HAVRÁNEK, Z. Analýza vibrací pomocí akustické holografie [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií. 2009.
Disertační práce p. Ing. Zdeňka Havránka je jednou z nejlepších, kterou jsem kdy vedl a možná i kterou jsem viděl za celou dobu své profesní činnostil. Hodnotím ji nejvyšším možným stupněm.
Posudek oponenta na disertační práci Ing. Zdeněk Havránek: Using Acoustic Holography for Vibration Analysis (Analýza vibrací pomocí akustické holografie) Úvod Akustická holografie představuje logické rozšíření a zobecnění interferenčních jevů nastávajících při skládání libovolného vlnění. V praxi je značně rozšířená a teoreticky velmi dobře zpracována holografie pro optické vlnění. Analogickými postupy jako u optické holografie lze vytvořit interferenční obrazce - hologramy také při akustickém vlnění. Zásadní předností dvourozměrných akustických hologramů je možnost rekonstrukce akustického pole tak, že lze získat informaci o akustických veličinách v 3D prostoru. Této přednosti je v současné době intenzivně využíváno při analýze vibrací objektů, kdy se vyžaduje určení místa a intenzity vibrace vyvolávající síly. Analýza vibrací pomocí akustické holografie vyžaduje komplexní přístrojové vybavení (matici senzorů tlaku příp. rychlosti pohybu částic) a značně složité a časově náročné postupy číslicového zpracování signálů. A právě v této zatím poměrně málo probádané oblasti přináší disertace nové poznatky. Aktuálnost a soulad námětu disertace s oborem doktorského studia (Kybernetika, automatizace, měření) Ze samotné podstaty sledovaného problému plyne komplexní charakter tématiky a nástrojů použitých pro řešení cílů disertace. Bylo nutné analyzovat vlastnosti senzorů tak, aby bylo vyhověno poměrně přísným požadavkům na mapování akustického pole. Šlo především o metody vyloučení amplitudového a fázového nepřizpůsobení jednotlivých senzorů, vyžadující značnou odbornou erudici v oblasti měřicí techniky. V oblasti číslicového zpracování měřicích signálů zejména byly úkoly ještě náročnější. Byly vyvinuty nebo optimalizovány algoritmy určení a regularizace parametrů a vyvinuty metody měření založené na použití dvou skupin planárně uspořádaných senzorů akustického tlaku. Experimentování s tak velkým počtem senzorů vyžaduje automatizaci měřicího procesu, např. řízený posuv řady senzorů kolem sledovaného objektu. Lze tedy říci, že disertace zahrnuje všechny zásadní disciplíny studovaného oboru. Přímým důkazem aktuálnosti tématu práce je mimo jiné také spolupráce disertanta na úkolech akustické holografie s předními světovými odborníky během jeho studijního pobytu na Dánské Technické Universitě a v laboratořích věhlasné akustické firmy Bruel-Kjaer. Navíc vývoj metod akustické holografie je silně stimulován akutními potřebami snižování hluku a vibrací zejména u dopravních prostředků. Přínosy práce Disertace je věnována vývoji, optimalizaci a vyhodnocení algoritmů pro akustickou holografii použitou pro analýzu vibrací. Byla experimentálně nebo simulací ověřena celá řada perspektivních algoritmů výpočtu a na jejich základě doporučeny metody opírající se o Wienerovu filtraci a jednoduché postupy filtrace v oblasti vlnových čísel k. Dále byly navrženy nové postupy regularizace parametrů v algoritmech pro holografii v blízkém akustickém poli. V práci navržená nová počítačová implementace algoritmu SONAH více než pětkrát zkracuje dobu výpočtu. Pozitivních výsledků bylo dosaženo rozšířením postupů klasické holografie na situaci, kdy jsou senzory akustického pole uspořádány ve dvou rovinách. Tento nově navržený postup silně potlačuje vlivy chybných dat - tj. šumu. Za příspěvek k problémům s aplikací akustické