ZEMAN, M. Využití počítačového modelování ke studiu transportních procesů v systémech obsahujících huminové látky [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta chemická. 2024.

Posudek vedoucího

Smilek, Jiří

Bakalářská práce Matěje Zemana se zaměřuje na počítačové modelování transportních procesů a následnou korelaci výsledků modelování s experimentálními daty získanými v předešlých VŠKP řešících podobnou problematiku. Nutno podotknout, že spojení softwarového modelování s reálnými experimenty je velmi progresivní vědecký přístup a v budoucnu zcela jistě často využívaný. Matěj zpracoval svou bakalářskou práci na dobré úrovni poměrně originálním „svým“ způsobem. V navazující VŠKP bych doporučoval vylepšit práci s odbornou literaturou, jak její studium, tak získávání poznatků a přetavení do podoby rešerše. I přes počáteční nezdary se nakonec podařilo splnit většinu cílů definovaných v zadání práce. V závěrečných měsících před odevzdáním BP je možné Matěje pochválit za to, jakým způsobem konzultoval svojí bakalářskou práci a i díky tomu lze říci, že práce kterou vykonal bude tvořit odrazový můstek pro navazující VŠKP podobného charakteru. Celkově lze říci, že Matěj Zeman zpracoval svou bakalářskou práci na dobré úrovni. Hodnotím ji stupněm „C – dobře“ a doporučuji k obhajobě.

Posudek oponenta

Sedláček, Petr

Matěj Zeman se v předložené bakalářské práci chopil náročného úkolu implementovat dostupné nástroje počítačového modelování do výzkumu interaktivity přírodních systémů s obsahem huminových látek. Téma práce považuji za originální a potenciálně velmi přínosné, protože osobně pokládám za nešťastné, že počítačová chemie zůstává na naší fakultě stále na okraji zájmu jak výzkumného, tak i pedagogického. Musím však zároveň konstatovat, že je to zřejmě právě chybějící opora v teoretických základech a praktických zkušenostech s počítačovým modelováním na školícím pracovišti, co vedlo k tomu, že potenciál tématu nebyl dostatečně naplněn. V předloženém textu autor po mimořádně stručném úvodu, v němž zcela postrádám vysvětlení vlastní motivace práce (co je cílem využití počítačového modelování právě v uvedené oblasti výzkumného zájmu?), shrnuje teoretické základy řešené problematiky. Bohužel se v této části práce autor nevyhnul celé řadě formálních, ale i věcných pochybení, které shrnuji na konci tohoto posudku. Následuje kapitola pojmenovaná Současný stav (čeho?), ve které bych očekával v souladu se zadáním práce „literární rešerši zaměřenou na téma využití softwarového modelování ke studiu transportních vlastností v disperzních soustavách“. Bohužel, kromě velmi obecného krátkého textu o oblastech výzkumu huminových látek a výhodách počítačového modelování (bez jakýchkoliv referencí na konkrétní zdroje) se čtenář dočká pouze informace o dvou vědeckých studiích, které se zadaným zaměřením rešerše souvisí jen zcela okrajově. Následuje popis vlastní experimentální činnosti studenta, a to formou popisu jednotlivých kroků návrhu a tvorby počítačového modelu v softwaru COMSOL Multiphysics (kap. Experimentální stanovení) a krátké diskuse získaných výsledků provedených simulací (kap. Výsledky a diskuse). V případě popisu tvorby modelu mohu ocenit názornost vypracovaného materiálu, který tak může do budoucna sloužit jako cenná praktická pomůcka pro navazující aktivity v rámci modelování v softwaru COMSOL Multiphysics. Na druhou stranu, ani zde se student nevyhnul některým zásadním věcným chybám (např. nesoulad v koncentračních jednotkách, viz níže). Z vlastních zkušeností s návrhem modelů a realizace simulací v použitém softwaru se také nemohu zbavit dojmu, že rozsah realizovaných simulací neodpovídá kreditové dotaci bakalářské práce (celkově cca 336 hodin práce). Také si dovolím pochybovat o tom, nakolik je vytvořený model použitelný k popisu reálných laboratorních experimentů, s jejichž výsledky je model ve výsledkové kapitole konfrontován (viz otázka k obhajobě). Navzdory výše uvedené kritice mohu konstatovat, že student v předložené bakalářské práci prokázal schopnost zorientovat se v teoretických základech poměrně složité problematiky, pracovat s literárními zdroji (celkově 40, cca v polovině případů primární zdroje typu vědecká monografie nebo časopisecká publikace) a realizovat vlastní experimentální činnost. Práci doporučuji k obhajobě a hodnotím ji stupněm C. Věcné chyby: - V celé práci se opakuje problém s jednotkami prezentovaných veličin. U difúzního toku, u nějž je navíc v práci použita nejednotná symbolika (J, J’, j), autor opakovaně uvádí jednotku mol.s–1, (namísto mol.m–2.s–1), přestože např. na str. 8 explicitně uvádí, že se jedná o tok „jednotkovou plochou“. Podobně na str. 8 u popisu rovnice (2) krom výše uvedené chyby autor uvádí rozměr koncentrace v mol.L–1, což je v nesouladu s rozměry ostatních uvedených veličin (správně mol.m–3). Další příklady chybně uvedených jednotek: viskozita v m2.s–1 (str. 12), difúzní koeficient v m–2.s–1 (str. 13). - V rovnici (16) na str. 14 chybí záporné znaménko! - Problém s jednotkami se opakuje i ve vlastní experimentální práci. Autor opakovaně uvádí, že používá koncentraci HK i barviva v g/L (např. koncentrace HK 0,05 g/L), přesto při definici počátečních podmínek modelu (viz str. 27) tvrdí, že zadává koncentraci 0,05 M (bod 2a tamtéž), přičemž ve skutečnosti v modelu zadal koncentraci 0,05 mol.m-3 (snímek obrazovky 9 tamtéž). Tato chyba se opakuje v celé experimentální části práce, pro koncentrace HK i barviva. - Huminové kyseliny rozhodně nejsou rozpustné při všech hodnotách pH nad 2 (jak autor uvádí na str. 16), ani nerozumím tomu, proč by měly koagulovat v zásaditém prostředí (str. 17). - Názvy rozšiřujících modulů programu COMSOL Multiphysics neodpovídají názvům uvedeným na str. 19 práce! Formální a formulační připomínky: - Citace po sobě jdoucích referencí je třeba sdružovat (např. [19 – 25] namísto [19, 20, 21, 22, 23, 24, 25], str. 16). - První odstavec Teoretické části (str. 8) nabízí asi nejméně srozumitelnou definici difúze, se kterou jsem se kdy setkal. - Pozor na formulace typu (str. 25) „Hodnoty difuzních koeficientů byly zvoleny tak, aby přes membránu nedifundovali huminová kyselina ani produkt a aby skrz ni difundovalo barvivo, ale zase aby hned nedifundovalo všechno. Tloušťka membrány byla zvolena, aby model odpovídal reálu.“

eVSKP id 156930