Fyzikální a materiálové inženýrství - předměty programu

D01AP1 - Aplikovaná matematika a numerické metody I

Vyučuje:
K101 - katedra matematiky
Garant:
doc. RNDr. Petr Mayer, Ph.D.
Semestr:
(není uvedeno)
Zakončení:
zkouška
Anotace:
Cílem je seznámit studenty se základní problematikou numerické matematiky. Tematické okruhy jsou: • Soustavy lineárních rovnic. Přímé i základní iterační metody. • Řešení nelineárních rovnic a jejich soustav • Řešení problému vlastních čísel • Aproximace funkcí • Numerická kvadratura • Numerické metody řešení obyčejných diferenciálních rovnic s počátečními a okrajovými podmínkami.

D01AP2 - Aplikovaná matematika a numerické metody II

Vyučuje:
K101 - katedra matematiky
Garant:
doc. RNDr. Petr Mayer, Ph.D.
Semestr:
(není uvedeno)
Zakončení:
zkouška
Anotace:
Předmět navazuje na Aplikovaná matematika a numerické metody I, cílem je zvládnout metody řešení parciálních diferenciálních rovnic. Řešeny budou jak úlohy eliptické, tak parabolické. Menší pozornost pak bude věnována hyperbolickým problémům. Rovněž budou řešeny otázky efektivního předpodmínění vznikajících soustav lineárních soustav.

D01MS1 - Matematická statistika I

Vyučuje:
K101 - katedra matematiky
Garant:
prof. RNDr. Daniela Jarušková, CSc.
Semestr:
(není uvedeno)
Zakončení:
zkouška
Anotace:
Náhodný výběr. Myšlenka statistické inference. Náhodné veličiny a jejich rozdělení. Normální rozdělení. Centrální limitní věta. Vícerozměrné rozdělení. Nezávislost. Nekorelovanost. Teorie odhadu - bodový a intervalový odhad. Testování hypotéz. Pojem testové statistiky a statistické rozhodování. P-hodnota. Jednoduchá lineární regrese - odhad parametrů, testování hypotéz, predikční intervaly, regresní diagnostika. Simulace nezávislých realizací náhodných veličin.

D01MS2 - Matematická statistika II

Vyučuje:
K101 - katedra matematiky
Garant:
prof. RNDr. Daniela Jarušková, CSc.
Semestr:
(není uvedeno)
Zakončení:
zkouška
Anotace:
Vícerozměrné normální rozdělení. Analýza hlavních komponent. Lineární regrese s více vysvětlujícími proměnnými. Nelineární regrese. Bayesova věta. Bayesovy odhady parametrů rozdělení. Bayesovy odhady v lineární regresi. Časové řady v časové a frekvenční doméně. Kalman-Bucyho filtr.

D02BEM - Bezkontaktní měřicí metody v experimentální mechanice

Vyučuje:
K102 - katedra fyziky
Garant:
prof. Ing. Jiří Novák, Ph.D.
Semestr:
zimní
Zakončení:
zkouška
Anotace:
Bezkontaktní optické a elektronické metody měření makro a mikrotopografie povrchů (optická interferenční mikroskopie, konfokální mikroskopie, holografická mikroskopie, SNOM – optická skenovací mikroskopie blízkého pole, moderní metody optické interferometrie, optická deflektometrie, AFM - Atomic Force Microscopy, metody elektronové mikroskopie – SEM, TEM, optické rozptylové metody (BRDF, TIS), fotogrammetrie). Optické metody měření deformací, napětí, posunů a vzdáleností (holografická interferometrie, speckle metrologie, ESPI (Electronic Speckle Pattern Interferometry), moiré metody, fotoelasticimetrie, triangulační metody, projekční metody, korelační metody, kapacitní metody). Optická koherenční tomografie. Bezkontaktní měření vibrací a rychlostí pohybu vyšetřovaných objektů pomocí optických metod (Dopplerovská laserová vibrometrie, Dopplerovská anemometrie).

D02FCH - Fyzikální chemie

Vyučuje:
K102 - katedra fyziky
Garant:
prof. RNDr. Pavel Demo, CSc.
Semestr:
(není uvedeno)
Zakončení:
zkouška
Anotace:
Atomární struktura hmoty. Kvantověmechanický popis mikrosvěta. Silové interakce mezi atomy a molekulami. Chemické vazby. Fáze a agregátní stavy hmoty. Fázové rovnováhy a změny skupenství (tání, tuhnutí, vypařování). Fázové diagramy. Fyzikální a chemické vlastnosti pevných látek a tekutin (ideální a reálné plyny a roztoky, viskozita). Povrchy. Adsorpce, adheze, smáčivost povrchů (kontaktní úhly). Měření povrchového napětí a povrchové energie. Hydrofobicita, hydrofilita. Bilanční rovnice a základy fenomenologického popisu transportu hmoty. Difúze, vedení tepla. Základy hydrodynamiky.

