Aktuální témata bakalářských prácí pro studijní obor Základy strojního inženýrství a obor Energetika na ak. rok 2024 / 2025 vedených na Odboru fluidního inženýrství Viktora Kaplana .

• Témata bakalářských prací budou průběžně aktualizována a doplňována.
• V případě, že máte zájem o jiné vlastní téma z oblasti mechaniky tekutin i strojů, které s tekutinami pracují, neváhejte nás kontaktovat. 
• Pokud budete mít o některé z nabízených témat zájem, je třeba co nejdříve kontaktovat příslušného vedoucího bakalářské práce.

Poslední aktualizace na webu proběhla 14. 08. 2024 (11:00)

Kvalitativní posouzení vlivu krčku na generování kavitačního mraku v zařízení CaviPlasma

Charakteristika:
CaviPlasma je inovativní zařízení pro úpravu a dočišťování vody využívající synergii hydrodynamické kavitace a plazmového výboje. Základní možností generování kavitačního marku je použití Venturiho dýzy, kde vlivem změny průřezu dochází ke snížení tlaku a vzniku kavitace. Zatím však není příliš dobře prozkoumáno, jakým způsobem ovlivňuje délka zúžené části dýzy vznikající kavitační mrak.
Cíle:
Cílem BP je provést 2D axisymetrické simulace výpočtového modelování proudění (CFD) pomocí softwaru Ansys FLUENT pro různé geometrie krčku Venturiho dýzy a provést kvalitativní zhodnocení výsledků získaných ze simulací z ohledem pro použití v zařízení CaviPlasma.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. at Ing. Marek Balko

Využití plasmatického výboje pro čištění vody (CaviPlasma)

Charakteristika:
S rostoucími potřebami lidstva jsou kladeny stále přísnější normy na kvalitu vody a množství mikropolutantů v ní obsažených. Odstraňování těchto polutantů je stále nedořešeným tématem. Jednou z možných metod je uvolnění plasmatického výboje do objemu kapaliny, který zde rozkládá molekuly vody na hydroxylové radikály se silným oxidačním účinkem s potenciálem rozložit nežádoucí polutanty.
Cíle:
Student vypracuje rešerši ve které představí různé způsoby generování plasmatického výboje, jejich výhody a nevýhody s ohledem na čištění a hygienizaci vody a také jejich ekonomický potenciál.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. at Ing. Marek Balko

Možnosti rekuperace energie ze systémů vodovodních sítí

Charakteristika:
Za cílem dosažení ekologických i ekonomických cílů se čím dál více lpí na využití jakéhokoli dostupného energetického potenciálu. Ten může být ukrytý jednak v nejrůznějších průmyslových procesech ale např. také ve vodovodních sítích. V těchto systémech se zpravidla nacházejí redukční ventily (PRV), které slouží ke snížení tlaku na požadovanou hodnotu. Jejich principem je ale pouze tepelná disipace energie. Náhradou těchto ventilů za hydraulické zařízení, které bude nejen snižovat tlak ale navíc také generovat energii lze z jinak nevyužitého hydro-potenciálu získat elektrická energie. Mezi taková zařízení mohou patřit např. vhodné typy turbín nebo čerpadla v turbínovém režimu. V současné době probíhá trend digitalizace těchto sítí, což také zvyšuje jejich spotřebu. Instalace vhodných rekuperačních zařízení tak může zajistit dostatek elektrické energie pro vlastní spotřebu vodovodní sítě, což z ní může učinit soběstačnou infrastrukturu. Problémem jsou ale rozdílné podmínky v jednotlivých sítích, které ovlivňují i možnosti rekuperace energie.
Cíle:
Rešerše jednotlivých vodovodních sítí včetně popisu jejich typu, lokace, specifik, proměnlivosti podmínek. Rešerše hydraulických zařízení vhodných pro rekuperaci energie a posouzení vhodnosti jejich použití ve vodovodních sítích. Popis možností regulace jednotlivých zařízení.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Jiří Bezdíček

Rozběh čerpadla do zavzdušněného potrubí

Charakteristika:
Při rozběhu čerpadla do zavzdušněného potrubí s částečně otevřeným uzávěrem na konci potrubí, proudí přes uzávěr v prvních okamžicích vzduch. Objemový průtok vzduchu může být až řádově větší než při průtoku kapaliny. V okamžiku nárazu kapaliny na částečně otevřený uzávěr dojde k významnému tlakovému rázu. Velikost tlakové špičky dosahuje hodnoty, která může překročit mez pevnosti potrubí.
Cíle:
Cílem BP je provést rešerši tohoto zajímavého problému, pokusit se vytvořit jednoduchý matematický model výpočtu a dle možností laboratoře provést měření a vyhodnocení tlakových pulsací.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Vladimír Habán, Ph.D.

Charakteristika regulačního ventilu

Charakteristika:
Pro provozu vodárenských potrubních sítě se běžně používají regulační ventily. V rámci BP bude provedena rešerše těchto ventilu například od firmy “Cla-Val”. Dle možností laboratoře bude provedeno měření regulačního ventilu se zaměřením na jeho dynamickou charakteristiku pro případ nastavení ventilu regulujícího tlak na výstupu. Z běžné technické praxe jsou známi případy samobuzeného rozkmitání těchto ventilu při nevhodném nastavení.
Cíle:
Cílem BP je provést rešerši tohoto zajímavého problému, pokusit se vytvořit jednoduchý matematický model výpočtu a dle možností laboratoře provést měření a vyhodnocení statických a dynamických charakteristik ventilu.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Vladimír Habán, Ph.D.

Ukládání elektrické energie pomocí polohové energie vody.

Charakteristika:
Tohoto principu se samozřejmě již využívá v rámci velkých přečerpávacích vodních elektráren v ČR např. Dlouhé Stráně, Dalešice a Štěchovice. Úkolem BP bude provedení rešerše problematiky a pokusit se nahrnout malou vodní elektrárnu pro minimální výkony. Asi by se v rámci objektu mělo jednat o solární energetiku přečerpávací vodní elektrárnu a baterie. Potenciální energie vody nahradí část instalovaného výkonu v bateriích.
Cíle:
Provedení literární rešerše, základní ideový návrh malé přečerpávací vodní elektrárny.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Vladimír Habán, Ph.D.

