Detail oboru

Konstrukční a procesní inženýrství

FSIZkratka: D-KPIAk. rok: 2020/2021Zaměření: Automobilní a dopravní inženýrství

Program: Stroje a zařízení

Délka studia: 4 roky

Akreditace od: 1.1.1999Akreditace do: 31.12.2024

Profil

Tento obor připravuje studenty na samostanou tvůrčí práci v konstrukční praxi a klade důraz na komplexní znalosti, integrování poznatků vědy, techniky a také umění v procesu projektování. Studenti , kteří se soustředí na problémy oblasti procesního inženýrství, jsou vedeni k samostatnosti při řešení vývoje, optimálního vedení, efektivního navrhování a projekce procesů v různých průmyslových oblastech.

Garant

Vypsaná témata doktorského studijního programu

  1. Dynamika moderních pohonných jednotek osobních automobilů

    Moderní pohonné jednotky osobních automobilů v sobě integrují optimalisované spalovací motory, elektrické točivé stroje a převodová ústrojí, jež se vzájemně dynamicky ovlivňují. Cílem práce je metodika výpočtového modelování dynamiky takových pohonných jednotek a její experimentální ověření. Práce může mít přesah i do oblasti konstrukce dílčích částí pohonné jednotky.

    Školitel: Porteš Petr, doc. Ing., Ph.D.

  2. Energetické ztráty při interakci těles prostřednictvím tekutin

    Předmětem disertační práce jsou energetické ztráty rotorů při pohybu ve viskózních tekutinách (např. mazací oleje). Činnosti zahrnují výzkum fyzikální podstaty vzniku ztrát při pohybu těles v tekutinách za podmínek turbulentního proudění a vývoj metod pro popis tohoto fyzikálního děje. Předpokládá se vytvoření metodiky, a to s využitím technických experimentů, analytických vztahů nebo software pro výpočtové dynamiky tekutin (CFD). Navržená metodika bude aplikována na reálné turbodmychadlo a následně ověřena pomocí technických experimentů na specializovaném experimentálním stavu. V průběhu studia se předpokládá úzká spolupráce s průmyslovými partnery a reálné uplatnění výsledků práce. Součástmi studia jsou dlouhodobá stáž na světově významném výzkumném pracovišti v zahraničí, pravidelná účast na mezinárodních konferencích v oboru a publikace v časopisech. Studium bude podpořeno pracovním úvazkem s finančním ohodnocením ve výši srovnatelné s průmyslem.

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

  3. Inteligentní systém detekování vzdálenosti objektů pro autonomní vozidla

    Téma se bude zabývat rozšířením stávajících metod pro detekování vzdálenosti objektu pohybujících se okolo vozidla. Metoda bude založena na neuronových sítích, stereo kameře nebo lidaru a bude zaměřena na rychle určení vzdálenosti objektu v nepříznivých povětrnostních podmínkách, kde tato oblast je stále problémová pro řízení autonomního vozidla. Systém by byl postaven na produktech k tomu určených a testován v provozu.

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

  4. Jízdní dynamika motocyklů

    Cílem práce je vytvořit matematicé modely motocyklu, které budou sloužit k analýze jízdních stavů na základě simulací nebo měřených signálů. Dalším cílem je sestavit měřicí systém pro snímání jízdní dynamiky motocyklů.

    Školitel: Porteš Petr, doc. Ing., Ph.D.

  5. Matematický model vozidlového tlumiče

    Cílem práce je vytvořit matematický model tlumiče využitelného pro simulace dynamiky vozidla, se strukturou parametrů snadno identifikovatelných pomocí dynamometru.

    Školitel: Porteš Petr, doc. Ing., Ph.D.

  6. Modelování usazování nečistot v turbodmychadlech

    Cílem práce je popsat proces usazování olejových nečistot na nepohyblivých stěnách strojů. Činnosti zahrnují výzkum fyzikální podstaty usazování olejových nečistot a vývoj vhodných metod pro popis fyzikálního děje. Předpokládá se využití výpočtové dynamiky tekutin (CFD) v rámci komerčních softwarů (ANSYS FLUENT, ANSYS CFX) s následným ověřením pomocí cíleného technického experimentu. Ověřený výpočtový model bude následně aplikován na reálné turbodmychadlo a ověřen pomocí technických experimentů na specializovaném experimentálním stavu. Práce bude podpořená společnostmi Garrett Advancing Motion. V průběhu studia se předpokládá úzká spolupráce s průmyslovým partnerem a reálné uplatnění výsledků práce. Součástí studia jsou dlouhodobá stáž na světově významném výzkumném pracovišti v zahraničí, pravidelná účast na mezinárodních konferencích v oboru a publikace v časopisech. Studium bude podpořeno pracovním úvazkem s finančním ohodnocením ve výši srovnatelné s průmyslem. Další informace ke studiu: http://www.iae.fme.vutbr.cz/studium-doktorske

