Ing. Stanislav Plánička, Ph.D.

Studium pohybu částic v proudící tekutině i dnes neustále získává na důležitosti. Příslušné poznatky jsou posléze využitelné v mnoha oborech, z těch nejdůležitějších a nejaktuálnějších uveďme především řešení rozstřiku paliva uvnitř spalovacích motorů nebo šíření virových částic v uzavřených prostorech. Zákonitosti interakce rozptýlených částic s nosnou tekutinou tradičně využívají konstrukce různých typů odstředivých separátorů, které lze navrhovat například pro různé kombinace skupenství látek, nebo různé separační výkony.
Hlavním cílem projektu je studium zákonitostí pohybu prachových částic nesených v proudícím vzduchu uvnitř zjednodušeného modelu cyklonového separátoru s využitím metody diskrétních částic. V průběhu řešení projektu je potřeba osvojit si základní práci s programem pro tvorbu výpočetních sítí, dále pomocí výpočtového softwaru ANSYS Fluent řešit proudění vzduchu uvnitř zjednodušené 2D geometrie separátoru a následně simulovat pohyb nesených částic. Závěrem potom z analýzy dosažených výsledků stanovit vliv návrhových parametrů (průměr separátoru, velikost částic, průtok aj.) na efektivitu procesu separace a formulovat zobecněné principy o pohybu pevných částic v proudící tekutině.

Ing. Libor Lobovský, Ph.D.

Při náhlém kolapsu přehradní hráze dochází k vytvoření přívalové vlny vody, která najednou začne unikat z přehradní nádrže. Tato vlna může nabýt obrovských rozměrů a být ničivá pro všechno, co ji přijde do cesty. Šíření přívalové vlny je možné předpovídat pomocí počítačových simulací a experimentálních modelů. Postupy a metody, které se při vytváření těchto simulací a modelů používají, lze ale přímo uplatnit i při řešení podobných úloh, kdy vlna kapaliny interaguje se svým okolím, např. při simulacích pohybu lodi po klidné řece či rozbouřeném moři, při řešení přelévání pohonných hmot v nádržích automobilů nebo při návrhu vodní turbíny. Obecně lze hovořit o úlohách proudění kapaliny s volnou hladinou, přičemž při řešení nabízených experimentů je středem zájmu nejen analýza pohybu přívalové vlny, ale především její silové účinky na předměty, do kterých tato vlna narazí.
Cílem projektu je realizace série experimentálních měření protržení hráze v předpřipraveném testovacím kanále z plexiskla, který je k dispozici na Katedře mechaniky, FAV, ZČU v Plzni. Při tomto měření bude analyzován pohyb vlny prostorem pomocí multi-kamerového systému a silové účinky vody při nárazu na stěnu kanálu pomocí miniaturních tlakových senzorů. V případě zájmu lze toto téma rozšířit o vývoj software pro analýzu naměřených dat.

Ing. Radek Bulín, Ph.D.

Techniky počítačového modelování jsou běžně využívány při vývoji nových vozidel či jejich dílčích komponent. Vytvořené virtuální modely pak mohou simulovat různé jízdní manévry či stavy vozidla a dovolují hlouběji analyzovat jeho vlastnosti bez nutnosti vynaložení prostředků na tvorbu experimentálních prototypů. Přístupů pro počítačové modelování vozidel je velké množství a liší se především tím, jakou problematiku má vytvořený model věrně popisovat.
Cílem projektu je vytvoření zjednodušeného počítačového modelu vozidla a jeho komponent s následnou analýzou vlivu různých jeho parametrů.

Ing. Štěpán Dyk, Ph.D.

Nelineární dynamické systémy mohou vykazovat známky tzv. chaotického chování, kdy při velmi malé změně počátečního stavu se systém může začít vyvíjet či chovat kvalitativně zcela odlišně. I formálně jednoduché systémy tak mohou vykazovat na první pohled náhodné či nepředvídatelné chování a podivné vlastnosti (viz tzv. podivný atraktor).
Cílem projektu je vytvoření počítačových modelů vybraných nelineárních dynamických soustav a jejich zkoumání s ohledem na chaotické chování. V rámci projektu je možné rozšíření o vývoj experimentálního demonstrátoru vybrané mechanické soustavy např. prostřednictvím 3D tisku.

Ing. Jan Heczko, Ph.D.

V polymerních materiálech dochází při provozním zatížení ke kumulaci mikroskopických trhlin, tzv. poškození. Další významný a související jev je přítomnost a transport různých látek z okolního prostředí (především plynů, ale např. i částic síry v pryži), tzv. difuze. Tyto látky, rozpuštěné ve zkoumaném polymeru mohou mít výrazný vliv na jeho chemické stárnutí. Zároveň je jejich difuze ovlivněna geometrií a rozložením zmíněných trhlin.
Cílem projektu je vytvořit jednoduchý numerický model deformujícího se materiálu (1D nebo 2D) s trhlinami a simulovat jejich vliv na difuzi rozpuštěné látky. Realizovat experiment a porovnat výsledky s výpočtem.

Ing. Jan Heczko, Ph.D.

Nafukování tenké membrány se používá při vyšetřování mechanických vlastností měkkých materiálů (např. pryží). Tento mód namáhání je relevantní zejména při konstruování pneumatik, měchů pneumatického odpružení, balónů, tlakových nádob včetně vesmírných zařízení, ale i zkoumání mechanických vlastností cév.
Cílem projektu je vyrobit jednoduchý přípravek a několik zkušebních vzorků (membrán), které umožní provést uvedenou zkoušku a vizualizovat vliv anizotropie a nehomogenity zkoušených membrán.

Ing. Vladimír Lukeš, Ph.D.

Pro záchranu nebo samozáchranu horolezce, např. z ledovcové trhliny, se používají různé druhy lanových kladek, pomocí kterých je možné zachraňovaného snadněji vyprostit. Improvizovaná lanová kladka je zpravidla vytvořena pomocí lana, horolezeckých karabin a tzv. blokantů, které zabraňují zpětnému pohybu zachraňovaného.
Cíl projektu je seznámit se s různými typy lanových kladek vhodných pro záchranu horolezce a vytvořit jednoduchý počítačový model, který pro daný typ kladky vypočte sílu potřebnou pro vytažení postiženého a rychlost jeho vytažení.