D02FPL - Fyzika pevných látek

Vyučuje:
K102 - katedra fyziky
Garant:
prof. RNDr. Pavel Demo, CSc.
Semestr:
(není uvedeno)
Zakončení:
zkouška
Anotace:
Model atomu. Fyzikální význam vlnové rovnice. Schrodingerova rovnice. Chemické vazby (iontová, kovalentní, kovová, Van der Waalsova). Agregátní stavy hmoty (plazma, plyn, kapalina, pevná látka). Struktura pevných látek (krystalické, amorfní). Základy krystalografie (symetrie, krystalové mřížky, reciproká mříž, Millerovy indexy). Určování struktury látek (Braggův zákon, difrakce-rentgenovská, neutronová, elektronová). Poruchy krystalových mříží (bodové, dislokace). Typy materiálů (kovy, keramika, sklo, polymery, kompozity, beton) a jejich vlastnosti (mechanické, tepelné, optické, elektrické).

D02IAM - Instrumentální analytické metody

Vyučuje:
K102 - katedra fyziky
Garant:
prof. RNDr. Pavel Demo, CSc.
Semestr:
(není uvedeno)
Zakončení:
zkouška
Anotace:
Principy kvantové mechaniky. Vlnový a částicový dualismus, vlnová funkce a její interpretace. Schrodingerova rovnice. Stavba atomu. Excitované stavy. Indukované a spontánní přechody elektronů. Pravděpodobnosti přechodů. Spektrální čáry. Rentgenovské záření, struktura a složení látek. Princip laseru (inverzní populace elektronů, typy laserů-polovodičové, kapalné, plynové). Aplikace v materiálových vědách. Spektroskopické techniky (spektrometry, ramanovská spektroskopie) a příprava vzorků. Fyzikální základy mikroskopie (optická, skenovací, AFM). Povrchové síly (kapaliny, pevné látky). Měření úhlů smáčení a povrchové energie/napětí na atomárně hladkých/hrubých površích.

D02NTS - Nanotechnologie ve stavebnictví

Vyučuje:
K102 - katedra fyziky
Garant:
prof. RNDr. Pavel Demo, CSc.
Semestr:
(není uvedeno)
Zakončení:
zkouška
Anotace:
Klasifikace polymerů (přírodní, syntetické). Struktura polymerů (amorfní, krystalické, vlákna, elastomery). Výchozí suroviny pro přípravu polymerních materiálů. Termodynamické a kinetické aspekty mechanizmu polymerizace. Chemické vazby v polymerních řetězcích. Fyzikálně-chemické vlastnosti polymerů (mechanické, tepelné). Princip elektrozvlákňování a NANOSPIDER. Nanovlákna versus makrosvět-rozdíly ve vlastnostech. Modifikace polymerních nanovláken (plazmatické technologie, heterogenní nukleace, bakteriocidita). Vlastnosti tenkých vrstev z polymerních nanovláken (smáčivost, hydrofobicita). Aplikace polymerních nanovláken v moderním stavitelství, ochraně historických památek a v životním prostředí (mikrofiltrace, vodoodpudivost, bakteriocidita). Součástí výuky jsou exkurze na specializovaná pracoviště (NANOSPIDER Fsv ČVUT, Fyzikální ústav AVČR).

D02OPTE - Optika a optoelektronika

Vyučuje:
K102 - katedra fyziky
Garant:
prof. Ing. Jiří Novák, Ph.D.
Semestr:
zimní, letní
Zakončení:
zkouška
Anotace:
Základy geometrické, fyzikální a kvantové optiky. Zdroje záření. Základy fyzikální elektroniky. Lasery a laserové svazky. Detekce optického záření, fotodetektory. Polarizace a modulace optického záření. Fyzikální principy moderních optických a optoelektronických prvků a přístrojů a jejich aplikace v technice. Optické a optoelektronické senzory a jejich aplikace.

D02OZO - Optické zobrazení a metody zpracování obrazu

Vyučuje:
K102 - katedra fyziky
Garant:
prof. RNDr. Antonín Mikš, CSc.
Semestr:
letní
Zakončení:
zkouška
Anotace:
Geometrická a difrakční teorie optického zobrazení. Základy radiometrie, fotometrie a kolorimetrie. Přenosové vlastnosti optických soustav. Metody dekonvoluce v prostorové a frekvenční oblasti. Digitální metody zpracování obrazu.

D02TEP - Teorie elektromagnetického pole

Vyučuje:
K102 - katedra fyziky
Garant:
prof. RNDr. Antonín Mikš, CSc.
Semestr:
zimní
Zakončení:
zkouška
Anotace:
Maxwellovy rovnice. Materiálové vztahy. Hraniční podmínky. Lineární a nelineární prostředí. Zákony zachování. Elektrostatické pole. Magnetostatické pole. Elektromagnetické vlny. Polarizace, interference a difrakce elektromagnetických vln. Vyzařování a detekce elektromagnetických vln. Elektrické a magnetické obvody.

D02TER - Rovnovážná a nerovnovážná termodynamika

Vyučuje:
K102 - katedra fyziky
Garant:
prof. RNDr. Pavel Demo, CSc.
Semestr:
(není uvedeno)
Zakončení:
zkouška
Anotace:
Terminologie, základní definice, principy a postuláty rovnovážné termodynamiky. Termodynamický systém, fáze, agregátní stav hmoty. Stavové rovnice. Gibbsův popis fázového rozhraní. Podmínky termodynamické rovnováhy. Ehrenfestova klasifikace fázových přechodů. Fázové přechody I. druhu (Clausiova-Clapeyronova rovnice, nukleace). Kondenzace, solidifikace, tání, sublimace. Povrchy. Povrchová energie a povrchové napětí. Youngova-Laplaceova rovnice. Měření povrchového napětí a povrchové energie. Základy termodynamiky malých systémů. Porézní systémy. Základy onsagerovské lineární nerovnovážné termodynamiky. Zobecněné síly, zobecněné toky. Bilanční rovnice pro hmotu, hybnost a energii.

D02TF1 - Teoretická fyzika I (Statistická fyzika)

Vyučuje:
K102 - katedra fyziky
Garant:
prof. RNDr. Pavel Demo, CSc.
Semestr:
(není uvedeno)
Zakončení:
zkouška
Anotace:
Stavba a struktura hmoty. Modelování procesů na různých časových a prostorových úrovních popisu. Základy teorie pravděpodobnosti (rozdělovací funkce, diskrétní a spojité proměnné, Stirlingova aproximace). Základy statistické fyziky. Pravděpodobnostní chování mnoha částic (distribuční funkce středování).Fluktuace. Boltzmannovské rozdělení (mikrostavy, fyzikální význam). Statistické soubory (mikrokanonický, kanonický, grandkanonický). Translační, rotační a vibrační partriční funkce. Základy statistické termodynamiky. Určení makroskopických charakteristik tekutin a pevných látek (energie, tepelná kapacita, termodynamické potenciály). Základy kinetické teorie plynů (střední volná dráha, tlak, efúze).

D02TF2 - Teoretická fyzika II (Kinetické procesy v materiálech)

Vyučuje:
K102 - katedra fyziky
Garant:
prof. RNDr. Pavel Demo, CSc.
Semestr:
(není uvedeno)
Zakončení:
zkouška
Anotace:
Transport hmoty a energie. Difúzní pohyb částic v tekutinách (plyny, kapaliny) a pevných látkách. Statistický a fenomenologický popis. Fickův zákon, rovnice difúze, analytické řešení. Difúze v malých systémech. Přenos tepla. Fourierův zákon, rovnice vedení tepla, analytické řešení. Vedení tepla v malých systémech. Moderní teorie fázových přechodů. Homogenní a heterogenní nukleace. Nukleační rychlost. Nukleace vodních par v ovzduší-kondenzace. Vznik klastrů pevné fáze v metastabilních tekutinách. Modelování počáteční fáze hydratačních procesů.

D10MA1 - Materiálové inženýrství I

Vyučuje:
K210 - experimentální centrum
Garant:
doc. Ing. Karel Kolář, CSc.
Semestr:
zimní, letní
Zakončení:
zkouška
Anotace:
Klasifikace hmot podle struktury. Vztah mezi strukturou a mechanickými vlastnostmi. Vlastnosti reálných stavebních hmot. Teoretické a skutečně dosahované vlastnosti stavebních hmot. Vliv vnějších podmínek na chování hmot. Hmoty s porézní strukturou. Kompozity. Progresivní trendy v materiálové základně. Programování vlastností nových typů hmot.

D23ACH - Aplikovaná chemie

Vyučuje:
K123 - katedra materiálového inženýrství a chemie
Garant:
prof. Ing. Milena Pavlíková, Ph.D.
Semestr:
letní
Zakončení:
zkouška
Anotace:
Předmět Aplikovaná chemie nabízí studentům informace z klasické a moderní chemie. Cílem předmětu je zlepšit úroveň chemických znalostí doktorandů a ukázat jim možnosti chemického přístupu k řešení jejich konkrétního projektu. Předmět zahrnuje několik tematických okruhů, jmenovitě chemickou analýzu a dělicí, optické a elektrické metody. V rámci chemické analýzy bude porovnán klasický přístup a využití moderní technologie, tzn. základní kvalitativní a kvantitativní analýza. Elektrické metody zahrnují konduktometrii, TDR techniku a vysokoteplotní měření. Princip dělicích metod bude ilustrován na kapalinové chromatografii. Optické metody budou zastoupeny optickou mikroskopií, ED-XRF a FTIR spektroskopií. Dále budou řešeny možnosti určení velikosti a zastoupení částic, klasickou prosévací metodou a laserového analyzátoru.

D23ACHP - Aplikovaná chemie – praktická laboratorní cvičení

Vyučuje:
K123 - katedra materiálového inženýrství a chemie
Garant:
prof. Ing. Milena Pavlíková, Ph.D.
Semestr:
letní
Zakončení:
zkouška
Anotace:
Předmět Aplikovaná chemie - praktická laboratorní cvičení navazuje na teoretickou výuku předmětu Aplikovaná chemie. Dle probraných témat bude prakticky prováděno laboratorní měření. Studenti budou seznámeni s obsluhou daného přístroje, možnými výstupy a vhodnými aplikacemi. V rámci chemické analýzy bude porovnán klasický přístup a využití moderní technologie (ED XRDF spektrometr, FTIR spektroskopie). Elektrické metody zahrnují měření s vysokoteplotním dilatometrem a konduktometrii. Jako klasická dělicí metoda bude použita kapalinová chromatografie. Optické metody budou zastoupeny optickou mikroskopií a FTIR spektroskopií. Dále bude realizováno měření velikosti částic pomocí laserového analyzátoru.

D23AUM - Akustická a ultraakustická měření

Vyučuje:
K123 - katedra materiálového inženýrství a chemie
Garant:
prof. RNDr. Igor Medveď, Ph.D.
Semestr:
zimní, letní
Zakončení:
zkouška
Anotace:
Šíření zvuku, základní akustické veličiny, frekvenční charakteristika. Prostorová akustika (měření hladiny hlasitosti, doby dozvuku, stupně průzvučnosti, …) Popis a použití základních přístrojů pro akustická měření, využití generátorů, snímačů, zesilovačů a analyzátorů a záznamových zařízení. Experimentální stanovení akustických vlastností stavebních materiálů – útlum zvuku při průchodu stavebním materiálem, popis měřicí aparatury. Nedestruktivní měření fyzikálních materiálových vlastností akustickými a ultraakustickými metodami (měření modulů pružnosti, rychlosti šíření vlnění, útlumu vlnění, …). Ultraakustická defektoskopie (identifikace trhlin a dutin v materiálu, určování nehomogenit, …)

D23IMP - Interakce materiálu a vnějšího prostředí

Vyučuje:
K123 - katedra materiálového inženýrství a chemie
Garant:
doc. Ing. Alena Vimmrová, Ph.D.
Semestr:
letní
Zakončení:
zkouška
Anotace:
Problematika změn vlastností materiálu v závislosti na podmínkách, kterým je vystaven. Vliv vnějšího prostředí na strukturu a vlastnosti stavebních materiálů a na jejich životnost. Změny vlastností vlivem chemické degradace. Karbonatace betonu, koroze kovů. Degradace a stárnutí přírodních materiálů a polymerů. Ochrana materiálů před vnějšími vlivy. Přednášky: 1. Vliv CO2 na stavební materiály, karbonatace betonu 2. Degradace a sanace betonu 3. Elektrochemie 4. Koroze kovových materiálů 5. Biodegradace, sanace dřeva 6. Povrchové úpravy materiálů – ochrana, vady, sanace 7. Stárnutí a degradace polymerů

D23MAI - Materiálové inženýrství

Vyučuje:
K123 - katedra materiálového inženýrství a chemie
Garant:
prof. Ing. Zbyšek Pavlík, Ph.D.
Semestr:
(není uvedeno)
Zakončení:
zkouška
Anotace:
Stavba hmoty, pohled na konfiguraci atomů, periodickou tabulku a její zákonitosti, povaha soudržných sil. Skupenské stavy látek, struktura pevných látek a fázové přechody. Vlastnosti reálných stavebních hmot, základní fyzikální vlastnosti stavebních materiálů, vztah mezi strukturou a vlastnostmi stavebních materiálů. Stavební kámen, jeho vlastnosti, význam ve stavebnictví, konzervace a konsolidace degradovaných kamenných prvků. Dřevo, jeho struktura, vlastnosti, ochrana a aplikace ve stavebnictví. Sklo a plasty, jejich struktura, vlastnosti a použití ve stavebnictví. Beton, jeho struktura a vlastnosti, vliv vnitřních a vnějších faktorů na vlastnosti a chování betonu, speciální typy betonů a degradační vlivy. Kompozitní materiály, jejich struktura, chování a typy. Degradace stavebních materiálů a metody zjišťování struktury a složení stavebních materiálů.

D23MTV - Měření termofyzikálních vlastností materiálů

Vyučuje:
K123 - katedra materiálového inženýrství a chemie
Garant:
doc. RNDr. Anton Trník, Ph.D.
Semestr:
letní
Zakončení:
zkouška
Anotace:
Tepelná vodivost plynů. Dynamika krystalové mřížky. Tepelná kapacita látek. Přenos tepla vedením a zářením v látkách. Rovnice vedení tepla. Teplotní pole. Metody měření teplotní vodivosti, tepelní vodivosti a tepelní kapacity pro pevné látky, kapaliny a plyny. Impulzní metody měření. Snímače teploty. Lineární a objemová teplotní roztažnost pevných látek, kapalín a plynů. Koeficient teplotní roztažnosti izotropních a anizotropních látek.

D23RTP - Řešení transportních jevů na počítači

Vyučuje:
K123 - katedra materiálového inženýrství a chemie
Garant:
prof. Ing. Robert Černý, DrSc.
Semestr:
zimní, letní
Zakončení:
zkouška
Anotace:
Řešení stacionárních a časově evolučních procesů metodou konečných prvků. Počítačová implementace metody konečných prvků. Programování úloh metody konečných prvků v jazyku C. Metody řešení nelineárních problémů. Konvergence metody konečných prvků, odhad chyby Řešení úloh se změnou fáze a úloh s chemickými reakcemi. Počítačové modelování jednorozměrných úloh Počítačové modelování vícerozměrných úloh Počítačové modelování vícerozměrných úloh s využitím paralelního řešiče

D23TJ1 - Transportní jevy v materiálech I

Vyučuje:
K123 - katedra materiálového inženýrství a chemie
Garant:
prof. Ing. Robert Černý, DrSc.
Semestr:
zimní, letní
Zakončení:
zkouška
Anotace:
1. Kinematika termomechaniky kontinua 2. Síly, práce a výkon v termomechanice kontinua 3. Integrální bilanční rovnice termomechaniky kontinua 4. Bilanční rovnice hmotnosti a hybnosti v lokálním tvaru 5. Bilanční rovnice kinetické, potenciální a mechanické energie v lokálním tvaru 6. Termodynamické postuláty a termodynamické věty 7. Termodynamické potenciály 8. Kontinuum bez nevratných procesů, model termoelastického kontinua 9. Bilanční rovnice vnitřní energie v lokálním tvaru 10. Bilanční rovnice celkové energie v lokálním tvaru 11. Bilanční rovnice entropie v lokálním tvaru 12. Jednotný tvar bilančních rovnic v termomechanice 13. Základy teorie směsí, bilanční rovnice hmotnosti složky směsi

D23TJ2 - Transportní jevy v materiálech II

Vyučuje:
K123 - katedra materiálového inženýrství a chemie
Garant:
prof. Ing. Robert Černý, DrSc.
Semestr:
zimní, letní
Zakončení:
zkouška
Anotace:
1. Popis porézního prostředí 2. Přenos vodní páry v porézním prostředí 3. Knudsenova difúze a transport povrchové fáze vody v porézním prostředí 4. Přenos vody v kapalné fázi v porézním prostředí 5. Fázové změny vody v porézním prostředí 6. Konvektivní modely přenosu vlhkosti 7. Difúzní modely přenosu vlhkosti 8. Konstrukce materiálových relací pomocí metod nevratné termodynamiky 9. Termodynamický model současného přenosu tepla a vlhkosti 10. Difúzní modely současného přenosu tepla a vlhkosti 11. Konvektivní modely současného přenosu tepla a vlhkosti 12. Současný přenos tepla, vlhkosti a chemických látek 13. Vliv elektrického pole na transport tepla a vlhkosti

D32DIA - Diagnostika konstrukcí

Vyučuje:
K132 - katedra mechaniky
Garant:
doc. Ing. Pavel Padevět, Ph.D.
Semestr:
zimní
Zakončení:
zkouška
Anotace:
Předmět je zaměřen na seznámení se způsobem odběru a získáváním stavebních materiálů pro účely zjišťování jejich vlastností. Studenti jsou seznámeni s diagnostickými metodami určování vlastností materiálů podstatných pro posouzení konstrukcí z pohledu projektanta (statické, dynamické podklady, fyzikální podklady). Navazujícím tématem je použití výpočtových nástrojů s podklady získanými z provedené diagnostiky. Část obsahu předmětu je věnována přístupům a hloubce diagnostických metod. Výsledkem diagnostiky konstrukcí je určení zbytkové životnosti nebo použitelnosti konstrukcí. 1. Diagnostické metody ve stavebnictví 2. Podklady pro realizaci diagnostických metod. 3. Diagnostika stavebních materiálů v laboratorních podmínkách I 4. Diagnostika stavebních materiálů v laboratorních podmínkách II 5. Analýza stavebních materiálů přístupem zjišťování dynamických vlastností materiálů. 6. Dynamické vlastnosti stavebních konstrukcí zjistitelné in situ. Způsoby volby výběru měřících míst, příprava experimentů, očekávané výsledky, jejich zhodnocení. 7. Výpočtové metody pro zpracování podkladů z diagnostiky konstrukcí (statické a dynamické), materiálové vlastnosti jako vstupy pro posouzení konstrukcí. 8. Víceúrovňová analýza stavebních konstrukcí, syntéza výsledků průzkumů. 9. Diagnostika na úrovni potřeby pro návrh rekonstrukcí, modernizací a oprav stavebních konstrukcí. 10. Diagnostika pro potřeby zrychlených rozhodování opatření zásahů do stavebních konstrukcí (potřeby HZS, stavební úřady atd.). 11. Životnost konstrukcí vyplývající z výsledků diagnostiky konstrukcí. Předmět bude vyučován pouze v českém jazyce.

D32DIC - Algoritmy a využití korelace digitálního obrazu v experimentální mechanice

Vyučuje:
K132 - katedra mechaniky
Garant:
doc. Ing. Pavel Tesárek, Ph.D.
Semestr:
zimní
Zakončení:
zápočet
Anotace:
Studenti budou seznámeni s metodou korelace digitálního obrazu, jejím využití v experimentální mechanice, měřicí linkou, výpočetními algoritmy a interpretací výsledků. Bude podporováno aktivní zapojení studentů při provádění a vyhodnocování experimentů. V případě zájmu budou studenti zapojeni do vývoje nových algoritmů a open-source softwaru. Kromě DIC se studenti seznámí s numerickým modelováním, aby pochopili význam naměřených dat a osvojili si schopnost na výsledky kriticky nahlížet. Součástí bude i představení vysokorychlostních kamer a práce s nimi, včetně pořízení záznamu při experimentu a následné zpracování záznamu.

D32EX1 - Experimentální analýza konstrukcí I

Vyučuje:
K132 - katedra mechaniky
Garant:
prof. Ing. Michal Polák, CSc.
Semestr:
zimní
Zakončení:
zkouška
Anotace:
Předmět je určen studentům, kteří neměli možnost se seznámit s cíli, úlohami a základními prostředky experimentální analýzy v průběhu bakalářského nebo magisterského studia. Studenti se v rámci předmětu seznámí se základními postupy a principy experimentální analýzy stavebních konstrukcí. Výklad bude obsahovat přehled experimentů zaměřených na zkoušení vlastností základních stavebních materiálů, popis experimentů určených pro sledování klimatických zatížení stavebních konstrukcí, příklady verifikace a identifikace teoretických modelů na základě experimentálních výsledků, experimenty prováděné na fyzikálních modelech ve větrných tunelech pro stanovení účinků větru, experimenty prováděné na fyzikálních modelech na vibračních stolech pro určení účinků zemětřesení, dlouhodobé monitorování stavebních konstrukcí. Výklad bude dále obsahovat principy přípravy, realizace a vyhodnocení statických zatěžovacích zkoušek stavebních konstrukcí a konstrukčních prvků, základní metody zpracování naměřených signálů pro potřeby dynamických zkoušek, principy přípravy, realizace a vyhodnocení dynamických zkoušek včetně experimentální modální analýzy, základy měření a hodnocení účinků vibrací na stavební konstrukce z hlediska prvního mezního stavu únosnosti a na jejich uživatele z hlediska mezního stavu použitelnosti, ukázky praktických úloh.

D32EX2 - Experimentální analýza konstrukcí II

Vyučuje:
K132 - katedra mechaniky
Garant:
prof. Ing. Michal Polák, CSc.
Semestr:
letní
Zakončení:
zkouška
Anotace:
Cílem předmětu je prohloubit základní poznatky z experimentální analýzy stavebních konstrukcí získané při předchozím studiu. Výklad bude složen z těchto částí - základní uspořádání měřicí linky používané při experimentech na stavebních konstrukcích, relativní snímače, absolutní snímače, tenzometry, zásady tenzometrických měření, základy stanovení nejistot výsledků měření, experimenty realizované na fyzikálních modelech, základy teorie podobnosti, modelové zákony, experimentální metody pro určení osových sil v táhlech, kabelech a závěsech, praktické příklady realizace (důvod provedení, uspořádání, způsob zpracování výsledků experimentu a základní závěry) statických zatěžovacích zkoušek, dynamických zkoušek a dlouhodobého monitorování stavebních konstrukcí.

D32MFA - Mikroskopická a fázová analýza stavebních materiálů

Vyučuje:
K132 - katedra mechaniky
Garant:
RNDr. Lubomír Kopecký
Semestr:
zimní, letní
Zakončení:
zkouška
Anotace:
Principy transmisní a reflexní optické mikroskopie. Polarizace světla a její využití při fázové analýze pevných látek. Technika polarizační optické mikroskopie a její aplikace ve výzkumu stavebních materiálů. Příprava vzorků. Principy elektronové mikroskopie a mikroanalýzy. Generování elektronů a jejich interakce se zkoumanými objekty, detekce a interpretace dílčích sekundárních emisí. Scanovací (SEM) a transmisní elektronová mikroskopie (TEM), prvková mikroanalýza (EDX/WDX) a elektronová difrakce (EBSD-O.I.M.). Přehled nejužívanějších dostupných technik ESEM, EDX, WDX, O.I.M). Aplikace SEM a EDAX ve výzkumu stavebních materiálů. Příprava vzorků. RTG (X-ray) fázová a strukturní analýza. Principy RTG analýzy a její aplikace ve strukturním a fázovém výzkumu stavebních materiálů. Fázová identifikace, přednostní strukturní uspořádání a RTG strukturní analýza deformací materiálů. Příprava vzorků.

D32MH1 - Mikromechanika heterogenních materiálů (analytické metody)

Vyučuje:
K132 - katedra mechaniky
Garant:
prof. Ing. Jan Zeman, Ph.D.
Semestr:
zimní
Zakončení:
zkouška
Anotace:
Předmět pokrývá analytické metody pro víceúrovňové modelování heterogenních materiálů, s důrazem na následující témata: 1. Úvod, shrnutí řídicích rovnicí pružnosti, tenzorový zápis, průměrování 2. Variační principy mechaniky, materiálové symetrie 3. Základní teorie efektivních vlastností, koncentrační faktory, Voigtovy-Reussovy meze 4. Přesné řešení pro dvojfázové kompozity, vyplepšené meze 5. Eshelbyho úloha 6. Odhady efektivních vlastností: řídká aproximace, selfkonzitentní metoda, metoda Mori-Tanaka 7. Vylepšené odhady efektivních vlastností, Hashin-Shtrikmanovy meze 8. Rozšíření na termoelasticitu, vliv počátečních napětí a deformací 9. Rozšíření na stacionární transportní procesy Jednotlivé přednášky budou vedeny v angličtině.

