Seznam témat diplomových prací (2012/2013)

Základní úkoly diplomové práce jsou: 1)Seznámit se s problematikou ukládání vyhořelého jaderného paliva, transportu a výpočtu koncentrací radionuklidů. 2)Namodelovat rozpadové řady kritických izotopů prvků vyskytujících se ve vyhořelém jaderném palivu. 3)Výpočet koncentrací radioaktivních izotopů se započtením rozpadových řad pomocí softwaru Flow123D. 4)Vizualizace a popsání vypočtených výsledků pomocí grafů a tabulek.

Základní úkoly diplomové práce jsou:1)Popis matematického aparátu pro vyhodnocení spolehlivosti opravitelných a neopravitelných výrobků. 2) Výpočet parametrů Weibullova rozdělení a určení konfidenční oblasti pro neopravitelné výrobky. 3) Testování konstantnosti proudu poruch dle norem ČSN pro opravitelné výrobky. Stanovení parametrů degradace pro opravitelné výrobky. 4)Vytvoření aplikace zahrnující body 2 a 3. 5)Řešení příkladu na reálných datech z provozu.

Součástí práce je také výzkum mapující, jak žáci k řešení úloh přistupují. Úlohy budou zadávány žákům různého věku a budou zadány opakovaně, a to nejméně dvakrát. Při prvním zadání nebude studentům nabídnuta žádná teoretická opora, při opakovaném a obměněném zadání ano. Cílem je srovnání, zda se přístup k řešení liší s teoretickou oporou a bez ní. Pro jeden problém proto existují nejméně dvě na první pohled odlišná zadání; navíc s verzemi pro různé věkové kategorie. Doporučený postup:

1. Volba tří modelových problémů, jež budou zadány do výzkumu.

2. Formulace zadání pro nejméně dvě věkové kategorie, každá v nejméně dvou variantách pro výzkum.

3. Nalezení vhodné klasifikace pro srovnání kvality řešení a vhodného statistického modelu.

4. Zadání úloh v nejméně třech třídách, a to opakovaně s časovým odstupem.

5. Srovnání přístupu k řešení u jednotlivých žáků při opakovaném zadání.

6. Srovnání výsledků v rámci třídy.

7. Srovnání celkových výsledků jednotlivých tříd a vyslovení závěru.

8. Doplnění sbírky úloh o další podobné úlohy.

Aplikace je určena jako výuková pomůcka studentům k testování jejich návrhů Turingových strojů. Aplikace bude využívána při výuce odborných předmětů (Automaty a formální jazyky a Složitost a vyčíslitelnost). Požadavky na aplikaci:

1. Vizualizace musí být dostatečně názorná a graficky zpracovaná, aby byla vhodnou didaktickou pomůckou pro pochopení principu a programování Turingova stroje.

2. Součástí řešení je také zpracování nejméně dvou vzorových příkladů a podrobná nápověda pro uživatele.

3. Konkrétní stroj lze zadat buď prostřednictvím webového formuláře, nebo s pomocí popisu. K popisu stroje se využívá vhodný XML dialekt.

4. Aplikace umí popis stroje převést do binárního kódu univerzálního Turingova stroje.

5. Aplikace umí uložit do souboru popis právě testovaného stroje, ať už byl zadán jakkoliv.

6. Aplikace umí uložit do souboru binární kód právě testovaného stroje.

7. Aplikace umí krokovat nebo animovat průběh zpracování slova testovaným strojem. Jednotlivé kroky výpočtu jsou přehledně zobrazovány.

Práce má dvě části - nejprve bude nutné navrhnout a vytvořit program = parser který data zpracuje a uloží do databáze. Logickou součástí tohoto kroku je tedy i návrh této databáze údajů. Tento parser by měl být vytvořen v jazyce Python. Ve druhé části práce pak půjde o vytvoření jednoduché WWW aplikace nad získanou databází. Účelem této aplikace bude zpřístupnění získaných dat.

Práce má dva hlavní přínosy - program, který umožní v budoucnu výzkum opakovat a aktuální statistiku.

2) Na základě vlastního návrhu vytvořte aplikaci pro zpracování dat. Aplikace může data zároveň i sbírat ze sítě, nebo je možné využít některý existující crawler.

3) Pomocí vytvořené aplikace zanalyzujte alespoň 1 milion WWW stránek a výsledky analýzy uveďte ve své práci.

• Martelli A.: Python in a Nutshell, O'Reilly Media 2003
• Pilgrim M.: Dive into Python, dostupné online [1]

Úkolem DP je navázat na předchozí projekt a dále pokračovat ve vývoji aplikaci pro Android, která umožní ovládat kameru EYE-02 a zobrazovat seznam událostí včetně mediálních souborů (obrázků).