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

  7. Nové koncepce zavlažování a využití vody v krajině

    Využití vody v krajině se stává v posledních letech palčivým problémem nížinných oblastí. Problémem není vždy nedostatek vody ale zejména její zachycení, skladování a následné využití. Finanční náročnost rozvodů vody k zavlažování by s použitím moderních technik, multifunkčních zařízení a instalace smart čerpadel do potrubních systémů mohla být snížena. Výzkum a řešení by se zabývalo rozborem možností stávajících sítí rozvodů užitkové vody a návrhem nových variant s využitím moderních technologií přepravy a skladování vody.

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

  8. Perspektivní pohonné jednotky pro mobilní aplikace

    Téma vychází ze strategických záměrů spolupracujícího významného průmyslového partnera v oblasti nových pohonných jednotek a navazuje na úkoly řešené v Národním centru kompetence Josefa Božka.

    Školitel: Píštěk Václav, prof. Ing., DrSc.

  9. Pokročilá identifikace vibrací a hluku subsystémů vozidel

    Cílem doktorské práce je výzkum a vývoj metod vhodných pro pokročilou identifikaci vibrací a hluku subsystémů vozidel s následným uplatněním v reálných aplikacích. Výzkumné činnosti zahrnují vývoj algoritmů pro vyhodnocení vibrací a hluku vozidel, pohonných jednotek a hnacích traktů. Předpokládá se využití existujících komerčních softwarových prostředků a tvorba nových dílčích programů v programovacích jazycích (Python, Matlab, Fortran nebo C++). Výsledky budou ověřeny pomocí technických experimentů na specializovaném experimentálním stavu a v konkrétních aplikacích. V průběhu studia se předpokládá úzká spolupráce s průmyslovým partnerem a reálné uplatnění výsledků práce. Součástí studia jsou dlouhodobá stáž na světově významném výzkumném pracovišti v zahraničí, pravidelná účast na mezinárodních konferencích v oboru a publikace v časopisech. Studium bude podpořeno pracovním úvazkem s finančním ohodnocením ve výši srovnatelné s průmyslem. Další informace ke studiu: http://www.iae.fme.vutbr.cz/studium-doktorske

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

  10. Pokročilé metody rozpoznávání objektů pro autonomní vozidla

    Téma se zabývat rozšířením stávajících metod pro rozpoznávání objektu pohybujících se okolo vozidla. Metoda bude založena na neuronových sítích a bude zaměřena na rychle rozpoznávání objektu v nepříznivých povětrnostních podmínkách, kde tato oblast je stále problémová pro řízení autonomního vozidla. Systém by byl postaven na produktech k tomu určených a testován v provozu.

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

  11. Prediktivní řízení založené na modelu hybridního vozidla

    Cílem je vývoj prediktivního nelineárního řízení založeného na modelech pohonného ústarojí, vzodila a chování řidiče v hybridním automobilu. Využití simulací v GT-SUITE a Matlab/SIMULINK.

    Školitel: Štětina Josef, prof. Ing., Ph.D.

  12. Prediktivní řízení založené na modelu hybridního vozidla

    Cílem je vývoj prediktivního nelineárního řízení založeného na modelech pohonného ústarojí, vzodila a chování řidiče v hybridním automobilu. Využití simulací v GT-SUITE a Matlab/SIMULINK.

    Školitel: Štětina Josef, prof. Ing., Ph.D.

  13. Spolupráce zážehového spalovacího motoru s elektromotorem

    Cílem je optimalizace parametrů zážehového spalovacího motoru určeného pro spolupráci s elektromotorem v hybridní pohonné jednotce automobilu. Využití simulací v GT-SUITE a Matlab/SIMULINK

    Školitel: Štětina Josef, prof. Ing., Ph.D.

  14. Studium proudění nemísitelných a vícesložkových kapalin

    Řešení proudění nemísitelných a vícesložkových kapalin. Výzkum kapalin složených ze dvou (nebo více) vzájemně nemísitelných složek je novou, rozvíjející se oblastí. Tyto kapaliny představují nové materiály, které mohou být použity jako maziva, kapalinové ucpávky nebo jako tekutá média v biomechanických zařízeních. Nemísitelné kapaliny se skládají ze dvou (nebo více) kapalných a/nebo pevných složek (kapalina-kapalina nebo kapalina-pevná fáze). Pevnou fázi představují částice dispergované v nosné tekutině. Jejich interakce s vnějším prostředím je ovlivněna jejich chemickým složením, povrchovou úpravou materiálu a může být ovlivněna vnějšími poli. Zkoumání problému nemísitelných tekutin začalo před několika lety a brzy bylo zřejmé, že bude mít velký aplikační potenciál.

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

  15. Tepelné modely pneumatik

    Práce je zaměřená na tvorbu matematických modelů a metod měření pro účely predikce teploty a tlaku vzduchu v pneumatikách během jízdy vozidla.

    Školitel: Porteš Petr, doc. Ing., Ph.D.

  16. Testování vozidel a digitalní dvojče

    Tématem práce je vývoj digitálního dvojčete automobilu pro vývoj a testování autonomních vozidel a ADAS systémů.

    Školitel: Porteš Petr, doc. Ing., Ph.D.

  17. Toky nehomogenních materiálů ve žlabech a skluzech

    Laboratorní výzkum toků nehomogenních materiálů včetně tvorby teoretických modelů s cílem optimalizace konstrukce žlabů a skluzů pro nehomogenní materiály. Vhodné korekce uplatňování teoretických fyzikálních i empirických popisů v technické praxi.

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

  18. Toky nehomogenních materiálů ze skladovacích zásobníků

    Laboratorní výzkum toků nehomogenních materiálů včetně tvorby teoretických modelů s cílem optimalizace konstrukce výpustí a výtokových otvorů zásobníků a nádrží. Vhodné korekce uplatňování teoretických fyzikálních i empirických popisů v technické praxi.

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

  19. Vibroakustická analýza krátkodobých dějů pohonných jednotek

    Hluk, vibrace a tvrdost (NVH) je stále aktuální problematika v automobilovém průmyslu. Rostoucí nároky na snižování přináší nutnost se soustředit i na problematiku krátkodobých dějů, jako je přeřazování.

    Školitel: Štětina Josef, prof. Ing., Ph.D.

  20. Vliv systému odpružení a tlumení na jízdní dynamiku vozidel

    Systém odpružení a tlumení vozidla musí do značné míry plnit protichůdné požadavky, zejména jízdní komfort hodnocený zrychlením odpružené hmoty a jízdní bezpečnost hodnocená minimálním rozptylem dynamického zatížení kola a také poměrem přenosu zatížení náprav při zatáčení. Základní cíl dizertační práce tvoří sestavení postupu k navrhování odpružení a tlumení vozidla s využitím matematických modelů tak, aby byly zohledněny všechny požadavky včetně subjektivního hodnocení řidiče.

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

  21. Vývoj ventilačních turbín - úspory v energetice

    Optimalizace funkci ventilačních zařízení dle přihlášek vynálezů PV 2014-491 (2014/350),PV 2014-492 (2014/351) a PV 2014-493 (2014/349) s uplatněním práv VUT v Brně na reálných funkčních prototypech. Cílem práce je experimentální konstrukční vývoj při využití programu YADE a SOLIDWORKS, technologie RAPID PROTOTYPING a verifikace výsledků na funkčních prototypech.

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

  22. Zohlednění turbulence reálného prostředí ve výpočtech aerodynamiky vozidel

    Veškerý vývoj a aerodynamické optimalizace osobních vozidel se provádí v aerodynamických tunelech s velmi nízkou turbulencí. Zohlednění charakteru proudového pole z reálných podmínek provozu může optimalizovaný přínos vybraných tvarových úprav karoserie výrazně změnit. Cílem práce je zohlednění turbulence reálného prostředí v CFD simulacích aerodynamiky osobních vozidel. Práce může mít přesah i do aktuálně používaných metod generování turbulence v aerodynamických tunelech.

    Školitel: Porteš Petr, doc. Ing., Ph.D.


Struktura předmětů s uvedením ECTS kreditů (studijní plán)

Studijní plán oboru není zatím pro tento rok vygenerován.