„Dělám vlny“ – experimentální sledování interakce proudu kapaliny s hladinou (část 1)

Charakteristika:
Jakým způsobem interaguje proud vody z ponořené hadice s hladinou nad ní? Kdy vzniknou vlny? Kdy proud prorazí hladinu? A než to celé odmítnete jako blbost, tak jen zmíním, že to má i své technické aplikace. BP bude zaměřena na vyhodnocení měření v laboratoři. Bude sledována hladina (foto, video) a tvar rozpadajícího se paprsku pod a nad hladinou.
Cíle:
Tato BP má dvě části: CFD výpočtovou pro jednoho studenta (viz zadání doc. Rudolfa) a část experimentální (doc. Habán). Bude to tedy týmová práce, ale s různými úkoly. V tomto zadání bude proveden experiment.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Vladimír Habán, Ph.D.

Měření průtoku Parshallovým žlabem

Charakteristika:
Parshallův žlab je zařízení pro měření průtoku kapaliny, většinou používaný na čistírnách odpadních vod. Bakalářská práce bude zaměřena na teorii vodního skoku a na vlastním rozboru měření průtoku tímto systémem. Bude doplněna praktickým měřením v laboratoři Odboru fluidního inženýrství Victora Kaplana s vyhodnocením experimentálních zkoušek.
Cíle:
Odvození rovnic vodního skoku, aplikace teoretických poznatků na Parshallův žlab a experimentální ověření měření průtoku Parshallovým žlabem v laboratoři Odboru fluidního inženýrství Victora Kaplana. Porovnání teorie s experimentem.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Miloslav Haluza, CSc.

Plnění prostoru vodou za savkou turbiny za použití stavidla

Charakteristika:
Savka vodní turbiny, aby správně pracovala, musí být zcela zanořena. Mohou se vyskytnout podmínky, kdy je nutné použít stavidlo ke zvýšení spodní hladiny na odtokové části savky. Tato práce se bude věnovat výpočtům spojených s průtokem a polohou stavidla za odtokovou částí savky.
Cíle:
Cílem práce je pochopení funkce regulovaného stavidla za výstupem z prostoru savky tak, abychom při meších průtocích dosáhli s jeho pomocí plně zanořený výstupní profil savky. Může být stanovena funkce zanoření stavidla v závislosti na průtoku, vše ještě záleží na dalších parametrech, jako je sklon dna odtokové části a kvalitě povrchu v této oblasti.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Miloslav Haluza, CSc.

Zahrádkářská čerpadla na přečerpávání dešťové vody

Charakteristika:
Na přečerpávání dešťové vody se používají různé druhy a typy čerpadel. Jedním z těchto typů jsou čerpadla poháněná vrtačkou, a to lamelová nebo vířivá čerpadla. Úkolem práce bude vypracování rešerše o zahrádkářských čerpadlech na dešťovou vodu a praktické změření charakteristik čerpadel poháněných vrtačkou.
Cíle:
Vypracování přehledu o používaných zahrádkářských čerpadlech a praktické změření čerpadel (měrná energie, disipace energie, účinnost) poháněných vrtačkou v laboratoři Fluidního inženýrství Victora Kaplana, čerpadla zubového a klasického čerpadla sudového pro přečerpávání dešťové vody.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Miloslav Haluza, CSc.

Stanovení úplné charakteristiky hydraulického stroje: člověk a umělá inteligence

Charakteristika:
Stále rychleji se rozvíjející technologie umělé inteligence otevírá nové možnosti v mnoha vědních oborech. V poslední době je často skloňovaným tématem rešeršní činnost a tvorba literárních nebo obrazových děl. Cílem bakalářské práce je vyzkoušet možnosti dostupných „UI botů“ v aplikaci na konkrétní technický problém: Najít vhodný numerický popis charakteristiky hydraulického stroje a výsledek podrobit kritické analýze. Vše v aplikaci na konkrétní data získaná z laboratorního měření čerpadlové charakteristiky.
Cíle:
Výsledkem by měla být vhodný popis charakteristiky čerpadla ve všech provozních režimech, který je použitelný pro další inženýrské výpočty. Doprovodným výsledkem bude doporučení na způsob práce s počítačovou inteligencí, např. způsob definice problému, styl zadávání dotazů, přebírání výsledků, nebezpečí desinterpretace atd.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Bc. Daniel Himr, Ph.D.

Hydraulický ráz s chemickou reakcí

Charakteristika:
Hydraulický ráz je dobře známý fenomén, se kterým se běžně počítá při návrhu jakéhokoliv delšího potrubního vedení. Zjednodušeně řečeno se jedná o tlakovou vlnu, která v potrubí běhám tam a zpátky a, mimo jiné, způsobuje problémy s regulací nebo může poškodit potrubí. V chemickém průmyslu jsou hojně používány trubkové reaktory. Jedná se o dlouhou trubku, na jejíž vstup jsou přivedeny reaktanty a na konci vytékají produkty. Existuje mnoho typů chemických reakcí, u některých dochází ke změně hustoty a rychlost reakce závisí na statickém tlaku. Jak vypadá hydraulický ráz v trubkovém reaktoru? Bude méně, nebo více nebezpečný? Bude chemická reakce probíhat obousměrně?
Cíle:
Provést rešerši chemických reakcí v trubkových reaktorech. Popsat přechodové stavy, které se v reaktorech vyskytují. Popsat závislost rychlosti chemické reakce na tlaku, stanovit velikost rovnovážné konstanty a vytvořit jednoduchý model nestacionárního proudění s chemickou reakcí. Není to tak strašné, jak to zní.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Bc. Daniel Himr, Ph.D.

Šíření tlakové vlny ve větveném systému

Charakteristika:
Při návrhu potrubních systémů musí být zváženo i nebezpečí hydraulického rázu; tlakové vlny, která vzniká při změně rychlosti proudění. Jak se tlaková vlna šíří větveným potrubním systémem? Šíří se se stejnou intenzitou do všech větví nebo dochází k nerovnoměrné propagaci?
Cíle:
Cílem je zjistit, jak tuto problematiku řeší ve světě, ať už po výpočtové stránce nebo z experimentálního pohledu. Výstupem by měl být jednoduchý numerický model šíření tlakové vlny v potrubním systému tvaru T a stanovit, za jakých podmínek dochází k nerovnoměrnému šíření.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Bc. Daniel Himr, Ph.D.

Odpor potrubního systému

Charakteristika:
Při neustáleném provozu potrubního systému dochází ke vzniku tlakových a průtokových pulzací, které musí být nějakým způsobem utlumeny. Jednou z používaných metod je připojení tlakové nádoby, částečně vyplněné plynem, jako paralelní větve. Při tlakových změnách do této nádoby natéká kapalina z potrubního systému a následně z ní vytéká. Míra tlumení pulzací je silně ovlivněna odporem připojení nádoby k potrubí. V praxi je toto připojení často větvené do více tlakových nádob.
Cíle:
Cílem je seznámit se s metodami stanovení odporu potrubí (místní a délkové ztráty) a vytvořit jednoduchý software, který umožní snadný výpočet odporu větveného potrubí, které slouží jako propojení hlavní trubky s tlakovými nádobami.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Bc. Daniel Himr, Ph.D.

