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.

prof. Ing. Václav Píštěk, DrSc.

1. Analýza nestacionárních jevů vyvolaných nestabilitami proudění

   Předmětem studia je nestacionární proudění vyvolané okrajovými podmínkami, zejména účinkem odstředivých sil. Budou zkoumány různé vírové struktury a jejich stabilita.

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

2. Analýza proudění v potrubí kruhového i nekruhového průřezu metodou využívající rozložení hustoty vířivosti po průřezu.

   Proudění nestlačitelné kapaliny lze řešit pomocí rozložení hustoty vířivosti v proudu kapaliny. Na odboru Fluidního inženýrství byly nalezeny nové analytické vztahy pro tvar rychlostního profilu v potrubí kruhového průřezu a mezi dvěma rovnoběžnými deskami. Tyto vztahy pro jsou využitelné jak pro laminární, tak i pro turbulentní proudění. Ve vztazích se vyskytuje exponent, který je závislý na Reynoldsově čísle, tlakovém spádu a průtoku. Náplní práce je - ověřit nově odvozený vztah pro rychlostní profil v potrubí kruhového průřezu, - rozšířit ho na potrubí nekruhového průřezu, - zjistit vliv drsnosti a smáčivosti na uvedený vztah.

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

3. Hybridní čerpadlo

   Čerpadlo využívá dvou principů, odstředivého a vířivého. Předmětem studia je optimalizace vlastností těchto dvou principů, zejména pro čerpadla nízkých rychloběžností.

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

4. 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.

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. 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.

7. Proces buzení a šíření vysokofrekvenčních tlakových pulsací v kapalině vysokotlakým systémem ve vztahu ke generování pulsujícího vod. paprsku

   Generování pulsujících vodních paprsků představuje jeden ze způsobů, jak zvýšit výkonnost technologie vysokorychlostních vodních paprsků. Nedávno byl vyvinut speciální způsob generování pulsujícího vodního paprsku, založený na generování tlakových vln působením akustického budiče na tlakovou kapalinu a jejich přenosu vysokotlakým systémem k trysce. Práce bude orientována na teoretické a experimentální studium základních zákonitostí procesu buzení a šíření vysokofrekvenčních tlakových pulsací v kapalině, definování vlivu amplitudy a frekvence buzení a geometrického uspořádání vysokotlakého systému na šíření tlakových pulsací s cílem vytvářet vysoce účinný pulsující kapalinový paprsek požadovaných vlastností.

   Školitel: Foldyna Josef, Ing., CSc.

8. Stabilita kavitujícího vírového copu

   Cílem doktorského studia je výzkum stability kavitujících struktur vyvolaných rotací kapaliny. Výzkum bude probíhat na již zkonstruovaném experimentálním okruhu, kde budou zjišťovány spektrální vlastnosti kavitujícího proudění a vizualizovány kavitující struktury. Zároveň budou vytvářeny výpočtové modely založené na kavitačních modelech obsažených v CFD softwarech. V závislosti na vstupním rychlostním poli a tvaru protékané oblasti bude sledován přechod od přímého ke spirálovému vírovému copu. Studium bude probíhat souběžně s řešením grantového projektu GAČR 101/09/1715 Kavitující vírové struktury vyvolané rotací kapaliny.

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

9. Ventil na principu vířivé turbiny

   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 projektem ve spolupráci se Strojírny Brno, a.s.

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

10. Vliv tlakových pulsací v kapalině na formování, morfologii a vlastnosti pulsujícího kapalinového paprsku

    Generování pulsujících vodních paprsků představuje jeden ze způsobů, jak zvýšit výkonnost technologie vysokorychlostních vodních paprsků. Nedávno byl vyvinut speciální způsob generování pulsujícího vodního paprsku, založený na generování tlakových vln působením akustického budiče na tlakovou kapalinu a jejich přenosu vysokotlakým systémem k trysce. Práce bude orientována na studium vlivu tlakových pulsací generovaných ve vysokotlakém systému na formování a vlastnosti pulsujícího paprsku s využitím vizualizace paprsku s cílem definovat vliv amplitudy a frekvence tlakových pulsací a geometrického uspořádání vysokotlakého systému na formování a morfologii pulsujícího kapalinového paprsku.

    Školitel: Foldyna Josef, Ing., CSc.