holografie pro rozměrné objekty lze také považovat v disertaci uvedený postup kombinace postupně získaných hologramů ("patches") do většího celku. V rámci disertace byl realizován měřicí systém pro akustickou holografii tvořený levnými elektretovými mikrofony a vyvinut postup korekce rozdílu jejich vlastností na základě znalosti individuálních přenosových charakteristik. Publikace dosažených výsledků Obsah přiložených 6-ti reprintů příspěvků disertanta na prestižních mezinárodních konferencích (Inter-Noise, IMEKO) potvrzuje, že stěžejní výsledky disertace byly již technické a vědecké veřejnosti zpřístupněny. Publikované výsledky disertace jsou pečlivě zpracovány po stránce obsahové i formální. Jejich hodnotu dále zvyšuje skutečnost, že jejich část byla vypracována ve spolupráci s významnými odborníky akustické holografie jako výsledek zahraničního studijního pobytu uchazeče. Hodnocení vědecké erudice uchazeče Zaměření disertační práce poskytlo rozsáhlý prostor pro ověření schopností disertanta tvořivě přispívat k řešení úkolů vědecko-výzkumné povahy v oboru kybernetika, automatizace a měření. Akustická holografie je komplexní metoda vyžadující erudici v oboru měření (senzorika), primárního zpracování výstupních signálů senzorů, pokročilých metod číslicového zpracování signálů a jejich počítačové implementace a zejména ve správné fyzikální interpretaci experimentálně získaných výsledků. Z oblastí automatizace a kybernetika je vyžadována znalost metod modelování, simulace a numerického řízení experimentů. Jak ukazují mezinárodně publikované přínosy práce a rozsáhlá experimentální činnost lze soudit, že vědecká erudice disertanta odpovídá požadavkům tvůrčí vědecké činnosti ve výše jmenovaných oborech. Celkové hodnocení disertace Disertace je věnována aktuálním odborným problémům analýzy vibrací využitím moderních bezdotykových metod akustické holografie. Přinesla několik významných příspěvků k aplikaci holografie pro oblast konstrukce moderních strojních zařízení (vozidla) a zejména jejich diagnostiku. Cíle disertace byly splněny a práce má velmi dobrou odbornou a formální úroveň. Lze ocenit také skutečnost, že školící pracoviště umožnilo uchazeči zahraniční studijné pobyt na prestižních pracovištích. Otázky pro rozpravu v rámci oponentního řízení 1. Přineslo by použití vhodné varianty vlnkové transformace výhody ve srovnání s doposud užívanou Fourierovou transformací? 2. Metody akustické holografie jsou teoreticky použitelné i pro získání informací o jiných fyzikálních vlastnostech vibrujícího objektu. Jsou již takovéto aplikace známé a používané? 3. Porovnejte metody akustické a optické holografie z hlediska jejich využití pro analýzu vibrací 4. Jak se vylučuje rušivý vliv případných odrazů akustického vlnění od okolních předmětů? 5. Jsou pro akustickou holografii vhodné senzory tlaku používající Fabryho-Perotova rezonátoru ke a snímání průhybu membrány rezonátoru optických vláken ? 6. Porovnejte vhodnost senzorů tlaku a rychlosti pro akustickou holografii Závěr Na základě předchozího hodnocení konstatuji, že disertační práce Ing. Zdeňka Havránka přinesla nové poznatky v oblasti akustické holografie. Prokázala také, že uchazeč ovládá nástroje a má schopnosti samostatné tvůrčí činnosti v oboru kybernetika, automatizace a měření. Úroveň práce odpovídá obecně uznávaným požadavkům k udělení vědecko-akademické hodnosti "philosophiae doctor" ve zkratce "PhD". Udělení této hodnosti Ing. Havránkovi v případě kladného výsledku oponentního řízení plně doporučuji. V Praze, dne 13. října 2009 prof.Ing. Stanislav Ďaďo, DrSc
Posudek je v tištěné podobě , scan nelze vložit do systémů.
eVSKP id 26193