Tento obor připravuje studenty na samostanou tvůrčí práci v konstrukční praxi a klade důraz na komplexní znalosti, integrování poznatků vědy, techniky a také umění v procesu projektování. Studenti , kteří se soustředí na problémy oblasti procesního inženýrství, jsou vedeni k samostatnosti při řešení vývoje, optimálního vedení, efektivního navrhování a projekce procesů v různých průmyslových oblastech.

1. Kavitující vírové struktury

   Vírové struktury vznikající v hydraulických strojích jsou místem velmi nízkého tlaku, ve kterých může eventuálně dojít k fázové přeměně vody na sytou vodní páru - kavitaci. Cílem dizertační práce je experimentální výzkum a výpočtové modelování těchto struktur, zjišťování podmínek a možností ovlivnění jejich vzniku.

   Školitel: Štigler Jaroslav, doc. Ing., Ph.D.

2. LOŽISKO A HYDRODYNAMICKÁ SPÁRA S PRUŽNOU VÝSTELKOU

   Předmětem doktorského studia bude návrh kluzného ložiska a hydrodynamické těsnící spáry s pružnou výstelkou.Jedná se o svázanou úlohu hydroelasticity.Výsledkem řešení budou tenzory přídavných účinků od tekutiny.Tenzor přídavné hmotnosti, tlumení a tuhosti kapalinové vrstvy.Předpokládá se interakce pružné výstelky s rheologickou kapalinou. Na uvedenou problematiku je podán projekt MPO.Předpokládá se financování z tohoto projektu.

   Školitel: Pochylý František, prof. Ing., CSc.

3. LOŽISKO NA PRINCIPU GOLFOVÉHO MÍČKU A TAYLOROVÝCH VÍRŮ

   Předmětem doktorského studia bude návrh nového principu kluzného ložiska založeného na studiu tailorových vírů, které jsou vyvolány povrchem rotoru, opatřeného strukturou, podobnou golfovému míčku.Princip bude založen na mikrovírech,které vznikají v důsledku působení odstředivé síly na kapalinu v mělkých prohlubních.V této souvislosti budou studovány i podmínky stability stacionárního proudění.Práce ložiska bude možná i po překročení hranice stability a vzniku Taylorových vírů.Studium se bude opírat o modelování nestacionárního turbulentního proudění a verifikaci experimentem.Bude podporováno projektem MPO.

   Školitel: Pochylý František, prof. Ing., CSc.

4. Návrh protibežných kol vírové turbiny-

   Vírová turbina je nový typ turbiny pro malé spády, velké průtoky a poměrně vysoké otáčky. Při spádu nad 3 metry se však vyskytuje nebezpečí kavitace a hydraulickou energii je nutno zpracovat ve více stupních.Návrh protiběžných oběžných kol by měl přinést řešení vírové turbiny pro vyšší spády při zachování vysokých otáček a průtoku.

   Školitel: Haluza Miloslav, doc. Ing., CSc.

5. Návrh trysky na principu ejektoru pro chlazení

   Předmětem doktorského studia bude návrh specielní trysky s možností přisávání vzduchu.Řešení bude založeno na výpočtovém modelování dvoufázového proudění v trysce a stanovení součinitele přestupu tepla při chlazení plechu.Tryska bude řešena s ohledem na využití při chlazení válců při válcování plechů a při chlazení nástrojů při obrábění.Vyřešením problému se očekává vyšší účinnost chlazení a nižší spotřeba chladícího média.Studium bude podporováno projektem MPO.

   Školitel: Pochylý František, prof. Ing., CSc.

6. Nové principy kluzných ložisek

   Téma bude zaměřeno mezioborově. Podstatou bude studium elektrických a magnetických polí v interakci s kapalinou. V první fázi studia budou analyzovány různé vírové struktury, vznikající v kluzných ložiskách. Druhá fáze bude zaměřena na ovlivnění těchto vírových struktur magnetickým polem. Výsledkem výzkumu budou tenzory přídavných účinků zmíněných polí na rotor točivého stroje.

