Prezenční studium

4 roky

doc. Ing. Pavel Rudolf, Ph.D.

Předseda :
doc. Ing. Pavel Rudolf, Ph.D.
Člen interní :
doc. Ing. Jiří Pospíšil, Ph.D.
prof. Ing. Jan Jedelský, Ph.D.
doc. Ing. Jaroslav Katolický, Ph.D.
doc. Ing. Zdeněk Jegla, Ph.D.
Člen externí :
Ing. Milan Kořista, Ph.D.

Cílem doktorského studia v navrhovaném programu je:
• Příprava tvůrčích vysoce vzdělaných pracovníků v oblasti energetického inženýrství a blízce příbuzných strojírenských oborů, kteří budou připraveni pro působení ve výzkumu a vývoji v průmyslových firmách, výzkumných ústavech a organizacích u nás i v zahraničí.
• Umožnit doktorandovi rozvoj talentu k tvůrčím aktivitám a další rozvoj vědecké či inženýrské osobnosti. Zajistit rozvoj jeho schopností zpracovávat vědecké poznatky ve studovaném oboru a oborech souvisejících.
• Absolventi budou schopni samostatné vědecké práce především v oblasti aplikovaného ale také základního výzkumu.
• Doktorand je veden nejen k získání poznatků ve studovaném oboru, ale také k jeho dalšímu rozvoji.
• Zaměření studia je primárně na základní a aplikovaný výzkum v těchto oblastech: návrh, vývoj a provoz energetických a tekutinových strojů a zařízení, spalování, technika prostředí, procesní inženýrství, mechanika tekutin, termomechanika.
• Absolvent má velmi dobré znalosti teorie oboru i moderních přístupů v oblasti výpočtového a experimentálního modelování.
• Absolvent má dovednosti a schopnosti v oblasti publikace a sdílení výsledků VaV v českém a především anglickém jazyce.

• Profil absolventa odpovídá současnému stavu vědeckého poznání v oblasti energetického inženýrství a umožňuje mu další rozvoj výzkumu v dané oblasti.
• Absolvent je tvůrčí osobnost schopná samostatné i týmové vědecké práce, má dostatečné schopnosti pro přípravu, realizaci a vedení VaV projektů.
• Absolvent je schopen přenášet výsledky mezi základním a aplikovaným výzkumem a spolupracovat v multidisciplinárních mezinárodních vědeckých týmech.
• Doktorand během studia získá široké znalosti a dovednosti v oblasti proudění tekutin, přenosu tepla, návrhu a provozu energetických strojů, zařízení a systémů.
• Předpokládá se, že absolventi najdou uplatnění jako VaV pracovníci akademických výzkumných organizacích nebo ve výzkumných ústavech a odděleních aplikovaného výzkumu průmyslových podniků v ČR i v zahraničí a to v řadových i vedoucích pozicích.

Absolvent doktorského studijního programu Energetické inženýrství bude připraven pro samostatnou i týmovou VaV práci v akademickém prostředí, výzkumných organizacích nebo výzkumných odděleních průmyslových firem v oblasti energetiky, jak tuzemských, tak zahraničních.
Absolvent bude mít komplexní pohled na současné výzvy a problémy v oblasti energetiky a bude schopen reagovat analýzou problematiky, návrhem vhodných modelů resp. technických opatření a zařízení. Proto bude vhodným kandidátem nejen na pozice v oblasti VaV, ale také ve veřejné správě, konzultačních firmách nebo manažerských pozicích firem se zaměřením na energetiku.

Viz platné předpisy, Směrnice děkana Pravidla pro organizaci studia na fakultě (doplněk Studijního a zkušebního řádu VUT v Brně).

