diplomová práce

Studie hlučnosti hořáku horkovzdušného balonu

Text práce 30.62 MB Příloha 11.05 MB

Autor práce: Bc. Viliam Krištof

Ak. rok: 2025/2026

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

Oponent: Ing. Aleš Dočkal, Ph.D.

Abstrakt:

Štúdia hlučnosti horáka teplovzdušného balóna sa zaoberá hlukovými vlastnosťami horáku. Cieľom tejto práce je znížiť hluk existujúceho horáka od spoločnosti Kubíček Factory s.r.o. Tento cieľ predchádza rešerš hlukovej legislatívy pre hlučnosť balónového horáku, teoretický rozbor jednotlivých zdrojov hluku na horáku, zjednodušený simulovaný akustický model trysky a jeho overenie meraním a zmeranie frekvenčných a  smerových charakteristík a hladín hluku horáku v stanovených miestach. V rámci meraní boli použité okrem základných meracích techník aj pokročilé ako napríklad akustická kamera a akustická holografia, ktoré dopomohli k formulácii následného návrhu pasívnych opatrení pre zníženie hluku. Tento výskum viedol k novým poznatkom ohľadom horáku, vlastností hlukových zdrojov a k návrhu praktických prístupov k snižovaniu hluku horáku pomocou primárnych (opatrenia na zdroji), sekundárnych (opatrenia v okolí zdroja hluku) a terciárnych (opatrenia na strane posádky) prístupov. Práca obsahuje aj rozbor možnosti implementácie aktívneho potlačenia hluku a konkrétnych riešení pre pasívne znižovanie aerodynamického hluku horáku teplovzdušných balónov.

Klíčová slova:

Horák horkovzdušného balónu, hluk spaľovania, ANC, znižovanie hluku, turbulentné simulácie, pasívne znižovanie hluku

Termín obhajoby

11.06.2026

Výsledek obhajoby

obhájeno (práce byla úspěšně obhájena)

znamkaBznamka

Klasifikace

B

Průběh obhajoby

Student prezentoval výsledky své práce a komise byla seznámena s posudky. Student obhájil diplomovou práci a odpověděl na otázky členů komise a oponenta. Otázky: 1) V tabulce 4.1 na str. 53 uvádíte výsledné hladiny hluku pro jednotlivá protihluková opatření v daném frekvenčním pásmu a v této souvislosti zmiňujete přílohu (patrně Shielding/Clony), která však nekoresponduje s hodnotami v tabulce a je zobrazena v 1/12 oktávových pásmech (v tabulce uvádíte 1/6 oktávová). Můžete tuto skutečnost okomentovat? 2) Na obr. 4.8 na str. 60 je uvedena horizontální směrová charakteristika trysky popsaná hodnotami LAF a LCF. Tyto zkratky jsou v akustice běžné, ale v práci nejsou vysvětleny. Jaký je rozdíl mezi zmíněnými hladinami hluku a proč byly použity v konkrétním měření? 3) Vysvětlete naměřené hodnoty LAF a LCF. 4) Jak je v práci zamýšleno využití ANC? 5) Jaké jsou nejistoty výsledků měření hlukových úprav?

Jazyk práce

angličtina

Fakulta

Ústav

Studijní program

Audio inženýrství (MPC-AUD)

Specializace

Zvuková produkce a nahrávání (AUDM-ZVUK)

Složení komise

Ing. Jaromír Mačák, Ph.D. (člen)
Doc.Ing.MgA. Ondřej Urban, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Jiří Schimmel, Ph.D. (místopředseda)
RNDr. Lubor Přikryl (člen)
Ing. Ondřej Mokrý, Ph.D. (člen)

