Posudky závěrečné kvalifikační práce

Posudek vedoucího

Lošák, Petr

Student musel během práce na diplomovém projektu zvládnout na poměrně vysoké úrovni práci s nástroji pro výpočtové modelování a programování. Prokázal schopnost samostatně pracovat a na základě literatury naprogramovat poměrně komplikované algoritmy. Samotná diplomová práce je na odpovídající úrovni, avšak mám pocit, že kapitoly popisující realizaci optimalizace topologie plně neodráží obrovské množství provedené práce. Tato část práce by si zasloužila více rozvést.

Dílčí hodnocení
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	B
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii	A
Logické uspořádání práce a formální náležitosti	B
Grafická, stylistická úprava a pravopis	A
Práce s literaturou včetně citací	A
Samostatnost studenta při zpracování tématu	A

Navrhovaná známka: A

Posudek oponenta

Ševeček, Oldřich

Předložená diplomová práce je zaměřena na více-materiálovou topologickou optimalizaci 2D nosníku jak z pohledu minimalizace jeho poddajnosti, tak z pohledu optimalizace jeho modálních vlastností. Hlavní myšlenkou je zkombinovat ve vymezeném návrhovém prostoru dva, případně i více materiálů tak, aby výsledná struktura měla optimální vlastnosti z pohledů různých (např. výše uvedených) kritérií. Téma je velmi aktuální, jelikož kompozitní více-materiálové struktury lze dnes již relativně běžně vyrábět technologií 3D tisku a lze vyrábět i takové tvary a kombinace, které tradičními metodami dříve vyrobitelné nebyly. Kombinací různých materiálů lze navíc dosáhnout u dané struktury ještě lepších vlastností než by tomu bylo při použití pouze jednoho materiálu. Cílem práce bylo metody více-materiálové optimalizace nejdříve nastudovat a následně je naprogramovat s využitím jazyka APDL v prostředí ANSYS nebo přímo s využitím programovacího jazyka Python. Tyto skripty následně měly být použity na vlastní optimalizaci nosníkové struktury zatížené jednak staticky a rovněž dynamicky (kmitáním). Lze konstatovat, že se autor práce zadaných úkolů zhostil velmi dobře a veškeré definované cíle práce splnil. Velmi kladně hodnotím jak samotné zpracování veškerých optimalizačních kódů tak volbu a využití jazyka Python, který umožnil výrazné zkrácení výpočetního času oproti stejnému výpočtu využívající prostředí ANSYS Classic a jazyk APDL. K práci bych měl pouze několik následujících připomínek: - Autor používá místy nevhodné formulace a v práci jsou také drobné překlepy. - Místy nejednoznačné symboly např. v tab. 8 a 9 řecké „ro“ označuje jednou hustotu hliníku a podruhé ten samý symbol hustotu titanu. Chybí pak dále uvedená hustota oceli. - Obrázky v Grafech 1-14 by bylo vhodné rozdělit na a) a b) a příslušně upravit i popisky grafů. Obecně nebylo nutné rozlišovat popisky Obr. a Graf. (bylo možné řešit vše pouze prostřednictvím Obrázků) - Kapitola 7 (MKP) a 8 (PYTHON) jsou nevhodně postaveny jako hlavní kapitoly práce, bylo by vhodnější je začlenit do nějaké obecnější kapitoly – např. Nástroje pro řešení problému. - Pro čtenáře by bylo vhodné více rozvést samotné zhodnocení výsledků a diskusi nad nimi. - Seznam použitých symbolů není seřazen dle abecedy – špatná orientace pro čtenáře. Navzdory těmto (méně závažným) připomínkám lze práci označit za zdařilou, výstupy této práce jsou kvalitní a budou cenné pro další práci a výzkum v oblasti vícemateriálové topologické optimalizace. I přes uvedené nedostatky ji tedy hodnotím stupněm „A“ a doporučuji ji k obhajobě.

Dílčí hodnocení
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	B
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

Navrhovaná známka: A

Otázky

2) Prosím vysvětlete, proč nejsou u řešeného problému č.4 (vícemateriálová optimalizace tvaru s cílem maximalizace vlastní frekvence) uvažovány dutiny – v tomto případě bych očekával výraznější nárůst vlastní frekvence z důvodu odlehčení struktury dutinami a toto řešení by poskytovalo zcela jistě citelně lepší výsledky než při optimalizaci bez dutin.
3) Umožňuje vytvořený algoritmus uvažovat i více jak dva materiály, nebo by to vyžadovalo velký zásah do optimalizačního kódu?
4) Z tabulky č. 3 plyne, že optimalizovaná staticky zatížená struktura s dutinami má o cca 82% nižší poddajnost než výchozí plný materiál. Čím by to bylo možné vysvětlit?
5) Čím byste vysvětlil, že při použití tužšího materiálu (titanu) u více materiálové topologické optimalizace se poddajnost optimalizované struktury sníží méně než při použití poddajnějšího materiálu – hliníku jako druhé materiálové komponenty vedle oceli (viz výsledky Tab.16).
1) Popište, co vše by obnášelo rozšíření optimalizačních kódů na 3D úlohu a jaký nárůst výpočetního času oproti 2D úloze lze očekávat.
6) Je řešení optimalizační úlohy metodou SIMP při uvažování dvou a více materiálů vždy jednoznačné? Nemůže mít úloha více řešení a jaké parametry to případně ovlivňují?