PETRÁŠOVÁ, A. Počítačové modelování teplotní hystereze při změně skupenství [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2021.

Posudek vedoucího

Klimeš, Lubomír

Anna Petrášová se ve své diplomové práci zabývala výpočtovým modelováním teplotní hystereze při změně skupenství. Cílem práce bylo v prvním kroku provést řešerši stávajících metod, které jsou používány pro aktuální téma modelování teplotní hystereze u tzv. materiálů se změnou fáze (PCMs - phase change materials). Tyto materiály jsou slibným přístupem pro uchovávání tepelné energie a pro efektivní využívání energetických zdrojů, zejména obnovitelných. Druhým a nejdůležitějším krokem řešení zadání bylo vytvořit a implementovat počítačový model, který bude umožňovat simulaci hysterezního chování. Pro tento účel měly být využity charakteristiky a experimentální data, které byly publikovány ve výzkumném článku v zahraničním časopise. Ve třetím kroku pak měl být model použit v simulační studii a v následné analýze mělo být chování modelu kvantifikováno, a to zejména ve srovnání s modelem, který hysterezní chování ignoruje. Studentka splnila všechny výše uvedené body zadání práce. Studentka při vypracování práce dokázala prohloubit své teoretické znalosti z matematické analýzy, numerických metod a termomechaniky a následně tyto znalosti aplikovala při programování počítačového modelu. Hlavním přínosem práce je naprogramovaný model v Matlabu, který integruje zpracovaná experimentální data z dostupné studie. Studentka při tvorbě svého modelu vycházela z dříve navrženého modelu, který rozšířila a vylepšila tak, aby chování modelu odpovídalo experimentálním výsledkům. Pro tranzitní chování při částečných změnách skupenství studentka využila po částech lineární přístup. Chování modelu následně studentka analyzovala na jednoduché 1D úloze a provedla srovnání s modelem bez hystereze. Popis modelu a jeho tvorba je zpracována poměrně dobře, ale model a jeho popis mohl být detailnější s uvažováním spojitých tranzitních přechodů, což by umožnilo lepší kvantifikaci a charakterizaci hysterezního modelování. Rovněž uvažovaný případ s jednorozměrnou úlohou je poměrně jednoduchý a pro detailnější analýzu by bylo vhodnější implementovat 2D nebo 3D případ (popř. více případů) s komplexnější geometrií. Následná analýza chování modelu je poměrně stručná a měla by být zpracována více do detailů vč. podrobnější kvantifikace srovnání jednotlivých modelovacích přístupů. Přesto však vznikla ucelená práce se zajímavými výsledky, které bude možné dále rozvinout. Oceňuji, že studentka pracovala do značné míry samostatně a nastudovala problematiku, se kterou se během svého studia nesetkala. Postup řešení bylo ale vhodnější častěji konzultovat s vedoucím práce, což by umožnilo předejít některým zjednodušením, které studentka do řešení zahrnula. Práce je vysázená v LaTeXu, je poměrně čtivá, formulace myšlenek a uspořádání práce jsou na dobré úrovni. Studentka využila dostatečné množství zdrojů, přičemž mezi ně patří i odborné výzkumné články publikované v anglickém jazyku. Studentka prokázala schopnost samostatné práce, splnila všechny body zadání na dostatečné úrovni, práce obsahuje všechny náležitosti a proto ji doporučuji k obhajobě s hodnocením dobře/C.

Posudek oponenta

Charvát, Pavel

Diplomová práce Bc. Anny Petrášové je zaměřena na počítačové modelování teplotní hystereze při změně skupenství látky z pevného na kapalné a naopak. V úvodní části práce se autorka věnuje základním mechanismům přenosu tepla a jejich matematickému popisu. Následuje popis metod používaných pro počítačové modelování změny skupenství. Součástí zadání diplomové práce bylo provedení literární rešerše způsobů modelování teplotní hystereze při změně skupenství. Tato rešerše zahrnuje jak modelování úplných, tak částečných změn skupenství. Poznámka: V rešeršní části práce je možné používat obrázky přímo převzaté z literárních zdrojů (s uvedením zdroje), ale na jiných místech práce (např. obr. 1.1 nebo obr. 8.1) by bylo lepší obrázky překreslit. Na obranu autorky diplomové práce je třeba uvést, že většina převzatých obrázků pochází z publikace, jejímž hlavním autorem je vedoucí diplomové práce. Hlavní část práce tvoří simulační studie k ověření vlivu teplotní hystereze na tání a tuhnutí materiálu se změnou skupenství. Simulační studie je provedena pro případ jednorozměrného vedení tepla. Pro modelování změny skupenství s teplotní hysterezí použila autorka entalpickou metodu. V této souvislosti je třeba ocenit zohlednění částečných změn skupenství při modelování teplotní hystereze. Zohlednění částečné změny skupenství v jednotlivých výpočetních uzlech považuji za hlavní přínos diplomové práce. Prezentace výsledků simulační studie a jejich diskuze mohla být v diplomové práci poněkud rozsáhlejší. Prezentované výsledky tvoří především teplotní profily. Bylo by vhodné ukázat citlivost (případně necitlivost) modelu na prostorovou diskretizaci a délku časového kroku a také ověřit, že model neporušuje zákon zachování energie. Diplomová práce je na velmi dobré jazykové a grafické úrovni. Práce ve formátu pdf obsahuje funkční hypertextové odkazy, které čtenáři usnadňují pohyb v rámci dokumentu. Zadání diplomové práce bylo splněno a práci doporučuji k obhajobě.

eVSKP id 132643