Diplomová práce pana Bc. Viliama Krištofa se zabývá studií hlučnosti hořáku horkovzdušného balonu. Jde o aktuální, prakticky významné a dosud málo systematicky zpracované téma, které vzniklo ve vazbě na potřeby průmyslového partnera. Zadání práce požadovalo rešerši legislativních a technických požadavků, měření stávajícího hořáku, vytvoření zjednodušeného akustického modelu trysky resp. soustavy trysek, návrh pasivních opatření ke snížení hluku a rozbor možnosti aktivního potlačení hluku. Tyto body byly naplněny.
Práce má mezioborový charakter. Student je posluchačem oboru Audio inženýrství, nikoli strojního inženýrství, takže se musel zorientovat v oblastech, které přesahují jeho hlavní studijní zaměření. Pracoval samostatně a iniciativně. Byl schopen se orientovat v možných směrech řešení, konzultovat s odborníky na specifická témata i průmyslovým partnerem. Student má tendenci postupovat vlastní cestou a ne vždy využíval doporučení vedoucího. Snadno otevře nový problém a zahájí další směr řešení, ale některé dílčí části zůstávají spíše v koncepční nebo metodické rovině a nejsou dotaženy do hloubky.
Rešeršní část je dostatečně rozsáhlá a pro účel práce dostačující, v některých částech mohla být kritičtější a více opřená o odborné články. Za hlavní přínos práce považuji rozsáhlou experimentální část. Student provedl hluková měření samostatných trysek, měření reálného hořáku, lokalizaci zdrojů hluku pomocí pokročilých metod, testy konceptů pasivních opatření, analýzu vlivu koše a obálky balonu a také měření během reálného letu. Většina testů proběhla v prostředí s vysokou variabilitou okrajových podmínek. To bylo vynuceno povahou zkoumaného zařízení, zhoršilo opakovatelnost a vedlo k větším nejistotám než kontrolovaný laboratorní experiment, ale zároveň umožnilo praktickou realizaci měření.
Student prováděl běžná akustická měření včetně spektrální analýzy, a směrových charakteristik zvukoměrem, k pokročilejším patří akustická kamera a akustická holografie. Šíři použitých metod doplnilo zjednodušené akustické modelování s CFD přístupy s návrhy pasivních opatření odhlučnění. Šíře řešení vedla k tomu, že některé části nejsou zpracovány detailněji. V některých případech by bylo vhodné lépe připravit rozvahu, předběžné výpočty, experimentální plán a kritéria vyhodnocení. Výsledky práce mají reálnou technickou využitelnost, jako podklad pro další vývoj tišších hořáků a navazující výzkum. Práce pro firmu přinesla přístup k reálnému zařízení a prakticky relevantnímu problému, ale znamenala omezení z hlediska publikovatelných informací. Autor nestihl zapracovat všechny připomínky vedoucího, některé formulace mohou být nepřesné nebo příliš silné vzhledem k doloženým výsledkům. Grafická stránka práce a zejména výstupů má rezervy ohledně jednotnosti a uspořádanosti. Práce je psaná srozumitelně, místy by bylo vhodné zlepšit obraty, formulace a pojmy.
Student prokázal schopnost samostatně řešit otevřený inženýrský problém, realizovat navržená měření, pracovat s pokročilými metodami a navrhnout technicky využitelné směry snižování hluku. Celkově konstatuji, že práce splnila cíle zadání, má odborný i praktický přínos a doporučuji ji k obhajobě. Výsledný počet bodů navržený vedoucím: 85

Známka navržená vedoucím: B

Posudek oponenta
Ing. Aleš Dočkal, Ph.D.

Předložená diplomová práce se zabývá specifickou oblastí snižování hluku hořáků horkovzdušných balónů. Jedná se o problematiku vysoce aktuální, kdy samotní zákazníci hodnotí vysokou hladinu hluku hořáků jako nejvýznamnější problém při balónovém létání. Toto téma je velice komplexní a vyžaduje znalosti z mnoha odlišných oborů.

Práce je poměrně rozsáhlá a logicky strukturovaná, přičemž pokrývá oblast platné legislativy, vliv hluku na člověka, aeroakustiku, numerické simulace (COMSOL, ANSYS), a zejména experimentální měření, vč. pokročilých metod (beamforming, akustická holografie), až po návrh možných řešení pasivními prvky a aktivním snižováním hluku (ANC). Po formální i jazykové stránce je práce na velmi dobré úrovni, práce s literaturou a její rozsah je adekvátní řešenému tématu. Výhrady lze mít k prezentaci grafů a výstupů ze simulací (nečitelný text, výřezy obrazovek včetně okrajů apod.).

Z odborného hlediska je stěžejní zejména experimentální část, která doplňuje provedené simulace a potvrzuje nebo vyvrací některé teoretické předpoklady. Na základě získaných výsledků byla navržena technická řešení (akustické panely, úprava trysek hořáků) a stanovena doporučení pro změnu provozního režimu. Uvedená opatření jsou plně realizovatelná v praxi a vedou k reálnému snížení hluku.

Práce je přesvědčivým důkazem o schopnostech diplomanta samostatně řešit složité inženýrské úkoly a doporučuji ji k obhajobě. Otázky k obhajobě:
  1. V tabulce 4.1 na str. 53 uvádíte výsledné hladiny hluku pro jednotlivá protihluková opatření v daném frekvenčním pásmu a v této souvislosti zmiňujete přílohu (patrně Shielding/Clony), která však nekoresponduje s hodnotami v tabulce a je zobrazena v 1/12 oktávových pásmech (v tabulce uvádíte 1/6 oktávová). Můžete tuto skutečnost okomentovat?
  2. Na obr. 4.8 na str. 60 je uvedena horizontální směrová charakteristika trysky popsaná hodnotami LAF a LCF. Tyto zkratky jsou v akustice běžné, ale v práci nejsou vysvětleny. Jaký je rozdíl mezi zmíněnými hladinami hluku a proč byly použity v konkrétním měření?
Výsledný počet bodů navržený oponentem: 90

Známka navržená oponentem: A

Odpovědnost: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová