České vysoké učení technické
Fakulta stavební

Katedra mechaniky K132

Témata - Závěrečné práce

Vypsaná témata prací pro akademicky rok 2016/2017:

Bakalářská práce (Bc.)

Hledání a porovnání space-filling algoritmů pro generátory kvazináhodných čísel s nenulovým počátkem

Tématem této bakalářské/diplomové práce bude implementovat a porovnat některé z možných přístupů tzv. space-filling algoritmů (dále jen SF). V poslední době se objevují požadavky na SF algoritmy, které nezačínají na bílé ploše, ale mají za úkol pokračovat z nějakého zadaného stavu. Tato oblast již tak probádaná není a nabízí několik možných a značně různorodých řešení, což bude náplní práce. V případě zájmu by bylo možné na tématu dále pracovat i v rámci diplomové práce.

Další informace o tématu najdete zde.

Kontakt: Matěj Lepš

Homogenizace perforovaných tenkostěnných profilů

Cílem této práce by bylo navrhnout výpočetní postup pro určení stabilitní únosnosti tenkostěnného prutu pro libovolný vzor děrování. Únosnost homogenizovaného prutu bude modelována zobecněnou nosníkovou teorií tenkostěnných konstrukcí se zohledněním anizotropie materiálu. Práci je též možné pojmout jako diplomovou nebo disertační.
Další informace o tématu najdete zde.

Kontakt: Jan Zeman

Návrh závěsného systému pro výstavní instalace v prostorách AVU

Cílem práce je navržení a statické ověření závěsné konstrukce, sloužící k prezentaci prací studentů Akademie výtvarných umění

Kontakt: Aleš Jíra

Ověřování mechanických vlastností zubů a dentálních implantátů

Cílem práce je zjišťování mechanických vlastností zubů a dentálních implantátů pomocí nanoindentace, ověření mechanické únostnosti dentálních implantátů a analýza jejich povrchů

Kontakt: Aleš Jíra

Regrese experimentální dat metodami multikriteriální optimalizace

Cílem navrhované práce by bylo vytvoření programového nástroje v prostředí MATLABu, který umožňuje regresi dat pomocí splinových funkcí. Protichůdné požadavky co největší hladkosti a co nejmenší chyby budou zohledněny pomocí metod vícekriteriální optimalizace. V případě zájmu by bylo možné na tématu dále pracovat i v rámci diplomové práce.
Další informace o tématu najdete zde.

Kontakt: Jan Zeman

Statická optimalizace tvarově složitých konstrukcí

Cílem této práce by byla tvarová optimalizace navrženého objektu z pohledu statického resp. dynamického působení. Optimalizace by se dále týkala vhodnosti aplikace tradičních (ocel, beton) i netradičních (tkané kompozity, sklo, plasty) materiálů. Z tématu práce vyplývá úzká spolupráce s některým ze studentů fakulty architektury z ateliéru Ing. Floriána, Ph.D. V případě zájmu by na práci bylo možné pokračovat i v rámci magisterského studia.
Další informace o tématu najdete zde.

Kontakt: Jan Zeman

Statické posouzení mobilní bambusové konstrukce propagačního stánku pivovaru

Cílem práce je vytvoření alternativních statických modelů a jejich posouzení prostřednictvím MKP

Kontakt: Aleš Jíra

Statický rozbor vybraného historického objektu

Cílem této práce je statický rozbor objektu z pohledu různých okrajových podmínek. Jedná se o různé typy uložení konstukcí a vzájemných vazeb mezi jednotlivými prvky. Z tématu práce vyplývá úzká spolupráce s praxí a firmami zabývajícími se opravami historických konstrukcí. V případě zájmu by na práci bylo možné pokračovat i v rámci magisterského studia.

Kontakt: Petr Fajman

Vícekriteriální rekonstrukce mikrostruktury

Jedním se zásadních problémů modelování tradičních i moderních materiálů je popis uspořádání jednotlivých složek materiálu z omezených informací dostupných například z pozorování materiálů pod elektronovým mikroskopem. Cílem rekonstrukčních postupů je vybudovat model mikrostruktury ze základních statistických charakteristik pozorovaného materiálu. Cílem navrhované práce by bylo vytvoření programového nástroje pro rekonstrukci mikrostruktury vícesložkových materiálů. Zohlednění různých statistických kritérií pro rekonstrukci by byly zohledněny technikami vícekriteriální optimalizace. Na tématu je možné pracovat v rámci bakalářské práce, magisterských projektů zakončených diplomovou prací případně i v rámci doktorského studia.
Další informace o tématu naleznete zde

Kontakt: Jan Zeman

Vliv vstupních parametrů na MKP modely nosníků z lepeného lamelového dřeva

Přesnost určení modulů pružnosti dřeva, které jsou vstupními parametry do příslušných MKP modelů, má na jejich věrohodnost zásadní vliv. Stupeň rozpracování tématu bude přizpůsoben typu práce (bakalářské, nebo magisterské), stejně jako podíl experimentální a teoretické části.