Hlavním přínosem práce je vytvořená aplikace.

• Vogel L. Android tutorials
• Android - Google Code University

Aplikace bude řešena jako serverová aplikace s připojením k workflow a komunikací s mobilními klienty. Klient bude mít možnost pracovat s aplikací jak v on-line režimu, tak i bez připojení k internetu. Data budou po připojení k internetu synchronizována se serverem. .

Hlavním přínosem práce bude vytvořená aplikace.

průběh sedimentace nanočástic ve vhodném roztoku na pricipu měření útlumu procházejícího světla. Naměřená data poté vhodným způsobem zpracovat.

indukce v závislosti na množství nanoželeza v roztoku umožní v rálném čase toto množství měřit a zaznamenávat. Zařízení tohoto typu již existuje, takže se jedná spíše o inovaci než o kompletní vymyšlění.

Jedním z důležitých parametrů textilních materiálů je porozita. Pro měření velikosti pórů lze použít tzv. bublinkovou metodu. Cílem práce je provést úpravy laboratorního porozimetru, osadit tento vhodnými snímači tlaku a průtoku s elektrickým výstupem, realizovat sběr dat do PC a naprogramovat jednoduchý software, který z naměřených dat vyhodnotí velikost největšího a průměrného póru.

Měření průtoku a množství tekutin, Praha: Dům techniky ČSVTS, 1987.
Jiří Nutil: Měřící technika v průmyslu. A., Měření teploty, tlaku, průtoku, Ostrava, Dům techniky ČSVTS, 1982.

Při simulaci proudění s nízkým Knudsenovým číslem (mikrofluidika) a proudění na složitých geometriích při malých a středních Reynoldsových číslech získává v posledních letech na popularitě Lattice Boltzmann metoda (LBM). Místo řešení Navier-Stokesových rovnic na výpočetní síti je zde Lagrangeovským přístupem řešena diskrétní Boltzmannova rovnice.

Cílem práce je provést stručnou rešerši, seznámit se s principy metody a vyzkoušet řešit jednoduchý problém obtékání válcového nanovlákna pomocí některého z open-source LBM balíků (například OpenLB).

http://www.numhpc.org/openlb/index.php?cat=50_Show%20Cases

V současné době se k řešení široké třídy technických problémů (pružnostní úlohy, proudění, vedení tepla, elektromagnetické úlohy ap.) používá metoda konečných prvků (FEM) nebo metoda konečných objemů (FVM). Proces řešení lze obecně rozdělit na tři fáze: preprocessing (tvorba geometrie a generování sítě), výpočet a postprocessing (vizualizace výsledků). Tato práce bude věnována postprocessingu: student se naučí zacházet se softwarem VisIt pro vizualizaci vědeckých dat. Balík bude následně využit pro vizualizaci a analýzu konkrétních výsledků simulací proudění. Jedním ze závěrů práce bude porovnání možností programu VisIt oproti programu ParaView.

Jiří Staněk: Vizualizace a postprocessing výsledků konečnoprvkových simulací, bakalářská práce FM TUL, 2009

Pro výpočty napětí a deformací elastických těles komplexních geometrií existuje mnoho zavedených konečnoprvkových kódů, např. ANSYS, Abaqus či Nastran. Cílem této práce je provést výpočet namáhání elastického tělesa pomocí open-source softwarového balíku OpenFOAM, který je založen na metodě konečných objemů.

Při výpočtech proudění metodou konečných prvků nebo konečných objemů má volba výpočetní sítě zásadní vliv na rychlost konvergence algoritmu a na kvalitu řešení. V případě složitých geometrií z průmyslové praxe lze stěží vystačit s akademickými generátory sítí, a je potřeba použít software schopný importovat CAD geometrie.

Cílem práce je prozkoumat možnosti open-source balíku Salome a s jeho pomocí vygenerovat 3D síť na složité geometrii.

Cílem práce je naučit se pracovat v softwaru OpenFOAM, vyzkoušet různá diskretizační schémata, která program nabízí, a porovnat rychlost a přesnost výpočtu na benchmarkovém případu obtékání válce tekutinou.

http://www.openfoam.com

Na základě dodané geometrie nádoby pro rozvlákňování papírenské směsi včetně rotoru s lopatkami bude vygenerována síť pro výpočty metodou konečných objemů či konečných prvků.

Student se seznámi s principy a metodami pro generování výpočetních sítí a získá zkušenosti s prací s některými z běžných CAD formátů. Dlouhodobým cílem projektu je optimalizace tvaru nádoby a lopatek rotoru pro zvýšení intenzity míchání papírenské směsi a snížení energetické náročnosti.

http://www.openfoam.com/docs/user/snappyHexMesh.php