MRÁZ, K. Výpočtové modelování přenosu tepla v porézních strukturách [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2020.

Posudek vedoucího

Boháček, Jan

Student se ve své diplomové práci věnuje výpočtovému modelování přenosu tepla v porézních oxidech železa tzv okují, s kterými je nutné v simulacích metalurgických procesů počítat. Práce je rozdělena do osmi kapitol. První kapitola jasně definuje problém a cíle práce včetně základních proměnných systému. Druhá kapitola se detailněji věnuje oxidům železa vznikajících na horkých površích ocelí během různých metalurgických procesů. Kapitola uvádí efektivní tepelnou vodivost jakožto hlavní parametr a vysvětluje vliv okují na intenzitu chlazení. Jinými slovy udává důvod, proč je nutné okuje podrobně studovat. Třetí kapitola je rešerší na dané téma, na různé přístupy aplikované v simulacích ostatních výzkumníků. Čtvrtá kapitola stručně avšak přehledně mluví o přípravě vzorku pro tomograf a o technologii tomografu samotné. V páté kapitole se student podrobněji rozepisuje o metodice, kterou sám využil pro přípravu korektní geometrie okuje. Pro reálná data z tomografu pořízené na místní akademické půdě student správně navrhuje nejdříve výběr vhodného vzorku okuje, základní odstranění šumu z data čili zaostření histogramu. Student se především zabývá vhodnou segmentací tak, aby bylo možné správně rozlišit mezi oxidem a pórem v oxidu. Zatímco identifikace velkých póru je jednoznačná, pro odsegmentování malých pórů jsou navrženy dvě strategie. V šesté kapitole student zmiňuje řešené rovnice vedení tepla, způsob jejich řešení v komerčním software ANSYS APDL, přípravu a nastavení numerického modelu. V sedmé, předposlední kapitole student srovnáním s 2D úlohami jasně demonstruje, proč je ve výpočtech nutné uvažovat trojrozměrnou geometrii okují. Dále je tu kvalitativně ukázano, že rozdíly ve výsledcích mezi strukturovanou a nestrukturovanou sítí jsou zanedbatelné. V osmé kapitole, což je závěr, student přehledně uvádí hlavní výsledky práce. Student během vypracovávání diplomové práce pracoval samostatně. Byl si schopen najít, porozumět i ve své práci využít odbornou literaturu. Vyzdvihnul bych především studentův zájem intenzivně pracovat se skriptovacím jazykem Python, který využil pro práci s CT daty. Velmi se mi libil studentův přístup, připravit jeden skript pro ANSYS APDL, posléze už vše fungovalo automaticky. Grafické výstupy z Paraview jsou velmi elegantní a názorné. Jsem rád, že si student osahal možnosti Metacentra, za které dost možná bude rád v budoucnu. Zdůraznil bych, že práce je psaná kvalitní angličtinou čili je velice pravděpodobné, že se dostane k mezinárodním čtenářům a vyslouží si citace v impaktovaných časopisech. Rozsah práce odpovídá rozsahu diplomové práce. Stanovených cílů bylo dosaženo nad rámec původní osnovy.

Posudek oponenta

Karimi-Sibaki, Ebrahim

The thesis written by Krystof Mraz entitled “COMPUTATIONAL MODELING OF HEAT TRANSFER PROBLEMS IN POROUS STRUCTURES” involves a combination of multiple successfully accomplished tasks such as image processing and computational modeling. Interesting insights and novelties are included to shed light on the complex phenomenon of heat transfer in porous structures. It is well-written and well-structured. However, the author could have describe more on the topic of equations solved. Before asking him my questions, let him write on the whiteboard the general equation of heat conduction and let him comment on each term it contains. Despite this very minor remark, I recommend an excellent mark.

eVSKP id 129607