RACLAVSKÝ, M. Analýza mísení substrátu pro krytokořenný sadební materiál pomocí DEM simulací [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2025.
Diplomová práce se zabývá analýzou mísení substrátu pro krytokořenný sadební materiál pomocí numerické simulace metodou DEM. Práce byla zpracována ve spolupráci se Školním lesním podnikem křtiny - Mendelovy zemědělské a lesnické univerzity Brno. V úvodu práce student popisuje základní vlastnosti sypkého materiálu a analyzuje výzvy při mísení s vhodným vyhodnocením homogeneity Laceyho indexem. Dále detailně popisuje metodu diskrétních prvků (DEM), použitelné modely kontaktů pro modelování substrátu při mísení. Dále student provedl sérii experimentálních kalibračních zkoušek fyzikálních parametrů substrátu, jako je např. sypná hmotnost, koeficienty tření, restituce, valivého odporu, jednoosého stlačení apod. Tato měření probíhala na vzorcích takřka suchého substrátu odebraného přímo ze zpracovatelské linky. V hlavní části práce student provedl kalibraci materiálu v DEM prostředí pomocí vybraných kalibračních zkoušek. Zkalibrovaný materiál byl poté použit pro analýzu mísení. Poslední část se zabývá provedením DEM analýzy mísení substrátu. Student nejprve popsal použitý model mísiče se šnekovými lopatkami spolu se způsobem přívodu substrátu do mísiče a dalším nastavením. Po dokončení simulace v softwarovém prostředí Altair EDEM student posoudil chování směsi po určité době mísení a dále vyhodnotil mechanickou odezvu mísiče, jako axiální sílu, točivý moment a potřebný výkon. Posléze student vyhodnotil kvalitu promísení substrátu pomocí buněk k výpočtu Laceyho indexu, který se začal ustalovat kolem hodnoty 0,3, což není finální hodnota, avšak výpočet byl omezen hardwarovými možnostmi. Pro porovnání vyhodnocených parametrů by bylo třeba provést experimentální měření vybraných veličin na stroji, což je však nad rámec této diplomové práce. Student prokázal hluboký zájem o téma i schopnost samostatně pracovat s pokročilými simulačními metodami. Student se dále podílel na fyzickém měření substrátu přímo v provzou lesního podniku Křtiny. Práce je značně rozsáhlá, kvalitně zpracovaná a plně splňuje veškeré cíle, výhrady k této práci jsou ospravedlnitelné hardwarovými možnostmi a celkovou dobou výpočtu. Celkově práci hodnotím rozsahem i zpracováním jako velmi kvalitní, jelikož byl model substrátu částečně porovnán s chováním reálného materiálu. Práci doporučuji k obhajobě.
| Kritérium | Známka | Body | Slovní hodnocení |
|---|---|---|---|
| Splnění požadavků a cílů zadání | A | ||
| Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod | A | ||
| Vlastní přínos a originalita | A | ||
| Schopnost interpretovat dosažené výsledky a vyvozovat z nich závěry | A | ||
| Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii | A | ||
| Logické uspořádání práce a formální náležitosti | A | ||
| Grafická, stylistická úprava a pravopis | A | ||
| Práce s literaturou včetně citací | A | ||
| Samostatnost studenta při zpracování tématu | B |
Autor zadání naplnil, provedl komplexní experimentální charakterizaci substrátu, sestavil DEM model a provedl sadu simulačních testů ve specifické mísicí geometrii. Autor prokázal schopnost aplikace pokročilých výpočetních metod na inženýrský problém. Použití softwaru Altair EDEM, volba vhodného kontaktního modelu a kalibrace na základě experimentálních dat odpovídají současným trendům v oblasti částicových simulací. Práce se vyznačuje dobrou znalostí metodických nástrojů, a to jak v oblasti DEM, tak mechaniky sypkých hmot. Přesto je třeba upozornit na dvě slabší místa: - Absence měření vlhkosti substrátu – což je klíčový parametr u kohezních směsí. - Validace výsledků simulace je pouze kvalitativní – nebylo provedeno kvantitativní porovnání simulace s reálným stavem, což limituje důvěryhodnost výsledků. Metodika je detailně rozpracována, experimentální měření zahrnují sypnou hmotnost, sypný úhel, součinitele tření a jednoosou kompresi. Volba kontaktního modelu BPM byla opodstatněná, ale mohla být lépe podložena porovnáním více metrik (např. Laceyho index, distribuce napětí, adhezní síly). Simulace samotná je přehledně dokumentována a výsledky interpretovány srozumitelně. Práce je jazykově na velmi dobré úrovni, text je stylisticky vyvážený, terminologicky správný. Obrázky a grafy jsou přehledné, tabulky dobře strukturované. Občasná stylistická nepřesnost (např. opakování slov, méně hladké přechody mezi kapitolami) nijak nesnižuje celkovou kvalitu. Výsledky práce jsou prakticky využitelné pro návrh a optimalizaci zařízení na mísení substrátu. Práce prokazuje možnost použití DEM jako efektivního nástroje inženýrské predikce. Pan Bc. Martin Raclavský prokázal velmi dobré pochopení problematiky, aplikoval náročné numerické metody a podložil je reálnými experimenty. Práce má dílčí nedostatky, které v žádné případě nesnižují odbornost práce. Doporučuji tuto práci k obhajobě.
| Kritérium | Známka | Body | Slovní hodnocení |
|---|---|---|---|
| Splnění požadavků a cílů zadání | A | ||
| Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod | A | ||
| Vlastní přínos a originalita | A | ||
| Schopnost interpretovat dosaž. výsledky a vyvozovat z nich závěry | A | ||
| Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii | A | ||
| Logické uspořádání práce a formální náležitosti | B | ||
| Grafická, stylistická úprava a pravopis | B | ||
| Práce s literaturou včetně citací | A |
eVSKP id 165932