Po úspěšném absolvování magisterského studijního programu Aplikované vědy v inženýrství zahájil Ing. Kryštof Mráz dne 30. 10. 2020 doktorské studium v Laboratoři přenosu tepla a proudění. V souladu se studijním plánem složil zkoušky z pěti předmětů: Výpočtové modelování proudění, Výpočetní inteligence, Metody řešení problémů přenosu tepla, Jazyk anglický pro doktorské studium a Vědecko-výzkumný projekt a jeho řízení. Státní doktorskou zkoušku úspěšně složil v roce 2023.

Je hlavním autorem tří článků: Thermal conductivity of porous oxide layer: A numerical model based on CT data (Q2),Case study of liquid cooling of automotive headlights with hollow fiber heat exchanger (Q1),Numerical simulation of fluid flow in heat exchangers with complex geometry (Q4).

Dále je spoluautorem sedmi odborných článků indexovaných v databázi Scopus a nejméně dvou dalších článků, které jsou ke dni tohoto hodnocení v recenzním řízení nebo ve fázi přípravy manuskriptu.

Kryštof absolvoval tříměsíční pracovní pobyt na univerzitě v Leobenu, kde se věnoval vývoji počítačového kódu pro simulaci deformace ingotu během procesu VAR/ESR. Ačkoli se jednalo o výpočtově zaměřené téma, nesouviselo přímo s jeho disertační prací. Přesto z této stáže vzešly dvě publikace, z nichž jedna spadá do Q1/Q2.

Zúčastnil se konferencí Inženýrská mechanika 2022 ve Svratce a Thermal and Fluids Engineers (ASTFE) Conference v roce 2023 na University of Maryland.

Ing. Mráz byl úspěšným řešitelem dvou juniorských projektů: 2021 – KInG Compact Heat Exchangers for Automotive Industry Made of Polymeric Hollow Fibers,2022 – Mezifakultní specifický výzkum Numerical analyses of polymeric hollow fiber heat exchangers digitalized by X-ray computed microtomography.

Na Energetickém ústavu vyučoval dva semestry předmět Termomechanika (6TT).

Cíle disertační práce, které byly upřesněny během státní doktorské zkoušky, doktorand splnil. Prokázal schopnost samostatně a komplexně řešit danou problematiku, přičemž dosažené výsledky odpovídají stanoveným cílům. Práce je originální, původní a vykazuje minimální překryv s jinými studiemi na obdobné téma.

Práce s open-source software bývá obecně náročnější než s komerčními programy. Kryštof si osvojil práci s open-source LBM kódem Palabos, open-source FVM kódem OpenFOAM, optimalizačním toolboxem Dakota a skriptování v jazyce Bash. Simulace prováděl na linuxových strojích superpočítačové infrastruktury Metacentra a IT4I.

Hlavní přínos práce spočívá v navržené metodice optimalizace vláknového výměníku s ohledem na tepelný výkon a tlakové ztráty. I když nebylo ve finálním kroku využito LBM simulací, nebyla tím snížena kvalita práce. Ukázalo se totiž, že spolehlivá implementace LBM pro vysoká Reynoldsova a Pécletova čísla, složité okrajové podmínky a teplotně závislé fyzikální vlastnosti by vyžadovala několik doktorských prací. Toto zjištění bylo v práci podrobně vysvětleno.

Doktorand důsledně využíval open-source nástroje OpenFOAM a Dakota, přičemž navržený optimalizační postup umožňuje spolehlivý návrh výměníku tepla s rozumnou výpočetní náročností. Práce rovněž otevřela nové otázky – například v rámci rozsáhlé parametrické studie byla pozorována bifurkace mezi dvěma režimy proudění metodou URANS. Otevřenou otázkou zůstává, zda měla bifurkace fyzikální základ, nebo zda jde o projev známé nestability této metody.

Na závěr konstatuji, že Ing. Kryštof Mráz splnil všechny požadavky kladené na absolventy doktorského studia a doporučuji, aby mu byla umožněna obhajoba disertační práce.

viz. posudek v PDF

viz. posudek v PDF