KAMARÝT, P. Inverzní problémy v úlohách přenosu tepla s fázovými změnami [online]. Brno: Vysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. 2022.

Posudek vedoucího

Klimeš, Lubomír

Student Petr Kamarýt se ve své diplomové práci zabýval řešením inverzních úloh přenosu tepla s fázovými změnami. Cílem práce bylo vytvořit numerický model přenosu tepla s fázovou změnou pro přímou úlohu, implementovat zvolené metody pro řešení inverzního problému a pomocí testovacích úloh tyto metody otestovat a vzájemně porovnat. Výsledkem je přehledná práce, v jejíž první části je provedena rešerše a teoretický úvod do řešení inverzních úloh přenosu tepla. V druhé části se autor detailně zaměřil na dvě metody - Beckovu metodu a umělé neuronové sítě. Tyto metody následně implementoval a v poslední části práce je otestoval na zvolené testovací úloze a vzájemně porovnal jejich chování. Studentovi se během zpracování tématu práce podařilo rozšířit svoje znalosti a dovednosti v numerických metodách a programování. Z diplomové práce vyplývá, že student ovládá programovací techniky na vysoké úrovni. Pro řešení přímé úlohy přenosu tepla se student rozhodl využít metodu konečných prvků, což je vzhledem k běžně používané metodě kontrolních objemů náročnější způsob a studentovi se podařilo implementovat řešič, který umožňuje automatickou triangulaci 2D oblasti. Pro řešení inverzní úlohy pak student použil přístup založený na umělých neuronových sítích, což je slibný a relativně málo popsaný a otestovaný způsob, jak tyto typy úloh řešit. Tento přístup pak porovnal s tradičním Beckovým sekvenčním algoritmem, který patří mezi klasické způsoby řešení inverzních úloh přenosu tepla. Oceňuji, že student pracoval samostatně a systematicky, pečlivě přistupoval k řešení zadaného problému a aktivně konzultoval postup práce se svým vedoucím. Práce má dobrou grafickou úpravu, myšlenky jsou dobře formulovány a text je vhodně uspořádaný. Největším přínosem práce je sada vytvořených skriptů a řešičů v Matlabu a Pythonu, které mají potenciál pro další rozvoj a vylepšení. Rovněž velmi oceňuji, že dílčí výsledky této diplomové práce byly využity v článku, který bude vedoucí práce prezentovat na zahraniční konferenci v září 2022. Jedinou výtkou je pak pouze to, že otestování a porovnání obou metod by bylo vhodnější provést ještě na alespoň jedné další a typově odlišné úloze. Práce obsahuje všechny náležitosti na ni kladené, cíle práce byly splněny. Práci doporučuji k obhajobě a navrhuji hodnocení výborně/A.

Posudek oponenta

Mauder, Tomáš

Diplomová práce pana Bc. Petra Kamarýta s názvem Inverzní problémy v úlohách přenosu tepla s fázovými změnami, si klade za cíl seznámit čtenáře s problematikou inverzních úloh a přenosu tepla, vytvořit vlastní numerický model a model na řešení inverzní úlohy. Práce je členěna přehledně do pěti kapitol. V úvodní kapitole je proveden základní popis problematiky přenosu tepla, dále navazují kapitoly popisující numerické metody pro řešení přenosu tepla a metody řešící inverzní úlohy. Kapitola 4 implementuje teorii předcházejících kapitol a kapitola 5 porovnává použité metody. V závěru práce autor shrnuje dosažené výsledky. Práce svým rozsahem odpovídá obvyklé délce diplomové práce. Uvedené metody jsou adekvátní k povaze problému. Zpracování v programu MATLAB včetně využití jazyka Python je pro danou problematiku vhodné. Teoretická část práce je po formální stránce na dobré úrovni, až na pár drobností. Např. autor popisuje přenos tepla konvekcí tak, že jde o obtékání povrchu tělesa tekutinou. V případě plynu by podle autora konvekce nenastala? Jednotky v práci by bylo dobré mít sjednoceny, tepelná vodivost je obvykle uváděna v jednotce W/mK, autor ale v některých grafech používá jednotku W/m°C či But/h ft °F. Hlavní předností práce je matematický popis problematiky, který je na dobré úrovni. Po grafické stránce je práce rovněž na slušné úrovni, i když některé obrázky by mohli být vloženy ve větším rozlišení (obr 3.3, 3.4, …). Menší výtkou je popis umělé neuronové sítě, která by si zasloužila v takovéto práci větší pozornost. Praktická část je hlavní přidanou hodnotou celé práce a rovněž důvodem, proč tato práce nemusí zapadnout mezi další podobné. Oceňuji vytvořený 2-D numerický model přenosu tepla vedením se změnou fáze pomocí metody konečných prvků s vlastním generátorem výpočetní sítě. Stejně tak oceňuji implementaci neuronových sítí na problematiku inverzního výpočtu. Autor rovněž popisuje vlastní vytvořené zdrojové kódy, což velmi usnadní práci jejím dalším uživatelům. Porovnání výsledků řešení inverzního výpočtu obdrženého pomocí neuronové sítě spolu s výsledky obdrženými klasickou sekvenční Beckovou metodou je velmi užitečné. V rámci porovnání algoritmů bych doporučil doplnit tabulku výpočetních časů, což je pro mnoho uživatelů důležitým parametrem, byť autor výpočetní časy zmiňuje v textu. Kapitola 5 a její závěry by si zasloužili více komentářů a více řešených inverzních problémů. V textu se několikrát objevuje, že je inverzní úlohou nejenom případ hledání okrajové podmínky v podobě neznámé hustoty tepelného toku, ale také hledání termofyzikálních vlastností materiálu, součinitele přestupu tepla, vlastností fázových změn apod. Toto mohlo být demonstrováno i ve výsledcích práce a práce by tak byla ještě kvalitnější a pro čtenáře zajímavější. Práce s literaturou je na dobré úrovni, i když by mohlo být v práci uvedeno více laterálních zdrojů než je 14. V celkovém pohledu jde o velmi kvalitní diplomovou práci, na které je na jednu stranu vidět značná práce autora (zejména tvorba numerického modelu s algoritmem neuronové sítě), na druhou stranu by si zasloužila pár dalších již zmíněných doplnění. Práce splňuje všechny cíle v ní zadané, a proto jí doporučuji k obhajobě.

eVSKP id 141047