Vodní trkač – zdroj zelené energie

Charakteristika:
Vodní ráz je v mnoha případech vnímán ryze negativně a veškerá pozornost je věnována popisu samotného děje a opatřením, která mají zabránit jeho vzniku. Vodní trkač pracuje na stejném principu, je znám od konce 18. století, a stojí v dnešní době mimo oblast zájmu a širšího povědomí. Na rozdíl od soudobých tendencí označovat většinu zařízení předponou „Eco“ nebo „CO2 neutrální“ se jedná o zelený zdroj energie.
Cíle:
Vytvořit návrh zkušebního zařízení pro měření pracovní charakteristiky vodního trkače, provést měření a vyhodnocení, srovnat výsledky s veřejně dostupnými informacemi o provozu trkačů v praxi.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Martin Hudec, Ph.D.

Historické vodní dílo dle vlastního výběru – reverzní inženýring

Charakteristika:
Tlak na zvýšení podílu výroby elektrické energie z obnovitelných zdrojů přináší s sebou kromě nových zdrojů a principů i renesanci těch starších, méně známých, přitom vyzkoušených a v provozu prověřených. Dodnes se v řadě starých objektů skrývá dědictví v podobě nefunkční nebo neúplné vodní turbíny, která by mohla znovu plnit svoji funkci.
Cíle:
Metodou reverzního inženýringu provést odhad parametrů vodní turbíny, provést kontrolu konstrukčních uzlů, vytvořit výkresovou dokumentaci včetně modelu, odhadnout provozní podmínky dané lokality a vytvořit zjednodušenou studii proveditelnosti rekonstrukce.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Martin Hudec, Ph.D.

Praktická aplikace ultrazvukového průtokoměru

Charakteristika:
Možnost neinvazivní metody stanovení průtoku v stávajícím potrubním systému je lákavou alternativou ke konzervativní metodě měření průtokoměru pomocí běžně používaných snímačů. Fyzikální podstata ultrazvukových průtokoměrů je triviální při splnění okrajových podmínek. Právě okrajové podmínky a lidský faktor dělají z tohoto typu měření dobrodružství s nejistým výsledkem. Pozornost si zaslouží materiál potrubí, geometrie, používané fyzikální konstanty a další externí vlivy.
Cíle:
Zpracovat rešerši používaných metod ultrazvukových průtokoměrů, jejich typických vlastností a provést sadu experimentů zaměřených na stanovení citlivosti jednotlivých okrajových podmínek v hydraulické laboratoři Odboru fluidního inženýrství Viktora Kaplana s využitím přístrojů FUJI Electric a KEYENCE.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Martin Hudec, Ph.D.

Využití IoT v prostředí hydraulických systémů

Charakteristika:
S IoT senzorem se dozvíte včas, že se něco děje nebo naopak neděje. Včasná signalizace kritických hodnot vás upozorní na blížící se problém. Naměřené hodnoty vidíte on-line, můžete sledovat dlouhodobé trendy a vývoj. Instalace je velmi jednoduchá a nevyžaduje další údržbu po dobu životnosti baterie. Principem inteligentního řízení je propojení doposud nezávislých systémů v jeden komplex, který po prvotním nastavení dokáže řídit sám sebe. Sběr relevantní provozních informací v rozsáhlých hydraulických systémech bývá složitý a finančně náročný. Využití IoT v technologických procesech přináší jednodušší realizaci, nižší počáteční náklady a větší množství dat.
Cíle:
Seznámit se s problematikou IoT v oblasti Smart Environment. Ve spolupráci s vedoucím práce zvolit vhodný subsystém Smart Environment nebo jiné chytré prostředí, specifikovat požadavky na jeho funkcionality a inteligentní řízení. Navrhnout řídicí systém s využitím vhodných senzorů a aktuátorů, který se následně implementuje do laboratorního prostředí s využitím dostupných komunikačních a procesorových modulů. Ověřit funkčnost navrženého systému a vyhodnotit dosažené výsledky.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Martin Hudec, Ph.D.

CFD simulace hydrocyklonu s kalovou nádobkou

Charakteristika:
Hydrocyklony využívají k separaci odpadních látek odstředivých sil a uplatňují se např. při odlučování písku z odpadních vod nebo k přípravě papírenské látky. Tradiční cyklon má tři funkční otvory, z nichž jeden je vstupní a dva výstupní. Výstupní otvor umístěný ve spodní části separátoru odvádí především látky těžší než nosné médium, jehož základem bývá obvykle voda. Výstupním otvorem v horní části cyklonu odtéká nosné médium a látky o hustotě menší, než je hustota nositele. Kalová nádobka v dolní části cyklonu zachytává nečistoty a pomáhá v úspoře nosného média.
Cíle:
Cílem práce je provést rešerši cyklonů s kalovou nádobkou a popsat jejich funkci. Následně bude realizována simulace chodu modelu cyklonu opatřeného kalovou nádobkou v prostředí ANSYS Fluent v několika provozních režimech.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Roman Klas, Ph.D.

CFD simulace hydrocyklonu s odtokem do atmosféry

Charakteristika:
Hydrocyklony se používají k odstranění zejména tuhých látek z kapaliny a mohou být využívány např. k hrubému předčištění v úpravnách vody, k oddělení horninové drti z výplachu vrtů nebo v papírenském průmyslu. Nashromážděné nečistoty odchází z cyklonu jedním z funkčních otvorů, který může být trvale otevřen do atmosféry. Rozměry tohoto otvoru rozhodují o charakteru provozního režimu a o nežádoucí spotřebě čištěné látky.
Cíle:
Cílem práce je uskutečnit rešerši cyklonů s volným odtokem do atmosféry a popsat oblasti jejich nasazení. Na několika modelech cyklonu s využitím nástroje ANSYS Fluent bude vyhodnocen vliv velikosti odpadního průměru cyklonu na provozní režim cyklonu a na spotřebu čištěného média.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Roman Klas, Ph.D.

Hydrocyklon s trojí separací

Charakteristika:
Tradiční hydrocyklony slouží k oddělení dvou látek nejčastěji kapalného a tuhého skupenství. Méně obvyklé konstrukce cyklonů a také méně prozkoumané jsou založeny na separaci kombinací trojice kapalných a tuhých látek. V tomto případě se jedná o odloučení ropy, vody a tuhé fáze např. při těžbě a zpracování dehtových písků.
Cíle:
V bakalářské práci bude provedena rešerše cyklonů se schopností odloučit tří produkty. Následně bude vytvořen CFD model cyklonu s trojí separací, uskutečněna jeho simulace a vyhodnocena separace vody, ropné látky a křemenného písku.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Roman Klas, Ph.D.

