrálních snímků, byla nejprve dostupná hyperspektrální kamera podrobně zkoumána a jednotlivé vlastnosti řádně identifikovány.