Pravidla a podmínky pro tvorbu studijních programů určují:
ŘÁD STUDIJNÍCH PROGRAMŮ VUT,
STANDARDY STUDIJNÍCH PROGRAMŮ VUT,
STUDIJNÍ A ZKUŠEBNÍ ŘÁD VUT,
SMĚRNICE DĚKANA Pravidla pro organizaci studia na fakultě (doplněk Studijního a zkušebního řádu VUT v Brně),
SMĚRNICE DĚKANA FSI Jednací řád oborových rad doktorských studijních programů FSI VUT v Brně.
Studium v DSP se neuskutečňuje v kreditovém systému. Klasifikační stupně jsou „prospěl“, „neprospěl“, u obhajoby disertační práce je výsledek „obhájil“, „neobhájil“.

Na VUT jsou zohledněny potřeby rovného přístupu k vysokoškolskému vzdělávání. V přijímacím řízení ani ve studiu nedochází k přímé či nepřímé diskriminaci z žádných důvodů. Studujícím se specifickými vzdělávacími potřebami (poruchy učení, fyzický a smyslový handicap, chronická somatická onemocnění, poruchy autistického spektra, narušené komunikační schopnosti, psychická onemocnění) je poskytováno poradenství v poradenském centru VUT, které je součástí Institutu celoživotního vzdělávání VUT. Podrobně tuto problematiku řeší Směrnice rektora č. 11/2017 „Uchazeči a studenti se specifickými potřebami na VUT“. Rovněž je vytvořen funkční systém sociálních stipendií, který popisuje Směrnice rektora č. 71/2017 „Ubytovací a sociální stipendium“.

Nově navrhovaný doktorský studijní program Energetické inženýrství vzniká jako nový v rámci institucionální akreditace oblasti vzdělávání „Energetika“. Navazuje na bakalářské vzdělání ve specializacích bakalářského studijního programu Energetika a navazující magisterské studijní programy Energetické a termofluidní inženýrství a Procesní inženýrství. Jedná se o vzdělání kombinující solidní teoretické základy v aplikované mechanice, konstrukci energetických strojů, projekci a provozu energetických systémů, znalosti a dovednosti ve výpočtovém a experimentálním modelování v oblasti energetiky a aplikované mechaniky tekutin a termomechaniky.
V případě uchazečů z jiných fakult nebo vysokých škol je nutné, aby zvládali výše zmíněné disciplíny na úrovni vyučované v těchto programech.

1. Aktivní řízení proudění se silnými vírovými strukturami

   V mimooptimálních provozních režimech lopatkových strojů se vyskytují silné zavířené struktury (např. vírový cop v sací troubě vodní turbíny, vstupní recirkulace na sání čerpadla), které zhoršují provozní parametry (nižší účinnost, nestabilita charakteristiky, vznik kavitace, tlakové pulzace, hluk atd.). Jednou z perspektivních možností potlačení je využití aktivního řízení na bázi vstřikování kapaliny. Cílem dizertační práce je prozkoumání těchto možností s využitím výpočtových simulací i experimentálního modelování.

   Školitel: Rudolf Pavel, doc. Ing., Ph.D.

2. CFD model proudění tuku ve spáře kulového kloubu

   Cílem je vytvoření experimentálně validovaného simulačního modelu popisujícího proudění tuku v úzkých spárách kulového kloubu včetně vlivu vzduchových kapes a následně studium vlivu textur povrchu a návrhu tukových drážek.

   Školitel: Rudolf Pavel, doc. Ing., Ph.D.

3. Dynamika vývoje parní vrstvy při chlazení horkých ocelových povrchů

   Práce se zabývá experimentálním studiem vývoje parní vrstvy při interakci proudů vody na pohybujícím se horkém povrchu. Problematika chlazení je v industriálních podmínkách složitá vzhledem k různým stádiím vývoje varu. Nejnižší intenzita chlazení je v oblasti blánového varu, kdy je voda odizolována od povrchu parní vrstvou, jež se snižuje s teplotou povrchu až dojde k jejímu proražení a přechodovému varu. Leidenfrostova teplota je závislá na dynamice proudění vody po povrchu. Pod dopadajícím laminárním proudem vody je Leidenfrostova teplota vyšší než mezi proudy. Dochází tak k lokálnímu přechlazení, což má za následek nežádoucí heterogenity v materiálových vlastnostech. V místech mezi laminárními proudy vody dochází k interakci vodních proudů ze sousedních trysek, a tak k ovlivnění mechanismu přenosu tepla. Publikace ohledně chlazení laminárními proudy se zabývají zejména chlazením na nepohybujícím se povrchu, což je vzdáleno od reálné aplikace. Laboratoř přenosu tepla a proudění je schopna charakterizovat vývoj parní vrstvy na chlazeném povrchu pomocí experimentálního výzkumu a simulací.

   Školitel: Hnízdil Milan, doc. Ing., Ph.D.

4. Ekoinovace raketových pohonů synergií peroxidu vodíku a 3D tisku

   Kapalinové raketové pohonné systémy, ve kterých peroxid vodíku (PV) slouží jako oxidační činidlo nebo monopropelant, představují významný potenciál pro redukci environmentálního dopadu a zjednodušení procesů skladování a manipulace s palivem. Nicméně, využití PV přináší specifické technické výzvy, které souvisí s jeho vysokou reaktivitou a omezenou stabilitou. Jedním z možných směrů řešení je tvarová optimalizace komponent raketového pohonného systému, vycházející z nejnovějších možností additivní výroby (3D tisku) s použitím materiálů kompatibilních s PV. Součástí řešení může být také začlenění pokročilých senzorických a řídicích systémů pro efektivní monitorování a řízení dekompozice PV, a to s cílem optimalizovat výkon a zvýšit bezpečnost pohonných systémů. Cílem tématu je tedy výzkum perspektivních konstrukčních návrhů pomocí výpočtových simulací a experimentálního modelování, který přispěje k rozvoji efektivnějších a bezpečnějších kapalinových raketových pohonných systémů. Pro tento výzkumný záměr je předpokládána podpora z projektů Evropské vesmírné agentury (ESA), včetně příležitosti získání doplňujících stipendií. Průmyslovým partnerem záměru je společnost OteSpace, s.r.o. V rámci studia se očekává aktivní účast na zahraničních mezinárodních konferencích a absolvování stáže na zahraničním pracovišti, což představuje významnou příležitost pro rozvoj profesní sítě a získání nových poznatků a dovedností. K dispozici budou nezbytné nástroje a vybavení pro pokročilý výzkum, včetně přístupu k softwaru pro výpočtovou mechaniku tekutin (CFD), vysoce výkonným výpočetním systémům (HPC), experimentálnímu zázemí a dalšímu vybavení. V rámci řešení tématu je také předpokládána aktivní účast studenta na experimentální části výzkumu (sestavování, nastavování a ladění testovací aparatury, přípravné testy s vodou, testy PV).

   Školitel: Klimeš Lubomír, doc. Ing., Ph.D.