Padající tuhé těleso v kapalině

Charakteristika:
V některých případech bývá pád tělesa do kapaliny a jeho následné klesání nežádoucí. V jiných aplikacích, např. v určitých stupních procesu čištění vod, je efekt pozvolného usazování odpadu na dně nádoby či usazovací nádrže přínosný. V oblasti leteckého průmyslu bývá podobnou řešenou úlohou odhození prázdných palivových nádrží a jejich kontrolovaný pád do neobydlených lokalit. Predikce pohybu tělesa, obecně v tekutině, má proto nezanedbatelný význam.
Cíle:
Student/ka v bakalářské práci uskuteční experimentální pozorování pádu několika těles, přičemž stanoví dobu klesání těles v kapalině a pořídí obrazový záznam pádu. Následně ve spolupráci s vedoucím BP realizuje jednoduchou dvourozměrnou CFD simulaci padajícího tělesa v kapalině, vyhodnotí stejné parametry jako v případě experimentu a provede srovnání obou přístupů a odchylek.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Roman Klas, Ph.D.

CFD simulace pružinového hydraulického akumulátoru

Charakteristika:
Hydraulický akumulátor je jednou z nejčastějších součástí hydraulických obvodů strojů a zařízení a přináší několik důležitých funkcí, jako je tlumení tlakových pulzací, ochrana proti přetížení systému, zrovnoměrnění dodávky tlakové kapaliny nebo krátkodobý nouzový zdroj tlakové energie. Simulace akumulátorů obvykle vychází z jednorozměrných matematicko-fyzikálních modelů, méně obvyklý přístup je založen na numerické simulaci s využitím metody konečných objemů.
Cíle:
V bakalářské práci bude zpracována rešerše konstrukcí hydraulických akumulátorů. V součinnosti s vedoucím práce bude vytvořen základní CFD model paralelně připojeného pružinového akumulátoru, a to v prostředí softwaru ANSYS Fluent a provedena simulaci s fyzickou odezvou v podobě skutečného pohybu pístu akumulátoru.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Roman Klas, Ph.D.

Zpracování obrazu a analýza rychlostních vln ze snímků Dopplerovské ultrasonografie

Charakteristika:
Dopplerovská ultrasonografie (DU) je jednou z nejběžnějších metod používaných v klinické praxi. V angiologii slouží k vyšetření tepen náchylných na aterosklerózu (např. karotid), kde se hodnotí jejich průtočnost. Moderní DU přístroje jsou schopny zachytit nejen průměrný průtok, ale také tvar periodické vlny. Tato vlna je zobrazena prostřednictvím grafických záznamů, které ukazují signál rychlostních vln z vybraného vzorkovacího objemu. Pro podrobnější analýzu je však nezbytné převést signál do datového formátu a následně jej patřičně zpracovat. V současné době je tento proces rekonstrukce prováděn manuálně.
Cíle:
Cílem bakalářské práce bude provést rešerši zaměřenou na analýzu rychlostních a tlakových vln s ohledem na diagnostiku pacienta. Praktická část se zaměří na zpracování snímků z Dopplerovské ultrasonografie, kde bude rychlostní vlna převedena do datového formátu. Cílem praktické části je alespoň částečná automatizace aktuálně manuálního procesu.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Jiří Kohút

Turbíny v potrubí: Nová éra energetické efektivity v oblasti vodovodní infrastruktury

Charakteristika:
U většiny gravitačních vodovodních potrubních systémů je žádoucí snížit nadměrný tlak, aby se zabránilo nadměrnému namáhání potrubí a snížil se výskyt netěsností. Běžně se instalují redukční ventily. Jiná možnost pro využití tohoto přetlaku je v podobě instalace turbíny, která vyrobí nízkonákladovou elektřinu. Jelikož se tyto turbíny montují do potrubní sítě, je vyžadována jejich kompaktnost. Použít lze jak turbíny axiální, tak i radiální.
Cíle:
Cílem bakalářské práce bude nejprve provedení rešerše turbín, které se v současnosti instalují do vodovodních potrubí za účelem výroby elektrické energie. Následovat bude průzkum dalších možností, které jsou pro výše uvedenou aplikaci vhodné. Hlavním cílem je využití vírové turbíny, soustředit se na její konstrukci, rozšíření a hydraulický návrh. Výstupem práce je návrh vlastního modelu vírové turbíny do vodovodního potrubí s možností experimentálního měření na vytištěném 3D modelu.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Marcela Pírková

Pasivní kontrola turbulence

Charakteristika:
Obtékání těles a s ním spojený vznik nestabilit proudění, jako je například Karmánova vírová stezka, jsou široce zkoumanou oblastí mechaniky tekutin. Ve většině případů se snažíme tyto nestability potlačit nebo co nejvíce zmírnit jejich účinky. Tyto jevy a jejich dynamické účinky na obtékaná tělesa však lze využít i jako zdroj elektrické energie. Tvar, způsob uložení, velikost a materiál takto obtékaného tělesa, jež kmitá v proudícím médiu, hraje velkou roli při konstrukci těchto zařízení. Jedním z faktorů, ovlivňující odtržení mezní vrstvy je drsnost povrchu obtékaného tělesa. Pomocí vhodné změny drsnosti, byť jen části tohoto povrchu, lze ovlivnit (posunout) místo odtržení mezní vrstvy a tím do jisté míry i řídit dynamické účinky působící na obtékané těleso.
Cíle:
Cílem BP je provést rešerši dosavadních řešení tohoto problému. Prozkoumat jaké materiály jsou používány pro změnu drsnosti části povrchu obtékaného tělesa a v jakých místech jsou nanášeny. Následně bude navazovat rešerše pojednávající o účincích těchto změn z hlediska dynamiky.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. Tomáš Pluskal

Reverzní Segnerovo kolo

Charakteristika:
Segnerovo kolo je jedním z nejstarších principů vodní turbíny: voda s daným spádem protéká zahnutými trubičkami, předává svou hybnost a Segnerovo kolo se točí. Na Segnerově kole se dá ilustrovat základní rovnice všech lopatkových strojů: Eulerova turbínová rovnice. Co by se ale stalo, kdyby byly trubičky Segnerova kola umístěny v natlakované nádrži, tj. nutili bychom vodu téci naopak (nebo-li bychom vytvořili reverzní Segnerovo kolo)? Roztočí se kolo a pokud ano, jakým směrem? Že už jste o této úloze slyšeli? Ano, má ji ve svých slavných přednáškách i Richard Feynman. A ani on tuto otázku experimentem nerozsoudil (pokus skončil výbuchem natlakované vzduchové nádrže).
Cíle:
Cílem BP je provést rešerši tohoto velmi zajímavého problému, podívat se na problém z hlediska základní mechaniky tekutin a následně postavit výpočtový model v ANSYS Fluent, který konečně tento problém vyřeší.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Pavel Rudolf, Ph.D.