   Školitel: Pochylý František, prof. Ing., CSc.

7. Optimalizace spirály odstrředivého čerpadla.

   Spirála odstředivého čerpadla je část čerpadla, která se výrazně podílí na celkové charakteristice stroje. Vznikají zde disipační ztráty, radiální síla a jevy spojené s prouděním ve vnitřní části čerpadla. Minimalizace ztrát a radiální síly jinými způsoby než zatím užívanými je hlavní myšlenka tohoto tématu.

   Školitel: Haluza Miloslav, doc. Ing., CSc.

8. Ověření metody hraničních vířivých elementů se spojitým rozložením vířivosti na 2D proudění kolem osamoceného profilu.

   Metoda hraničních vířivých elementů se spojitým rozložením vířivosti je perspektivní metoda pro modelování vířivého i nevířivého proudění kapaliny. Tato metoda přináší nové pohledy a nové možnosti v oblasti modelování proudění kapalin. Základní principy této metody jsou již odvozeny, je však třeba provést ověření možností jejího využití na reálných příkladech. Je třeba posoudit a prověřit vhodnost různých okrajových podmínek pro rozložení vířivosti na obtékaném povrchu a posoudit vhodnost různých přístupů pro zajištění Kuta-Žukovského podmínky hladkého odtoku z profilu.

   Školitel: Štigler Jaroslav, doc. Ing., Ph.D.

9. VENTIL NA PRINCIPU VÍŘIVÉ TURBÍNY

   Všechny dosavadní ventily jsou zdrojem hydraulických ztrát.Záměrem doktorského studia je návrh nového hydraulického ventilu, jehož úlohu by plnila specielní pomaloběžná turbína na vířivém principu.Návrh turbíny by vycházel z odporové charakteristiky ventilu. .Tím by se dosáhlo 50% rekuperace dodané energie.Řešení se bude opírat jak o výpočtové modelování turbulentního proudění, tak o experiment.Doktorské studium bude podporováno příhraničním mezinárodním projektem,jehož schvalovací řízení právě probíhá.

   Školitel: Pochylý František, prof. Ing., CSc.

10. VYUŽITÍ KAVITACE PRO VÝROBU ELEKTRICKÉ ENERGIE

    Na základě pohybu vodiče v magnetickém poli, vzniká elektromotorické napětí.Jistým druhem vodiče je i proudící kapalina v trubici,pokud jsou částice kapaliny nosiči elektrického náboje.Předmětem doktorského studia bude vliv rychlosti kapaliny na velikost magnetické indukce za podmínek kolapsu kavitačních bublin.Vzhledem k tomu ,že frekvence kolapsu kavitačních bublin je až 24kHz, dají se očekávat významné změny elektromagnetické indukce a tedy i elektromotorického napětí.Předpokládá se, že magnetické pole bude tvořeno permanentními magnety,uspořádanými v blízkosti vnějšího povrch trubice. Doktorské studium bude podporováno projektem MPO.

    Školitel: Pochylý František, prof. Ing., CSc.

11. Vývoj nového ponorného aeračního zařízení s dvou-nátokovým kolem.

    Jedná se o vývoj nového ponorného aeračního zařízení s dvounátokovým oběžným kolem. Tato zařízení by bylo možné využívat v čistírnách odpadních vod, v úpravnách vody, v rybníkářství a všude tam, kde je třeba zvýšit vnos kyslíku do vody. Oběžné kolo aerátoru by bylo řešeno jako dvou-nátokové. Jedno kolo bude určené pro vodu a druhé pro vzduch. V rámci disertační práce by se jednalo o návrh tohoto dvou-nátokového kola a o návrh směšovacího prostoru za oběžným kolem. Jedná se o problematiku dvoufázového proudění tekutin.

    Školitel: Štigler Jaroslav, doc. Ing., Ph.D.