5. Komplexní topologické struktury vyráběné 3D tiskem pro intezifikaci přenosu tepla: Modelování a optimalizace

   Efektivní přenos tepla a optimální návrh tepelných výměníků patří mezi důležité oblasti související s účinností a ekonomičností široké řady zařízení, ve kterých dochází k tepelné výměně a její intenzifikaci. V minulosti byly technologie pro návrh a výrobu teplosměnných ploch omezeny na konvenční způsoby. V posledních letech však došlo k výraznému rozvoji aditivních technologií zahrnující 3D tisk kovových materiálů. Tento způsob výroby otevírá zcela nové možnosti výroby teplosměnných struktur s velmi komplikovanou topologií pro maximalizaci teplosměnné plochy (např. využití gyroidů). Cílem tématu bude vytvořit a validovat výpočtové modely pro simulaci tepelného chování komplexních struktur pro intenzifikaci přenosu tepla a tepelný výkon těchto struktur dále optimalizovat, např. pomocí soft computing metod. V tomto ohledu se předpokládá využití především přírodou inspirovaných algoritmů a metaheuristik, např. genetického algoritmu či optimalizace hejnem částic. Tyto metody mají totiž dle již publikovaných studií značný potenciál úlohy tohoto typu efektivně řešit. Tento výzkumný záměr je součástí aktuálně řešeného projektu MEBioSys (projekt výzvy OP JAK Špičkový výzkum). Dále je v úzké návaznosti na toto téma připravovan návrh projektu GAČR s předpokladem řešení od roku 2025. V rámci studia se očekává aktivní účast na zahraničních mezinárodních konferencích a absolvování stáže na zahraničním pracovišti, což představuje významnou příležitost pro rozvoj profesní sítě a získání nových poznatků a dovedností. K dispozici budou nezbytné nástroje a vybavení pro pokročilý výzkum, včetně přístupu k softwaru pro výpočtovou mechaniku tekutin (CFD), vysoce výkonným výpočetním systémům (HPC), experimentálnímu zázemí a dalšímu vybavení. V rámci řešení tématu je také předpokládána aktivní účast studenta na experimentální části výzkumu (testování vyrobených tepelných výměníků a sběr dat pro validaci výpočtových modelů).

   Školitel: Klimeš Lubomír, doc. Ing., Ph.D.

6. Kryogenní chlazení a separace plynů

   V souvislosti s hledáním zdrojů vodíku pro energetické využití je nutné hledat a prozkoumat nové metody separace a čištění plynů. Jednou z perspektivních cest je cesta kondenzace, kdy při velmi nízkých teplotách lze ze směsí plynů oddělovat jednotlivé složky, a tak získat vodík o vysoké čistotě. Pak by bylo možno jako zdroje vodíku využívat i generované nebo odpadní plyny. Práce doktoranda či doktorandky by zahrnovala především návrhy kryogenních výměníků a další nezbytných komponent technologie a řešení provozních problémů např. s namrzáním.

   Školitel: Baláš Marek, doc. Ing., Ph.D.

7. Nabíjecí infrastruktura pro elektrická vozidla: Strojové učení a analýza chování uživatelů pro optimalizaci a prediktivní údržbu

   Zelená dohoda pro Evropu (European Green Deal) je v současné době velmi diskutovaným tématem, který cílí na 55% snížení emisí skleníkových plynů do roku 2030 a na bilančně nulové emise skleníkových plynů do roku 2050. Součástí této strategie je také transformace sektoru dopravy: přechod od spalovacích motorů využívajících fosilní paliva k elektricky poháněným vozidlům. Rostoucí počet elektromobilů ale přináší mnohé problémy, které je potřeba efektivně vyřešit. Jedním z nich je nabíjení elektromobilů, protože stávající elektrická síť a infrastruktura nejsou kapacitně schopny zajistit současné nabíjení velkého počtu elektromobilů. Cílem tématu bude vytvořit výpočtové nástroje, které budou umožňovat optimalizaci infrastruktury nabíjecích stanic elektromobilů (počet stanic, jejich rozmístění, nabíjecí výkon atd.), predikovat potřebu jejich údržby a využívat analýzu a predikci chování uživatelů (řidičů elektromobilů) pro efektivní provoz a využívání dobíjecí infrastruktury. K tomuto účelu se předpokládá využití nástrojů strojového učení, umělé inteligence a prediktivního modelování. Pro tento výzkumný záměr je předpokládána podpora z projektu, který je aktuálně hodnocen ve výzvě OP JAK Mezisektorová spolupráce. V rámci studia se očekává aktivní účast na zahraničních mezinárodních konferencích a absolvování stáže na zahraničním pracovišti, což představuje významnou příležitost pro rozvoj profesní sítě a získání nových poznatků a dovedností. K dispozici budou nezbytné nástroje a vybavení pro pokročilý výzkum, včetně přístupu k vysoce výkonným výpočetním systémům (HPC), experimentálnímu zázemí a dalšímu vybavení.

   Školitel: Klimeš Lubomír, doc. Ing., Ph.D.