Bubliny a bublinky – možnosti přípravy jemnobublinných směsí

Charakteristika:
Jemnobublinné směsi vzduchu a vody mají celou řadu uplatnění v technologických procesech, zemědělství nebo při čištění. Typickými příklady jsou zvýšení vnosu kyslíku v aquaponických systémech, čištění povrchů, čištění odpadních vod, potravinářství, ale také třeba transport léčiv.
Cíle:
Cílem BP bude provést analýzu vzniku a existence malých bublin, rešerši možností a zařízení pro tvorbu jemnobublinných směsí vody a plynů, rešerši prostředků pro zkoumání velmi malých bublin (optické, akustické). Následně bude navazovat část praktická zaměřená na experimentální generování bublinek a jejich diagnostiku v hydraulické laboratoři odboru fluidního inženýrství.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Pavel Rudolf, Ph.D.

Naslouchání kavitaci - analýza signálu z proudění s kavitací

Charakteristika:
Kavitace je technicky důležitý (např. kavitační eroze, čištění vody) a fyzikálně velmi zajímavý jev vzniku bublin v kapalině za nízkého tlaku (menšího než je tlak sytých par). Zánik kavitačních bublin je doprovázen silnými tlakovými pulzacemi, které se projevují jako hluk. Akustické projevy je možné snímat vysokofrekvenčním tlakoměrem, mikrofonem nebo snímačem akustické emise.
Cíle:
Cílem BP bude provést analýzu signálu již změřeného v naší laboratoři na vhodném hydraulickém prvku (např. clonka, Venturiho dýza; ale je také možné si ho změřit v rámci BP) pro různé provozní režimy a provést analýzu kavitace zpracováním signálů z výše zmíněných přístrojů. Pro tyto účely student/ka vytvoří jednoduchý skript v Matlabu nebo Pythonu, který bude vyhodnocovat charakteristiky (např. střední hodnoty, směrodatná odchylka, významné frekvence atd) a sledovat trendy pro jednotlivé provozní body.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Pavel Rudolf, Ph.D.

Energie z kavitace

Charakteristika:
Kavitace je tvorba bublinek v kapalině za velmi nízkého tlaku (menšího než je tlak sytých par). Zánik kavitačních bublin je doprovázen silnými tlakovými pulzacemi, které dopadají na obtékané předměty (např. lopatka v hydraulickém tunelu). Co by se stalo kdyby kavitační bublinka zanikla v blízkosti fólie z piezoelektrického materiálu?
Cíle:
Cílem BP bude prozkoumat možnosti tzv. energy harvestingu z kavitujícího proudění, kdy je elektrické napětí generováno stlačováním piezoelektrické fólie zanikajícími kavitačními bublinkami. Téma bude řešeno ve spolupráci s kolegy mechatroniky.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Pavel Rudolf, Ph.D.

Statický mixer pro míchání při úpravě a čištění vody

Charakteristika:
Statické mixery slouží k promíchávání nejčastěji dvou různých kapalin např. v úpravnách vody, ale také v různých technologických procesech. Neobsahují žádné pohyblivé součásti a stupeň promíchávání je docílen vhodnou geometrií (zakřivené lopatky, větvení proudu, intenzifikace turbulence atp.)
Cíle:
Cílem bude nejprve provedení rešerše různých přístupů ke statickému míchání a následně návrh vhodného statického mixeru pro oblast úpravy vody. Vytvořený model bude následně simulován s využitím CFD (Ansys Fluent), v případě nadšeného studenta/studentky bude možnost si mixér vytisknout na 3d tiskárně a experimentálně vyzkoušet.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Pavel Rudolf, Ph.D.

Čištění povrchů s využitím hydrodynamické kavitace

Charakteristika:
Kavitace je tvorba bublinek v kapalině za velmi nízkého tlaku (menšího než je tlak sytých par). Zánik kavitačních bublin je doprovázen silnými tlakovými pulzacemi a vznikem specifického typu proudění v blízkosti zanikající bublinky.
Cíle:
Cílem BP je prozkoumat interakci mezi kavitačními bublinkami a znečištěným povrchem s využitím kavitační trysky. Práce začne rešerší problematiky, na kterou budou navazovat experimenty s uměle znečištěnými materiály v hydraulické laboratoři. Cílem bude zjištění optimálních podmínek pro proces čištění (intenzita kavitace, vzdálenost trysky od povrchu atd.)
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Pavel Rudolf, Ph.D.

„Dělám vlny“ – interakce proudu kapaliny s hladinou (část 2.)

Charakteristika:
Jakým způsobem interaguje proud vody z ponořené hadice s hladinou nad ní? Kdy vzniknou vlny? Kdy proud prorazí hladinu? A dá se to celé výpočtově simulovat? A než to celé odmítnete jako blbost, tak jen zmíním, že to má i své důležité technické aplikace v procesním průmyslu.
Cíle:
Tato BP má dvě části: experimentální pro jednoho studenta (viz zadání doc. Habána) a část výpočtovou pro studenta druhého. Bude to tedy týmová práce, ale s různými úkoly. V tomto zadání bude s využitím prostředků CFD (ANSYS Fluent) modelováno vícefázové proudění s volnou hladinou a jeho interakce s proudem vody pod hladinou. Bude sledována stabilita hladiny a její tvar pro různé průtoky a zanoření trysky.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Pavel Rudolf, Ph.D.

„Co zabije slávičku?“ – využití kavitace pro eliminaci invazivního mlže

Charakteristika:
Drobný mlž slávička mnohotvárná se rozšířil do řek a stojatých vod nejen v České republice a ohrožuje provoz vodních elektráren a čerpacích stanic (vytváření nánosů škeblí na česlích, uzávěrech, ucpání chladicích okruhů ložisek, atd.) např. na MVE Nové Mlýny nebo VE Gabčíkovo.
Cíle:
Cílem bakalářské práce bude rešerše problémů spojených s invazí sláviček při provozu technologických celků (elektrárny, čerpací stanice, úpravny vody, zavlažovací systémy, apod.), zdokumentování v současné době používaných řešení (chemické a fyzikální metody eliminace, volba materiálu zařízení, apod.). Dále bude proveden rozbor možnosti využití kavitace při ničení jednotlivých stádií sláviček a jednoduché experimenty s kavitací zkoumající mechanismy, které vedou k poškození sláviček.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Pavel Rudolf, Ph.D.