Kontakt: Lenka Melzerová

Diplomová práce (Ing.)

Biomechanické vlastnosti tuhých tkání

Biomechanické vlastnosti tuhých tkání - experimentální verifikace makro-mezo-mikrotuhosti, pevnost, lomovitost, aplikace indenteru a elektronových mikroskopů.

Kontakt: Miroslav Petrtýl

Kompozitní polymerové náhrady lidského skeletu

Kompozitní polymerové náhrady lidského skeletu.

Kontakt: Miroslav Petrtýl

Kovové pěny

Téma 4: Studium absorbčních vlastností porézních kovových pěn. Náplň: Provedení a vyhodnocení rázových experimentů porézní kovové pěny (91% porozita, uzavřená buněčná struktura), konstrukční využití, sendvičové konstrukce. Modelování elastických a časově závislých jevů.

Kontakt: Jiří Němeček

Materiálové vlastnosti betonu a pískovců

- Vliv vlhkosti na materialové charakteristiky betonu
- Experimentalní analýza stárnutí betonu
- Materiálové charakteristiky piskovců při různém stupni nasycení vodou

Kontakt: Petr Konvalinka

Mikromechanika cementových kompozitů

Téma 6: Vytvoření databáze mikromechanických vlastností kompozitů na bázi cementu Náplň: Vyšetřování mikromechanických parametrů cementových kompozitů (cement, popílek, struska, mikro a nanoaditiva) pomocí metody nanoindentace a small-scale testů experimentální měření, doprovodné analýzy optická mikroskopie, SEM, AFM.

Kontakt: Jiří Němeček

Mikromechanika zubů

Téma 5: Biomechanika zubní skloviny a dentinu pomocí nanoindentace. Náplň: Experimentální určení mikromechanický parametrů zubní skloviny a dentinu za pomoci nanoindentace. Stanovení závislostí (profily vlastností, směrová závislost, anizotropie).

Kontakt: Jiří Němeček

Modelace a remodelace tuhých tkání

Modelace a remodelace tuhých tkání (kortikalis, spongiózní kost, subchondrální kost a chrupavka).

Kontakt: Miroslav Petrtýl

Nanoindentace

Téma 1: Experimentální měření nanomechanických vlastností cementových materiálů. Náplň: Studium elastických a časové závislých parametrů cementových kompozitů (cement, popílek) pomocí metody nanoindentace, experimentální měření, doprovodné analýzy SEM, AFM, základní modelování procesů.

Kontakt: Jiří Němeček

Optimalizace tvaru dříků dentálních implantátů

cílem práce je modelování pomocí MKP a hledání optimální varinty tvaru nitrokostní části dentálního implantátu. Návrh možných změn a povrchových úprav použitých materiálů.

Kontakt: Aleš Jíra

Prodlužování dlouhých kostí dětí

Prodlužování dlouhých kostí dětí – napjatostní analýzy.

Kontakt: Miroslav Petrtýl

Simulace poškozování keramických kazet

Při výpalu keramických prvků, například střešních tašek, se používá tunelovací pec. Keramické prvky jsou uloženy na nosiče, které musí vydržet tepelné nahání v několika tisících cyklech. Cílem bakalářské / diplomové práce je provést výpočetní analýzu nového keramického nosiče, který trpí předčasným porušením. Na základě analýzy navrhnout optimální tvar nosiče. Student bude pracovat v grafickém prostředí preprocesoru Salome, výpočetního programu OOFEM a postprocesoru Paraview. Bude se řešit sdružená úloha teplota/mechanika. Pro práci stačí základní znalosti počítače a modelování, znalost základního programování je výhodou. Práce bude vykonávána v součinnosti s firmou Silike, Děčín a výsledky budou použity v praxi.

Kontakt: Vít Šmilauer

Statický rozbor plachtových konstrukcí

Cílem této práce je zjištění statického působení plachtových konstrukcí z pohledu různých okrajových podmínek. Jedná se o různé typy uložení a vzájemných vazeb mezi jednotlivými prvky. Z tématu práce vyplývá úzká spolupráce s praxí a firmami zabývajícími se výrobou plachtových konstrukcí.

Kontakt: Petr Fajman

Superhydrofobicita betonu

Téma 3: Zvyšování odolnosti betonových konstrukcí proti pronikání vody pomocí hydrofobizace. Náplň: Studium povrchové a hloubkové hydrofobizace betonu, selekce dostupných přípravků, experimentální měření stupně hydrofobizace (hloubka, kontakní úhel), mechanismy působení. Experimentální práce a modelování- povrchové napětí, kapilární absorbce, superhydrofobicita.

Kontakt: Jiří Němeček

Umělé náhrady artikulární chrupavky

Umělé náhrady artikulární chrupavky – návrh hybridních implantátů.

Kontakt: Miroslav Petrtýl

Umělé zubní náhrady

Umělé zubní náhrady – stabilita dříků implantátů ve spongiózní kosti (napjatostní a deformační pole v implantátech a v kostní tkáni).

Kontakt: Miroslav Petrtýl

Doktorská práce (PhD)

Degradace zdenych klenbovych mostu vlivem dopravy

Zkousky zdenych prvku ve stridavem excentrickem tlaku, kumulace poskozeni, stanoveni pripustne hloubky trhlin, odhad zivotnosti zdenych klenbovych mostu.

Kontakt: Petr Řeřicha

Materiálové charakteristiky betonu zatíženého účinky teploty a rozmrazovacích prostředků

V práci se předpokládá provedení experimentální a počítačové analýzy chování betonu při zatížení různým počtem cyklů zmrazování-rozmrazování (výroba zkušebních těles, zatěžování, testování na moderním zatěžovacím stroji a vyhodnocení výsledků měření).

Kontakt: Petr Konvalinka

Paralelizace isogeometrické analýzy založené na T-splinech

Isogeometrická analýza (IGA) se v posledních letech rozvíjí jako zajímavá alternativa ke standardní metodě konečných prvků (MKP). IGA je založena na použití stejných funkcí jak pro popis geometrie (v rámci CADu) tak pro aproximaci řešení problému nad danou geometrií. To eliminuje potřebu tvorby konečněprvkové sítě, neboť IGA vystačí s pravoúhlou teselací parametrického prostoru dané geometrie. Další předností je obecně vyšší spojitost bázových funkcí mezi "prvky" na téže geometrické entitě (křivce, ploše, objemu) a možnost navazovat geometrické entity tak, aby mezi nimi byla zajištěna vyšší spojitost řešení (než jen Co). To vede na obecně menší počet neznámých, než je zapotřebí v MKP při dosažení řešení téže přesnosti.

Cílem práce je rozšířit stávající pilotní implementaci IGA (v rámci volně šiřitelného objektově orientovaného prostředí OOFEM) z jednoduchých T-splinových ploch na plochy komplexní (složené), eventuálně na objemy, a následně ji paralelizovat. Rozšíření implementace na složené T-splinové plochy předpokládá především vytvořeních vhodných datových struktur a odpovídajících metod (algoritmů) pro jejich zpracování, včetně zpracování okrajových podmínek. Paralelizace, založená na doménové dekompozici, předpokládá zejména navržení efektivního algoritmu pro dekompozici (např. na bázi vytvoření grafu, který lze dělit pomocí osvědčených postupů vypracovaných pro grafy), dále automatizaci přípravy vstupních dat pro paralelní výpočet, eventuálně zpracování výsledků. Součástí by měla být i studie škálovatelnosti paralelního řešení a aplikace na řešení komplexní úlohy.

Kontakt: Daniel Rypl

Paralelní výpočty v mechanice konstrukcí

Předmětem navrhované práce je využití distribuovaných a paralelních počítačových technologií pro simulaci chování stavebních konstrukcí, zejména s ohledem na aplikaci komplexních 3D výpočtů, realistických materiálových modelů a adaptivních technik, které jsou výpočetně vysoce náročné. Předpokládá se využití algoritmů pro dynamické vyrovnávání zátěže jednotlivých procesorů (load balancing), iteračních metod řešení a efektivních algoritmů distribuovaného ukládání dat. Výsledky práce najdou využití nejen na moderních paralelních (super)počítačích, ale i na počítačových svazcích založených na sítích pracovních stanic.

Kontakt: Bořek Patzák

Reprezentace materiálových rozhranní

Tématem práce bude návrh a implementace algoritmů pro popis pohyblivých materialových rozhranní v numerických modelech. Výsledky práce najdou uplatnění např. v modelování proudění s volnou hladinou ci simulacích výrobních procesů.

Kontakt: Bořek Patzák

Transportní procesy

Téma 2: Transport chloridů v betonu. Náplň: Provedení experimentů a numerického modelování pro stanovení difuzních charakteristik betonu, aplikace procesu odstranění chloridů z železobetonové konstrukce metodou elektrochemické extrakce, míra koroze výztuže. Stanovení závislostí na klíčových parametrech (poškození, karbonatace betonu).

Kontakt: Jiří Němeček

—   K 1 3 2   F S v   C V U T   —
(C) 1998-2017 by Mech, powered by Apache, Debian & Dell