8. Nestability vznikající při obtékání tuhého tělesa

   Při obtékání tuhého tělesa dochází k buzení a k nestabilitám. Asi nejznámější je buzení je od kármánových vírů, případně nestability typu odtržení proudu, flutteringu nebo gallopingu na obtékaném tělese. Cílem disertační práce bude modelovat tyto jevy, provedení experimentálního výzkumu a navrhnout opatření pro zabránění těmto nestabilitám, případně využití tohoto kmitání k zisku energie.

   Školitel: Habán Vladimír, doc. Ing., Ph.D.

9. Optimalizace a využití technologie kavitačních trysek: čištění povrchů, erozní zkoušky materiálů, čištění odpadních vod, medicínské aplikace

   Kavitační paprsek funguje na principu vzniku mraku kavitačních bublin na ústí kavitační trysky ponořené v kapalině. Kavitační bubliny poté kolabují na povrchu tělesa (např. znečištěný povrch) nebo uvnitř kapaliny (pro aplikace v oblasti čištění vody), což je doprovázeno značnými tlakovými impulzy a dalšími efekty. Cílem dizertační práce je popis chování kavitační trysky s využitím výpočtového modelování (vícefázový CFD model) a pokročilých experimentálních technik (především vysokorychlostní kamera) a optimalizace trysky pro vybranou aplikaci. Dizertační práce bude navazovat na předchozí rozsáhlý výzkum.

   Školitel: Rudolf Pavel, doc. Ing., Ph.D.

10. Optimalizace zařízení pro energy harvesting na bázi kmitání vyvolaného víry

    Energy harvesting z tělesa rozkmitaného víry v jeho úplavu představuje jednu z perspektivních možností pro výrobu elektrické energie pro snímače tlaku, průtoku, vibrací nebo kvality vody s cílem digitalizace vodovodní sítě. Cílem dizertační práce je návrh a optimalizace takového zařízení pro zajištění maximálního provozního rozsahu při změnách průtoku a co nejvyšší efektivity přeměny kinetické energie proudu na elektrickou energii. Výzkum bude probíhat v široké zahraniční spolupráci v rámci projektu Horizon Europe a bude se opírat o výpočtové modelování nestacionárního proudění a intenzivní exp. výzkum v hydraulické laboratoři. Téma je vhodné jak se zaměřením na mechaniku tekutin (vírové struktury, výpočtové a experimentální modelování, kmitání) tak mechatroniku (elektrický generátor, řízení).

    Školitel: Rudolf Pavel, doc. Ing., Ph.D.

11. Pronikání vodíku spoji a materiály komponent distribučních technologií

    Vlastnosti vodíku vedou k významné parazitní propustnosti většiny materiálů používaných pro prvky technologií distribuce a skladování vodíku. Pro bezpečné provozování vodíkových technologií je nezbytné mít k dispozici nástroj pro predikci potenciálních průniků skrz stěny potrubí a spoje dílčích komponent. V rámci zpracování tohoto tématu budou realizovány dílčí experimenty sledující průniky testovacích plynů He a H2 skrz stěny vybraných potrubí, rozebíratelné a nerozebíratelné spoje. Na základě experimentů bude navržen postup pro predikci úniků vodíku, který bude sloužit následné konkretizaci nezbytné ventilace technologie pro bezpečný odvod unikajícího vodíku do okolí.

    Školitel: Pospíšil Jiří, doc. Ing., Ph.D.

12. Spotřeba životnosti vodního stroje v závislosti na výkonu

    Životnost jednotlivých dílů vodního stroje (lopatky, pouzdra lopatek, ložiska) úzce souvisí s provozním stavem. Velmi významný je vliv kavitace, případně vibrací stroje, kde především nízké výkony, ale i přeotevření výrazně spotřebovávají životnost jednotlivých dílů. Cílem disertační práce bude stanovit spotřebu životnosti jednotlivých dílů v závislosti na výkonu. V rámci projektu je plánované měření na velké vodní turbíně.

    Školitel: Habán Vladimír, doc. Ing., Ph.D.

13. Studium dynamiky koherentních vírů rotujících v bezlopatkovém prostoru hydraulické turbíny

    Interakce proudění mezi stacionární doménou rozváděcích lopatek a rotační doménou lopatek oběžného kola je klíčovým aspektem každé hydraulické turbíny. Během rozběhu a zastavování turbíny musí být překonány podmínky nízkého zatížení (např. režim nulového výkonu). Při provozu s nízkým zatížením je na vstupu před oběžným kolem proudění o nízkém průtoku a s velkou rotační složkou. Se současnými scénáři trhu s energií se provoz turbín v podmínkách nízkého zatížení zvyšuje co do počtu a času, aby se kompenzovaly výkyvy ve výrobě elektřiny z přerušovaných obnovitelných zdrojů. Takové podmínky jsou velmi vhodné pro vznik sekundárního proudění a souvisejících vírových struktur, kde nejpozoruhodnější jsou víry rotující v bez-lopatkovém prostoru oběžného kola. V některých výzkumných studiích bylo prokázáno, že výsledné struktury ve formě koherentních vírů připojených k náboji turbíny nejsou bezpodmínečně závislé na přítomnosti oběžného kola turbíny, ale oběžné kolo má spíše pasivní roli. Tyto vírové struktury mohou způsobit silné vibrace rotoru. V důsledku toho je oběžné kolo vystaveno vysokému dynamickému zatížení, které může vést k únavovému selhání mechanických součástí. Nejtypičtějšími problémy jsou praskliny lopatek a poškození pouzder. Mohou se také objevit rozsáhlé vibrace a emise hluku šířené do celé budovy elektrárny. Dalším aspektem, který by mohl zvětšit dynamické zatížení, je možný výskyt kavitace. Cílem této práce je výzkum výše uvedeného typu proudění a analýza jeho vlivu na mechanickou část hydraulické turbíny.

    Školitel: Rudolf Pavel, doc. Ing., Ph.D.

14. Studium nestacionárních změn kavitační bubliny s vlivem magnetického pole

    Řešena bude problematika kolapsu kavitační bubliny v magnetickém poli. Bude provedena detailní analýza Maxwellových rovnic, sestaven matematický model a numerické řešení kolapsu kavitační bubliny. Součástí řwešení bude odvození Rayleigh-Plessetovy rovnice doplněné o člen zahrnující vliv magnetického pole. Bude využito komerčních softwarů z hlediska proudění i vlivu magnetického pole i implementovaných vlastních procedur. Získané řešení bude ověřeno experimentálně.

    Školitel: Fialová Simona, doc. Ing., Ph.D.

15. Synergie AI v pokročilé analýze malých datových sad jako efektivní nástroj inovací v udržitelné energetice

    Současné výzvy v oblasti životního prostředí vyvíjejí značný tlak na vysokou účinnost inovací v rámci udržitelné energetiky. Mnohé tradiční technické koncepce dosáhly svých limitů, což vyžaduje rychlé objevování nových, převratných řešení. Počáteční fáze výzkumu a vývoje těchto technologií se potýká s nedostatkem rozsáhlých souborů dat. Teprve vznikají počáteční soubory malých dat, z nichž je třeba s maximální účinností získat informace. I v pokročilých fázích výzkumu a vývoje, zejména v interdisciplinárních tématech, je zásadní rychle a spolehlivě identifikovat podstatné souvislosti, které mohou být lidskému úsudku skryty. S postupujícím úspěšným vývojem průkopnických technologií je žádoucí optimalizovat proces sběru dat a dynamicky identifikovat nejužitečnější směry získávání dat, které co nejefektivněji přispějí ke zlepšení výsledků. Jeden z možných směrů zahrnuje použití pokročilých analýz malých dat v podobě stochastických modelů a metod kvantifikace nejistot (UQ) podporovaných nástroji umělé inteligence (AI). Cílem této disertační práce je provést komplexní výzkum výše uvedených metod se zvláštním důrazem na ty, které mohou významně přispět k vyšší efektivitě výzkumu, vývoje a návrhu nových energetických technologií, urychlit inovace a zavádění průkopnických řešení v oblasti budoucí udržitelné energetiky.

    Školitel: Mauder Tomáš, doc. Ing., Ph.D.

16. Tepelný model bateriového úložiště

    Obnovitelné zdroje energie jsou ze své podstaty výrazně časově proměnné, a proto se jejich využití neobejde bez ukládání energie. Jako perspektivní pro ukládání elektrické energie se jeví bateriová úložiště. Při nabíjení a vybíjení bateriových úložišť dochází k vývinu tepla, který v závislosti na okolních podmínkách může výrazně ovlivňovat životnost a spolehlivost bateriového úložiště. Cílem práce je vytvořit simulační tepelný model bateriového úložiště.

    Školitel: Charvát Pavel, doc. Ing., Ph.D.

17. Transport inhalovaných aerosolů v modelech lidských plic

    Mechanika proudění inhalovaných částic v postupně se větvících kanálech má uplatnění v mnoha oblastech. I konkrétní aplikace v dýchacích cestách je dvojí, jednak ochrana plic před škodlivými částicemi (ať už nanočástice, azbestová vlákna, nebo bioaerosoly), a dále také doprava léčiv pro inhalační léčbu. Práce má interdisciplinární charakter a vyžaduje kombinovat poznatky strojního inženýrství, chemie, matematiky, biologie a farmacie. Cílem je vyvinout přesné modely pro výpočet transportu a zejména dopraveného množství částic do konkrétních oblastí plic. Předpokládá se spolupráce se zahraničními pracovišti, např. University of Delaware, Centre for Energy Research Budapešť a další.

    Školitel: Lízal František, doc. Ing., Ph.D.

18. Víceparametrické optimalizace komponent pro přenos tepla

    V rámci řešení bude pozornost věnována komponentám pro odvod tepla ve specifických aplikacích (chlazení bateriových článků), kdy je provedení komponent vhodné optimalizovat s ohledem na intenzifikaci přenosu tepla, minimalizaci tlakových ztrát, minimalizaci hmotnosti s respektováním limitů výroby. Řešení bude realizováno užitím dostupných výpočtových metod a simulačních nástrojů, jejichž výsledky budou ověřovány odpovídajícími experimenty.

    Školitel: Pospíšil Jiří, doc. Ing., Ph.D.

19. Vliv obnovitelných zdrojů na snižování produkce skleníkových plynů v silniční dopravě

    Největší část emisní stopy, spojené s dnešní silniční dopravou, vychází z energie užívané k pohonu dopravních prostředků. Tato energie je v současnosti získávána téměř výhradně z fosilních paliv. Silniční dopravu bez emisí skleníkových plynů nelze zajistit bez výrazného zapojení obnovitelných zdrojů energie. Cílem práce je vytvořit metodiku a simulační model pro analýzu vlivu obnovitelných zdrojů na emise skleníkových plynů v silniční dopravě.

    Školitel: Charvát Pavel, doc. Ing., Ph.D.

20. Vliv těsnicí spáry na provoz hydraulického stroje

    Těsnicí spára je prostor mezi rotorem a statorem oddělující tekutinu o rozdílném tlaku. Návrh těsnicí spáry úzce souvisí s účinností stroje a s dynamikou rotoru. Cílem doktorského studia bude modelování těsnicí spáry a optimalizace těsnicích spár s ohledem na účinnost a dynamiku rotoru. Dalším cílem práce bude diagnostika těsnicích spár z pohledu jejich poruch, kde se můžeme setkat se zvýšením drsnosti v prostoru těsnící spáry vlivem nečistoty v kapalině, případně s vlivem uvolnění těsnicího kruhu.

    Školitel: Habán Vladimír, doc. Ing., Ph.D.

21. Využití akustické emise při diagnostice tekutinových strojů

    Pomocí akustických projevů lze monitorovat provoz tekutinového stroje, lze sledovat kavitaci na lopatkách nebo v interiéru turbíny nebo čerpadla. Cílem doktorské práce bude stanovit možnosti akustiky při monitoringu tekutinových strojů, a to z pohledu sledování kavitace a vybraných poruch stroje jako jsou například úbytky materiálu na lopatkách, opotřebení ložiska nebo praskliny. Páce by měla být založena na neuronových sítích a umělé inteligenci při zpracování naměřených dat.

    Školitel: Habán Vladimír, doc. Ing., Ph.D.

22. Vývoj sprejových systémů pro cílové aplikace s využitím strojového učení na databázi interních dat

    Laboratoř vícefázové mechaniky tekutin na FSI vyprodukovala v posledních deseti letech značné množství kvalitních obrazových i číselných výsledků o chování různých sprejových systémů. V současnosti se pracoviště zabývá několika tématy, mezi nimi především vývojem sprejových systémů pro 1) aplikaci nanočásticových povrchů a 2) pro zachycování CO2. Cílem práce je využít tato data, utřídit a zpracovat je tak, aby byla využitelná pro aplikaci metod strojového učení. Budou využity stávající a vyvinuty nové modely strojového učení, které následně umožní extrahovat ze stávajících i nově získaných dat nové poznatky z oblasti vícefázových disperzních soustav. Ty umožní vývoj a optimalizaci sprejových systémů pro obě zmiňované témata. Téma práce je multidisciplinární. Má plné technicko-materiální zabezpečení, zejména laboratorní vybavení, techniku a materiál pro experimenty. Předpokládá se částečná finanční podpora studenta z projektu. Téma má vazbu na stávající nebo podaný výzkumný projekt. Předpokládá se několikaměsíční stáž na zahraničním pracovišti se záměrem posílení mezinárodní spolupráce, účast na technických seminářích a prezentací na konferencích. Před přijímacím řízením je nutno kontaktovat školitele a probrat podrobnosti studia.

    Školitel: Jedelský Jan, prof. Ing., Ph.D.

23. Výzkum adsorpce pro záchyt oxidu uhličitého a kyslíku v rámci technologií carbon capture

    Separace plynů je velmi dynamicky se rozvíjející oblast a do budoucna se bez ní klasická energetika neobejde. Separace bude nutná pro oxické spalování i pro následné čištění spalin a nakládání s oxidem uhličitým. Téma dizertační práce míří do této oblasti, konkrétní zaměření bude určeno na základě postupu výzkumných prací a získaných grantových prostředků.

    Školitel: Baláš Marek, doc. Ing., Ph.D.

24. Výzkum hydrodynamické kavitace a superkavitace pro zařízení pro úpravu vody CaviPlasma

    Zařízení CaviPlasma kombinuje hydrodynamickou kavitaci a nízkoteplotní plazmový výboj pro čištění odpadní vody od biologických polutantů (bakterie, sinice) ale také zbytků léčiv, antikoncepce, pesticidů atd. Cílem dizertační práce je optimalizace hydraulické části, tj. výzkum optimálního generování kavitace resp. superkavitace pro zajištění efektivní eliminace kontaminantů. Bude využita kombinace výpočtového modelování proudění a experimentálního výzkumu v hydraulické laboratoři s využitím vysokorychlostní vizualizace proudění. Práce bude navazovat na rozsáhlý předchozí výzkum.

    Školitel: Rudolf Pavel, doc. Ing., Ph.D.

25. Získání buiohlu cestou pomalé pyrolýzy

    Pyrolýza biopaliv a odpadů je velmi dynamické odvětví, které směřuje k efektivní transformaci tuhých paliv na dobře využitelné produkty. Náplní výzkumu v rámci dizertační práce bude optimalizace pyrolýzního procesu za účelem získání kvalitního tuhého zbytku - biouhlu.

    Školitel: Baláš Marek, doc. Ing., Ph.D.