Paradox čajových lístků

Charakteristika:
Při míchání čaje dochází ke shromažďování čajových lístků u středu dna čajového šálku, nikoli na bocích. Tímto úkazem se zabývalo mnoho slavných fyziků a úplné vysvětlení podal v roce 1926 Albert Einstein. Paradox souvisí se spoustu jevů, se kterými se v mechanice tekutin setkáváme např. odstředivé síly, podmínka ulpívání, smykové napětí, sekundární proudění. Na relativně jednoduchém příkladu z každodenní praxe lze tedy ukázat a vysvětlit část učiva hydromechaniky.
Cíle:
Cílem bakalářské práce je provést kompletní rešerši a popsání jevu, provést vizualizaci proudění a následně se pokusit tento problém výpočtově simulovat s využitím ANSYS Fluent. Výsledkem by měla být výuková podpora do semináře z mechaniky tekutin.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Pavel Rudolf, Ph.D.

Kelvin-Helmholtzova nestabilita

Charakteristika:
Už jste někdy viděli jak se okraj mraků stáčí jako vlasy do kadeří? Vznikají tam, kde jsou dva protiběžné proudy nebo také souběžné proudy ale o různých rychlostech. Vzájemným smýkáním těchto proudů postupně dochází v rovině jejich styku ke vzniku vírů. Právě to je tzv. Kelvin-Helmholtzova nestabilita, základní forma nestability proudění, která stojí i za celou řadou dalších efektů v aerodynamice a hydraulice (vznik vírů v letectví a v lopatkových strojích, interakce nemísitelných tekutin při jejich transportu, směšování oceánských proudů, vznik vln,…) . Prostě jedna z nejkrásnějších nestabilit v mechanice tekutin se závažnými dopady u strojů pracujících s tekutinami.
Cíle:
Cílem BP je provést rešerši jevu KH nestability a následně výpočtovou simulaci (ANSYS Fluent) a vizualizaci.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Pavel Rudolf, Ph.D.

Metodika CFD výpočtu lopatkových strojů v SW Ansys Fluent

Charakteristika:
K CFD výpočtům lopatkových strojů, kam spadají i vodní turbíny a odstředivá čerpadla, se historicky majoritně používá software CFX od společnosti Ansys. Je tomu tak zejména z důvodu robustnosti (dobré konvergence) pro náročné simulace. V roce 2006 společnost Ansys koupila CFD balík Fluent, který byl v té době konkurentem CFX. Ansys Fluent je v současnosti jedním z vlajkových produktů společnosti a jeho vývoj je svým způsobem nad CFX upřednostňován. Proto jsou do software Fluent postupně implementovány některé funkcionality z CFX (například ty, které jsou vhodné pro výpočty lopatkových strojů). Jeví se proto jako vhodné tyto funkcionality otestovat s ohledem na přesnost a robustnost výpočtu. Dalším významným faktorem je, že v Ansys Fluent lze použít také GPU řešič, který by měl umožňovat řádově kratší časy řešení.
Cíle:
Cílem BP je provést rešerši zohledňující základní rozdíl mezi software CFX a Fluent (zejména s ohledem na implementaci numerického řešení Navier-Stokesových rovnic). Praktická část práce bude zaměřena na popis a sestavení jednoduchého výpočtového modelu lopatkové mříže v Ansys Fluent. Na tomto modelu budou otestovány jednotlivé přístupy výpočtu zohledňující diskretizaci v čase, rozhraní mezi stojící a rotující doménou a využití rotační periodicity. Dále pak bude snaha otestovat řešení s využitím GPU. Student/ka se při vypracování tématu seznámí se základy mechaniky tekutin, problematiky výpočtových simulací a lopatkových strojů.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. David Štefan, Ph.D.

Čerpání kapalin pomocí stlačeného vzduchu

Charakteristika:
Mohu čerpat kapaliny pouze tím, že použiji stlačená vzduch? Pokud použiji takzvané mamutové čerpadlo, tak ano. Mamutové čerpadlo pracuje na principu rozdílné hustoty směsi, která je tvořena čerpanou kapalinou a vzduchem, a kapalinou samotnou. Do prostoru směšovací komory, která se nachází na vtoku do čerpadla, je přiváděn vzduch. Vzniklá směs postupuje vlivem rozdílné hustoty potrubím vzhůru. Hlavní výhoda čerpadla je, že neobsahuje žádné pohybující se části, takže čerpadlo je spolehlivé a nevadí mu případné hrubé nečistoty. Čerpadla se používají v čistírnách odpadních vod, v prostorách náchylných na výbuch a pro čerpání kapalin z hlubokých vrtů. Nevýhodou čerpadla je malá účinnost (obvykle v rozmezí 25 až 40 %). Při řešení tohoto tématu se student naučí vyhodnotit výsledky experimentálního měření a detailně se seznámí s prací mamutového čerpadla ve formě jednoduché výukové ukázky nacházející se v naší hydraulické laboratoři. Pokud bude zájem může být i provedena CFD simulace.
Cíle:
Cílem BP je stanovení hydraulických vlastností mamutového čerpadla (dopravní výška a účinnost) v závislosti na hloubce ponoru a množství přiváděného vzduchu.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. David Štefan, Ph.D.

CFD výpočty s využitím GPU karet

Charakteristika:
S větší dostupností výkonných grafických karet určených k výpočtům a simulacím se nabízí CFD výpočty realizovat pomocí GPU (Graphic Processing Unit). Hlavní výhodou tohoto přístup je, že výpočet běžící s využitím GPU řešiče je několikanásobně rychlejší, než s využitím klasického CPU řešiče. Jak velké časové úspory lze dosáhnout však záleží na spoustě faktorů jednak na použitém HW, tak na řešené úloze.
Cíle:
Cílem BP je provést rešerši dané problematiky a pro jednoduchou testovací úlohu provést kvantitativní srovnání CFD výpočtu pomocí GPU řešiče a srovnat výsledky s řešením pomocí CFD řešiče. Vše v prostředí Ansys Fluent. K tomuto účelu bude poskytnut vhodný HW.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. David Štefan, Ph.D.

Důsledky vzniku vírové struktury v difuzoru

Charakteristika:
Proudění v difuzorech (doména s postupně se zvětšující průtočnou plochou) je relativně jednoduchá úloha. Difuzory jsou navíc geometrické součásti používané v mnoha odvětvích průmyslu. O správné funkci difuzoru (zmenšit rychlost proudění -> zvýšit tlak) rozhoduje mnoho faktorů. Pokud se jedná o proudění se značnou rotační složkou rychlosti, tak může dojít ke vzniku vírové struktury, která je ve většině případů nežádoucím jevem.
Cíle:
Cílem BP je pro danou 2D geometrii difuzoru provést několik jednoduchých CFD výpočtů lišících se intenzitou vírového proudění. Na základě jednoduchých kritérií bude posouzeno, jak velký vliv má vznikající vírová struktura na správnou funkci difuzoru.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. David Štefan, Ph.D.

Fyzikálně informované neuronové sítě pro CFD aplikace

Charakteristika:
Fyzikálně informované neuronové sítě (Physics-Informed Neural Networks PINNs) kombinují sílu tradičních neuronových sítí s principy fyziky. Začleněním fyzikálních zákonů do tréninkového procesu se PINN mohou učit složité vztahy mezi proměnnými a poskytovat přesné předpovědi. Jedná se o algoritmus strojového učení vyvinutý speciálně pro řešení fyzikálních problémů. Tradiční neuronové sítě vynikají v učení vzorců z dat, ale chybí jim schopnost začlenit do svých předpovědí fyzikální zákony. PINN překlenují tuto mezeru prosazováním těchto zákonů během procesu učení.
Cíle:
Cílem BP je zejména rešerše problematiky použití fyzikálně informovaných neuronových sítí pro aplikace v mechanice tekutin, konkrétně pro využití v CFD modelování. Pokud by byl zájem a chuť, tak lze práci rozšířit o praktickou část a pokusit se o vytvoření jednoduché implementace PINN pro testovací úlohu.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. David Štefan, Ph.D.

Inverzní metody návrhu turbo-strojů

Charakteristika:
Na rozdíl od tradičních „přímých“ metod navrhování, které se spoléhají na pokusy a omyly mezi danou geometrií a proudovým polem spočteným pomocí CFD, metoda 3D inverzního návrhu začíná identifikací toho, co chcete udělat s prouděním tekutiny z hlediska 3D tlakového pole a matematicky odvozuje optimální geometrii pro dosažení tohoto výsledku, což výrazně snižuje čas potřebný pro každý návrh.
Cíle:
Cílem BP je provést rešerši výše zmíněné problematiky a posoudit míru využitelnosti při návrhu lopatkových strojů – ještě konkrétněji vodních turbín a čerpadel. Jsou tyto metody efektivnější než metody tvarové optimalizace? Jaký je současný trend?
Vedoucí bakalářské práce: Ing. David Štefan, Ph.D.

Význam hladiny při obtékání těles

Charakteristika:
Na těleso ponořené do proudu vody s volnou hladinou působí zejména dvě hydrodynamické síly – odporová a vztlaková. Co se stane, pokud je zanořené těleso blízko pod hladinou? Může vliv hladiny významně ovlivnit výše zmíněné síly? Na tyto otázky se pokusíte odpovědět pomocí jednoduchého 2D výpočtu s využitím CFD.
Cíle:
Cílem BP je provést sérii jednoduchých CFD výpočtů zanořeného objektu (válce) do proudu vody s volnou hladinou. Z výsledků s různými nastaveními bude posouzen eventuální vliv hladiny na hydrodynamické síly.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. David Štefan, Ph.D.

Korelace měřených dat s kamerovými záznamy kavitující vírové struktury

Charakteristika:
Při záznamu kavitující vírové struktury pomocí vysokorychlostní kamery jsou zároveň měřeny také hydrodynamické veličiny jako je statický tlak, průtok, teplota atd. Tvar a velikost nasnímané vírové struktury přímo souvisí s měřenými daty. Různé tvary vírové struktury se promítnou například do rozdílných frekvencí ve spektrech měřeného tlaku. Dá se tedy „jednoduše“ najít souvislost mezi tím co vidím a tím co měřím?
Cíle:
Cílem BP je s využitím video záznamu kavitující vírové struktury najít korelaci mezi tvarem vírové struktury a výsledky z měřených dat (tlaky, průtok, zrychlení).
Vedoucí bakalářské práce: Ing. David Štefan, Ph.D.

Parametrický model spirály odstředivého čerpadla

Charakteristika:
Při návrhu odstředivého čerpadla jsou nejsložitějšími geometriemi oběžné kolo a spirála (výstupní difuzor). Zatímco geometrie oběžného kola je relativně jednoduchá (dva rotační disky a mezi nimi vhodně tvarované lopatky), geometrie spirály je svým způsobem složitější objekt. Základní rozměry vychází z empirických vztahů, nicméně tvorba modelu založená na propojení jednotlivých průtočných ploch je otázka vhodně definovaného geometrického modelu. Pro určitý rozsah provozních parametrů navrhovaného čerpadla by šel 3D model spirály parametrizovat. Následně by se jako input vložilo pouze několik parametrů a uživatel by v krátkém čase obdržel kompletní 3D model spirály.
Cíle:
Cílem BP je sestavení parametrického modelu spirály (např s využitím opensource SW FreeCAD), který by byl řízen pomocí skriptu (např. Python). Po zadání parametrů navrhovaného čerpadla (průtok, spád a otáčky) by výsledkem byl 3D model spirály.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. David Štefan, Ph.D.

Problematika 3D tisku oběžného kola čerpadla

Charakteristika:
Pro správnou a spolehlivou funkci součásti vytvořené pomocí technologie 3D tisku je důležité jakým způsobem je 3D model připraven. Jedná se zejména o konstrukční detaily, aby celá struktura odolala hydrodynamickým silám a bylo ji možné uchytit k hřídeli. V další řadě se jedná o detaily, které souvisí se samotnou proveditelností 3D tisku (výztuhy, podpory atd…).
Cíle:
Cílem BP je vytvoření metodologie přípravy geometrie pro 3D tisk oběžného kola odstředivého čerpadla. Výsledný návrh bude vytištěn a pokud čas a podmínky dovolí, tak i otestován v samotném čerpadle.
Vedoucí bakalářské práce: Ing. David Štefan, Ph.D.

