bakalářská práce

Diferenciální rovnice systémů s úzkými místy

Text práce 361.65 kB

Autor práce: Bc. Kateřina Šimečková

Ak. rok: 2015/2016

Vedoucí: doc. Ing. Tomáš Kisela, Ph.D.

Oponent: Ing. Jan Horníček

Abstrakt:

Tato bakalářská práce se zabývá analýzou diferenciálních rovnic popisujících systémy s úzkými místy. Studovaný model soustavy je odvozen na základě hydrodynamické analogie. Dále jsou odvozeny podmínky a algoritmy popisující udržitelnost systému, tedy stav, kdy fronta v žádném úzkém místě
nepřesáhne dovolenou úroveň. Vše je doplněno ilustrativními příklady.

Klíčová slova:

úzká místa, diferenciální rovnice, hydrodynamický model

Termín obhajoby

21.06.2016

Výsledek obhajoby

obhájeno (práce byla úspěšně obhájena)

znamkaBznamka

Klasifikace

B

Jazyk práce

čeština

Fakulta

Ústav

Studijní program

Aplikované vědy v inženýrství (B3A-P)

Studijní obor

Matematické inženýrství (B-MAI)

Složení komise

doc. RNDr. Miroslav Kureš, Ph.D. (předseda)
doc. Ing. Pavel Štarha, Ph.D. (místopředseda)
Mgr. Irena Hlavičková, Ph.D. (člen)
doc. Mgr. et Mgr. Aleš Návrat, Ph.D. (člen)
doc. Mgr. Zdeněk Opluštil, Ph.D. (člen)

V práci je odvozena soustava diferenciálních rovnic popisujících chování systému pracovišť na základě hydromechanické analogie. Dále jsou formulovány podmínky a algoritmy pro posouzení dlouhodobé udržitelnosti systému (tj. ohraničenosti řešení předem danými hodnotami) pro konstantní a periodický požadovaný výkon. Funkčnost aparátu je demonstrována na příkladech dvou speciálních systémů pracovišť.

Autorka pracovala samostatně, cíle práce splnila a její dosažené výsledky představují zajímavý výchozí bod pro další analýzu a případné využití v praxi. Práce je vhodně uspořádána, dobře pracuje s literaturou, nicméně se nevyvaruje některých stylistických nedostatků.

Zvláštností odvozené soustavy diferenciálních rovnic je závislost jejích koeficientů na hodnotách požadovaného výkonu, tedy i pro pevně daný systém pracovišť má soustava mnoho možných variant. To umožňuje rozsáhlejší diskuzi a interpretaci výsledků i hledání jejich vhodné vizualizace. Tento potenciál však v práci není zcela využit. Rovněž by bylo zajímavé zahrnout komplikovanější příklady lépe ilustrující komplexnost problematiky.

Práci doporučuji k obhajobě s hodnocením C.
Kritérium hodnocení Známka
Splnění požadavků a cílů zadání B
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod C
Vlastní přínos a originalita C
Schopnost interpretovat dosažené vysledky a vyvozovat z nich závěry D
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii B
Logické uspořádání práce a formální náležitosti B
Grafická, stylistická úprava a pravopis C
Práce s literaturou včetně citací B
Samostatnost studenta při zpracování tématu C

Známka navržená vedoucím: C

Posudek oponenta
Ing. Jan Horníček

Studentka Kateřina Šimečková se ve své bakalářské práci zabývá makroskopickými modely výrobních procesů o několika stanovištích, konkrétně úzkými místy takto popsaných systémů. Po stručném úvodu do problematiky jsou uvedeny základní pojmy z teorie diferenciálních rovnic a poněkud úsporně (a do jisté míry i nepřehledně) odvozena Bernoulliho rovnice pro ideální kapalinu. V další kapitole je sestaven základní model výrobního procesu tvořeného soustavou pracovišť. Tento model vychází z hydrodynamické analogie – průchod práce daným pracovištěm se popisuje pomocí průtoku ideální kapaliny nádobou. V této kapitole je taktéž odvozena rovnice popisující tvar nádoby mající konstantní výtokovou rychlost. V další části práce formuluje studentka podmínky udržitelnosti pro zjednodušený model s konstantním a posléze cyklickým zdrojem. Na závěr vyřeší několik konkrétních příkladů týkajících se udržitelnosti systému několika pracovišť.

Jako hlavní problém práce vnímám, že jakkoli byla naplněna litera zadání, téměř nebyl naplněn jeho obsah. Diferenciální rovnice, které měly být dle zadání jedním z nosných pilířů práce, se objevují pouze v prvních dvou kapitolách formou opisu ze školských učebnic. V dalším textu je sice používáno odpovídající značení, z matematického hlediska se však už o diferenciální rovnice nejedná, nýbrž jde pouze o soustavy lineárních algebraických rovnic (respektive nerovnic). Výsledný model popisu soustavy pracovišť vzbuzuje pochybnosti, zda k jeho odvození bylo skutečně potřeba teorii diferenciálních rovnic zavádět, zda takové zavedení nebylo jednoduše nadbytečné a sloužící pouze k formálnímu naplnění zadání práce.

V práci shledávám ještě další dílčí nedostatky. Text práce sice o něco přesahuje požadovaný rozsah patnácti stran, je to však z části dáno poněkud neúsporných formátováním soustav rovnic. Na několika místech trpí text značně nelogickým uspořádáním, které komplikuje četbu. V práci se nevyskytuje velké množství gramatických chyb, co se však týká stylistiky a stavby vět, přece jen bych si u vysokoškolského studenta představoval větší schopnost precizní práce s rodným jazykem.

Vzhledem k uvedeným výtkám hodnotím práci stupněm „D“. Doporučuji ji k obhajobě.
Kritérium hodnocení Známka
Splnění požadavků a cílů zadání E
Postup a rozsah řešení, adekvátnost použitých metod E
Vlastní přínos a originalita D
Schopnost interpretovat dosaž. vysledky a vyvozovat z nich závěry C
Využitelnost výsledků v praxi nebo teorii C
Logické uspořádání práce a formální náležitosti D
Grafická, stylistická úprava a pravopis C
Práce s literaturou včetně citací D
Otázky k obhajobě:
  1. Jsou soustavy nerovnic z odvození ve čtvrté kapitole (konkrétně (4.1), (4.2) a (4.3)) vzájemně ekvivalentní?
  2. Kdybychom místo po částech spojitého periodického zdroje (zavedeného v kapitole 5) zvolili jako zdroj libovolnou integrovatelnou funkci, v čem všem by se řešená úloha zkomplikovala?
  3. Podmínky udržitelnosti zavedené v páté kapitole pro periodický případ se jeví být nezávislé. Nebylo by tedy vhodnější začít raději s ověřováním druhé podmínky, které je výpočetně výrazně jednodušší?

Známka navržená oponentem: D

Odpovědnost: Mgr. et Mgr. Hana Odstrčilová