2022
Browse
Recent Submissions
- ItemElektro-magneto-hydrodynamický model pro elektronovou mikroskopii(Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií, ) Mačák, Martin; Vyroubal, Petr; Horák, Vladimír; Uruba, VáclavTáto dizertačná práca sa zaoberá popisom a tvorbou elektro-magnetohydrodynamického modelu určeného pre elektrónovú mikroskopiu. Základom práce je popis charakteristických javov prebiehajúcich v elektrónových mikroskopoch so zameraním na environmentálnu elektrónovú mikroskopiu. Práca sa zaoberala popisom elektromagnetického poľa, nadzvukového prúdenia zriedeného plynu a pohybu relativistických nabitých častíc v plynnom prostredí. Bol predstavený elektromagnetický model založený na definícii elektrického a magnetického vektorového potenciálu, ktorý bol využitý na simuláciu elektromagnetickej cievky. Nadzvukové prúdenie zriedeného plynu bolo sledované s využitím Navier- Stokesových rovníc. Pre rozšírenie ich aplikácie do nízkeho tlaku boli upravené okrajové podmienky pre rýchlosť a teplotu. Následne bola predstavená úprava viskozity a tepelnej vodivosti v závislosti na tlaku plynu. Tieto zmeny boli schopné popísať vplyv zníženej frekvencie zrážok častíc plynu. Predstavený model bol využitý na analýzu prúdenia cez samostatnú clonku a diferenciálne čerpanú komoru. Ďalej bol predstavený model a potrebné úpravy pre popis relativisticky pohybujúcich sa častíc. Tento model bol využitý na simulácie elektrónovej optiky. Samostatná pozornosť bola venovaná interakcii nabitých častíc s plynným prostredím. Tieto interakcie mali stochastický charakter a predstavený model popisoval ako elastické tak aj neelastické kolízie. Predstavený multi-fyzikálny model umožňuje súčasné sledovanie rôznych fyzikálnych oblastí a interakcií medzi nimi, čo vedie k možnosti detailnejšieho popisu procesov a ku zlepšeniu návrhu environmentálnych elektrónových mikroskopov.
- ItemGelové polymerní elektrolyty pro elektrochemické zdroje proudu(Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií, ) Jahn, Michal; Sedlaříková, Marie; Bartušek, Karel; Paidar,, MartinDisertační práce se zabývá studiem gelových polymerních elektrolytů pro elektrochemické zdroje proudu, ale i pro jiné aplikace. V práci byly měřeny elektrické, elektrochemické, mechanické a optické vlastnosti vzorků gelových elektrolytů. Hlavním cílem bylo připravit vzorky s velkou měrnou vodivostí a s co největšími potenciálovými okny. U některých vzorků byla sledována i teplotní stabilita pomocí termogravimetrických analýz. Byla provedena také optimalizace jejich chemického složení, množství a poměrů jednotlivých složek. Bylo provedeno srovnání vlastností vzorků připravených tepelnou polymerací a polymerací prostřednictvím UV záření. V první části práce byla zkoumána aprotická rozpouštědla a jejich směsi v kombinaci s lithnými a sodnými solemi a jednou amonnou solí. Dalším předmětem výzkumu byla různá síťovací činidla s monomery na bázi methylmethakrylátu. V druhé části práce byl zkoumán vliv iontových kapalin, retardérů hoření na bázi fosforu a nanočástic jako aditiv do gelových elektrolytů. V poslední části práce byl sledován vliv magnetického a elektrického pole na průběh polymerace gelových elektrolytů s obsahem nanočástic a vybraných kopolymerů. Závěrem byl sestaven Li-ion článek s grafitovou anodou, katodou LiFePO4 a vybraným gelovým elektrolytem.
- ItemVýpočet optimálního magnetického toku asynchronního motoru pro minimalizaci ztrát se zohledněním teplotních vlivů(Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií, ) Toman, Marek; Vorel, Pavel; Peroutka,, Zdeněk; Rafajdus,, PavolTato práce se zabývá výpočtem optimálního magnetického toku asynchronního motoru za účelem minimalizace ztrát v libovolně zvoleném pracovním bodě v širokém rozsahu otáček a momentu. V práci je provedena přesná identifikace parametrů náhradního zapojení. U parametrů náhradního zapojení je uvažováno, že nejsou konstantní, ale závislé na vybraných veličinách. V práci je dále vytvořen tepelný model stroje, díky kterému je možné při veškerých výpočtech zajistit znalost příslušných správných hodnot odporu statorového vinutí a odporu rotorové klece. S využitím přesného náhradního zapojení a tepelného modelu je následně vytvořen vázaný model asynchronního motoru. Jedná se o velmi přesný model stroje, který zohledňuje vzájemnou interakci elektromagnetických a tepelných dějů ve stroji. Vytvořený vázaný model pak tvoří základ algoritmu pro hledání optimálních hodnot spřaženého magnetického toku. Hodnoty vypočteného optimálního toku jsou experimentálně ověřeny a je dosaženo velmi dobrých shod teoretických výpočtů s experimentálními měřeními.
- ItemMODELOVÁNÍ RESPIRAČNÍHO SYSTÉMU ČLOVĚKA PRO KLINICKY RELEVANTNÍ APLIKACE(Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií, ) Paštěka, Richard; Kolář, Radim; Zezulka, František; Rožánek, MartinRostoucí výskyt respiračních onemocnění zatěžuje světovou populaci a je hnací silou významného vědeckého pokroku v oblasti výzkumu respiračního systému člověka. Vyvíjejí se různé modely lidského dýchacího systému, které rozšiřují znalosti a umožňují studium specifických výzkumných otázek. Cílem této práce je zavedení fyzikálního modelu lidského dýchacího systému (xPULM™), který představuje inovativní přístup k modelování vlastností dýchacího systému. K dosažení tohoto cíle byly zkoumány tři klinicky relevantní aplikace, a to (i) simulace dýchání, (ii) testování interakce pacienta s ventilátorem a (iii) aerosolové podávání léčiv. Byly vyvinuty měřicí sestavy umožňující testování a vyhodnocení každé aplikace. Tento proces zahrnoval mimo jiné výrobu fyzikálního modelu horních cest dýchacích člověka a integraci optického aerosolového spektrometru. Hlavní zjištění pro jednotlivé aplikace jsou následující. Zaprvé se ukázalo, že simulace dýchání spolehlivě zachycuje změny průtoku a tlaku pro řadu dechových objemů a frekvencí a že je reprezentativní pro lidské dýchání. Možnost použití ekvivalentů plic na polymerní nebo organické bázi je jedinečná a umožňuje znázornit procesy přirozeně probíhající během lidského dýchacího cyklu. Za druhé byl zaveden nový přístup k testování interakcí mezi pacientem a ventilátorem. Výsledky ukazují, že při použití simulátoru k reprezentaci pacienta podstupujícího asistovanou mechanickou ventilaci lze vyvolat různé asynchronní reakce. Zatřetí, během simulací nádechu a výdechu lze experimentálně vyhodnotit početní koncentraci a distribuci velikosti aerosolových částic generovaných běžně používanými inhalátory suchého prášku. Tento přístup navrhuje alternativu k pokusům na zvířatech vhodnou pro aplikace ve výzkumu aerosolů. Práce obsahuje původní výzkum, který byl prezentován na mezinárodních konferencích a publikován ve třech časopisech s impakt faktorem. Výsledky této práce umožňují další pedagogickou a výzkumnou činnost v oblasti výzkumu dýchacích cest.
- ItemMetody in silico predikce nežádoucích účinků léčiv(Vysoké učení technické v Brně. Fakulta elektrotechniky a komunikačních technologií, ) Cicková, Pavlína; Provazník, Ivo; Lexa,, Matej; Berka,, KarelVývoj a výzkum léčiv je oblastí současné vědy, jejíž nedílnou součástí je i využití výpočetních metod. Z důvodu nákladnosti a časové náročnosti laboratorních přístupů, metody in silico sehrávají svou významnou roli. I přes rychlý vývoj výpočetních technik využívaných při vývoji léků, však není drtivá většina zkoumaných molekul v procesu vývoje úspěšná a do schvalovací fáze nepostoupí. Nejen proto se nejmodernější strategie návrhu potenciálních nových léčiv zaměřují na opětovné zkoumání již schválených léků a berou do úvahy i analýzu podobností. Tato práce popisuje vývoj a aplikaci souboru několika workflow, jež byl vytvořen v rámci analytické platformy KNIME a jež implementuje metody strojového učení za účelem predikce nežádoucích účinků léčiv. Součástí prezentovaných workflow je získání dat, jejich předzpracování, výpočet metrik podobností a provedení explorační analýzy. Následně je využito klasifikačních modelů k predikci specifických nežádoucích účinků léčiv. Tato predikce vychází z principů technik založených na podobnosti. K natrénování modelů rozhodovacích stromů pro predikci potenciální asociace nežádoucích účinků s léčivy byly využity strukturní a jiné podobnosti schválených molekul léčiv. Hlavní přínos práce spočívá především v přenositelnosti použitých metod. Soubor workflow je určen k využití jako vhodný nástroj k řešení výzkumných otázek ohledně podobnosti léčiv a jelikož analytická platforma KNIME poskytuje uživatelsky přívětivé grafické rozhraní, není nutné, aby měli uživatelé pokročilé zkušenosti v oblasti strojového učení nebo programování, aby mohli soubor navržených workflow v rámci této platformy pro své analýzy využít.