Vodní raketa

Charakteristika:
Máme nádobu velikosti pet lahve, která je z části ji naplněna vodou a z části stlačeným vzduchem. Pokud uvolníme uzávěr, pak se tato nádoba promění v raketu, která vysokou rychlostí vylétne do výšky. Pokud by byla lahev naplněna pouze stlačeným vzduchem, pak dosažená výška není taková, jako při kombinaci s vodou.
Cíle:
Pokusit se, na základě znalostí získaných znalostí z předmětů Hydromechanika a Termomechanika popsat daný děj a pokusit se stanovit optimální objem kapaliny při daném tlaku vzduchu. Dále by pak byl proveden experiment, kterým by se závěry z výpočtů ověřily. Pro zájemce o toto téma bakalářské práce je možné se podívat na video z již provedených experimentů.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Jaroslav Štigler, Ph.D.

Vratné láhve

Charakteristika:
V současné době jsme svědky enormního používání pet lahví. S plastovými lahvemi – petkami se můžeme potkat snad všude kolem nás. Je to veliký ekologický problém. Stále se hovoří o tom, že by bylo lepší používat skleněné vratné lahve, které by se mohli používat opakovaně. Objevují se názory, že opětovné využívání skleněných lahví je ekonomicky nevýhodné. Bylo by zajímavé zjistit jak to vlastně je. Jaký je proces čištění a co způsobuje to, že je to ekonomicky nevýhodné.
Cíle:
Cílem této práce je provést rešerši ohledně současného stavu čištění a znovu používání skleněných lahví. Zjistit postupy a metody jaké se při čištění používají. Pokusit se zamyslet nad možnými změnami v metodách čištění tak, aby byl tento proces ekonomicky výhodnější.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Jaroslav Štigler, Ph.D.

Jak vzniká tornádo

Charakteristika:
Tornádo je atmosférický jev, který je nesmírně destruktivní. Nicméně je také velice zajímavý a souvisí s prouděním tekutin. Každý pohyb tekutiny je vlastně vířivý. Vírové struktury, které při proudění tekutin vznikají, jsou poměrně stabilní. Tornádo, jeho vznik a chování, je předmětem studia mnoha odborníků. Stále nás však může překvapit. Mnohé popisy vzniku tornáda jsou poměrně vágní a chybí v nich vysvětlení, čím je vlastně rotace vzduchu vyvolána. Na základě získaných informací by bylo dobré se zamyslet nad tím, jestli vznik tornád nemůže být ovlivněn větrnými elektrárnami.
Cíle:
Cílem této práce je provést rešerši ohledně vzniku a následného chování tornáda. Na základě těchto informací popsat možné způsoby jeho vzniku. Hlavní otázkou je, co je zdrojem rotačního pohybu vzduchu? Bylo by dobré najít nějaké práce, které se zabývají měřením rychlostí a tlaků v okolí tornáda.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Jaroslav Štigler, Ph.D.

Specifika proudění nenewtonských kapalin

Charakteristika:
Úkolem bakalářské práce bude zkoumání jevů, které doprovázejí proudění nenewtonských kapalin. Rešerší si student získá základní informace o proudění nenewtonských kapalin a vybrané jevy v laboratorních podmínkách nasimuluje experimentálně.
Cíle:
Cílem BP bude volba zajímavých jevů, které doprovázejí proudění nenewtonských kapalin. Návrh, sestavení a provedení jednoduchého experimentu s nenewtonskými kapalinami. Výstupem bude nejen práce rešeršně-experimentální, ale i závěrečný studijní video-materiál.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Simona Fialová, Ph.D.

Smyčka nebo háček? – vliv tvarování povrchu na proudění v úzkých prostorách

Charakteristika:
Ve většině technických aplikací, kde proudí kapaliny je nutné řešit únik těchto kapalin a proudění v tenkých spárách. Typy spár, jejich tvarování a zvláštnosti, ovlivňující proudění budou rešeršní částí této práce. Experimentální část se bude zabývat měřením odporu ve spáře opatřené suchým zipem, a to buď jeho částí se smyčkou, nebo s háčkem. Výstupem bude podklad pro následující diplomovou práci zaměřenou na hydrauliku tenkých spár.
Cíle:
Cílem BP bude provést analýzu tvarů povrchů ovlivňujících proudění ve spárách, rešerši možností výroby jednotlivých povrchů a návrh jednoduché měřící tratě malých rozměrů. Následně bude navazovat část praktická zaměřená na experimentální stanovení vlivu použití jednotlivých částí suchého zipu (smyčka nebo háček) na proudění a odpor v daném profilu v hydraulické laboratoři odboru fluidního inženýrství.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Simona Fialová, Ph.D.

Symetrie jako nevýhoda? – vliv drážek v pneumatikách na akustiku a proudění kapalin

Charakteristika:
To, že má tvarování dezénu pneumatiky vliv na její jízdní vlastnosti za různých podmínek je známá věc. Oblast vývoje pneumatik se dělí na dvě větve, z nichž jedna je zaměřená na vývoj materiálu pneumatiky a druhá na vzorek, kterým je pneumatika opatřena. Z hlediska proudění kapalin je jisté, že drážky budou mít vliv na odvod vody a vedení auta po požadované dráze i za mokra. Jaká omezení mohou mít typy symetrických drážek, nesymetrických drážek a dalších, co se momentálně vyskytují na trhu bude cílem rešeršního zkoumání.
Cíle:
Cílem BP bude provést analýzu typů pneumatik různých výrobců s důrazem na ovlivnění jízdních vlastností za sucha mokra, včetně akustické analýzy. Zapracování možnosti použití atypických tvarů drážkování, jako je třeba aperiodický tvar. Závěrem rešeršní části bude návrh možného experimentálního zařízení na testování vlivu drážek na vedení vody a dopady na akustiku v hydraulické laboratoři odboru fluidního inženýrství.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Simona Fialová, Ph.D.

Magnetismus a tvrdá voda

Charakteristika:
Problematika usazování nerozpustných sloučenin obsažených ve vodě poškozuje všechny spotřebiče, co s vodou přijdou do styku (vodní kámen to je prevít). Jednou z možných metod dostupnou na trhu je magnetický změkčovač vody. Je možné, aby fungoval tak, jak říkají výrobci? Za jakých podmínek dojde ke změně vlastností vody a co pro to musíme udělat? Jaký vliv budou mít úpravy na kvalitu vody jako takové, může se ještě pít? Není to jen princip „Věř a víra Tvá Tě uzdraví?“
Cíle:
Cílem BP bude provést rešerši různých výrobců zařízení na úpravu vody v domácnostech. Důkladná analýza fyzikálních procesů a chemických reakcí, které jsou možné, a hlavně za jakých podmínek. Experimentální ověření získaných informací na kohoutkové vodě s dostupnými magnety. Zpracování výsledků a vyhodnocení možné funkčnosti daných zařízení.
Vedoucí bakalářské práce: doc. Ing. Simona Fialová, Ph.D.