D32MH2 - Mikromechanika heterogenních materiálů II (numericé metody)

Vyučuje:
K132 - katedra mechaniky
Garant:
prof. Ing. Jan Zeman, Ph.D.
Semestr:
letní
Zakončení:
zkouška
Anotace:
V rámci předmětu budou probrány numerické přístupy k modelování heterogenních materiálů, s důrazem na následující témata: 1. Shrnutí metody konečných prvků pro úlohy pružnosti a stacionárního vedení tepla 2. Metoda asymptotického rozvoje pro vedení tepla a pružnosti 3. Numerická homogenizace prvního řádů pro úlohy pružnosti 4. Numerická homogenizace prvního řádů pro úlohy vedení tepla a termoelasticitu 5. Homogenizace nelineárních úloh s aplikacemi na nelineární vedení tepla a pružnost 6. Dvojúrovňové simulace – základní principy a jejich implementace, řešení úloh pružnosti a vedení tepla 7. Redukované modely, kombinace výpočetní homogenizace a mikromechaniky Jednotlivé přednášky budou vedeny v angličtině.

D32MMG1 - Měření a modelování geotechnických úloh I

Vyučuje:
K132 - katedra mechaniky
Garant:
prof. Ing. Michal Šejnoha, Ph.D.
Semestr:
zimní
Zakončení:
zkouška
Anotace:
Předmět je věnován měření a modelování základních laboratorních zkoušek metodou konečných prvků. Pozornost je zaměřena na popis nelineárního chování zemin s využitím tradičních materiálových modelů. Poznatky získané z jednoduchých modelů laboratorních zkoušek budou využity při modelování vybraných typů geotechnických konstrukcí. Numerické modelování bude provedeno v programu GEO5 MKP. Předmět bude vyučován v českém a anglickém jazyce. Rozpis po týdenních blocích: 1. týden: Chování materiálů v bodě, závislost napětí-deformace, modul pružnosti, Poissonovo číslo, edometrický modul, objemový modul pružnosti, invarianty tenzoru deformace a napětí, nevratné deformace. 2. týden: Úvod do plasticity, metody návratu na plochu plasticity, Mohrův-Coulombův model. 3. týden: Laboratoř: příprava edometrické zkoušky. 4. týden: Obecná deformační metoda na prutech, úvod do MKP na prutech. 5. týden: Laboratoř: příprava smykové zkoušky. 6. týden: Drucker-Pragerův model plasticity, model Cam-Clay. 7. týden: Trojúhelníkový stěnový prvek, lineární úlohy MKP. 8. týden: Formulace nelineárních úloh MKP, Newtonova-Raphsonova metoda. 9. týden: Sestavení numerického modelu edometrické a triaxiální zkoušky z laboratoře. 10. týden: Modely jednoduchých geotechnických konstrukcí (hloubení jámy, pažicí a opěrné zdi, stabilita svahu). 11. týden: Laboratoř: dokončení odečtu měřených veličin, vyjmutí vzorku z přístrojů, vyhodnocení naměřených dat. 12. týden: Nastavení parametrů modelu z naměřených dat a z literatury. 13. týden: Zápočet, informace ke zkoušce.

D32MMG2 - Měření a modelování geotechnických úloh II

Vyučuje:
K132 - katedra mechaniky
Garant:
prof. Ing. Michal Šejnoha, Ph.D.
Semestr:
letní
Zakončení:
zkouška
Anotace:
Předmět je zaměřen na modelování časově závislých úloh v geomechanice. Pokročilá laboratorní měření ve štole Josef budou doplněna numerickým modelováním metodou konečných prvků. Předmět je rozdělen do 4 tematických okruhů: (i) Transport tepla, (ii) Ustálené proudění podzemní vody, (iii) Neustálené proudění podzemní vody, (iv) Sdružený problém transportu vody v plně nasyceném deformujícím se tělese – konsolidace. Numerické modelování bude provedeno v programech GEO5 MKP a SIFEL. Předmět bude vyučován v českém a anglickém jazyce. Rozpis po týdenních blocích: 1-4: Jednodenní kurz měření transportních parametrů – štola Josef. Laboratorní zkouška v propustoměru, změření součinitele tepelné vodivosti a tepelné kapacity na výbrusu horniny. Příprava in situ experimentu a zahájení měření. Data budou sbírána a vyhodnocována postupně po celou dobu semestru. 5-7: Modelování transportu tepla – teoretická formulace stacionárního a nestacionárního vedení tepla, okrajové podmínky, formulace konečných prvků, metody řešení nestacionární úlohy (integrace v čase), modelování vybrané úlohy MKP (program SIFEL). 8-10: Modelování transportu vody – teoretická formulace stacionárního a nestacionárního proudění vody, Darcyho zákon, rovnice kontinuity, okrajové podmínky, přechodová oblast, formulace konečných prvků, modelování vybrané úlohy programem GEO5 MKP. 11-13: Modelování konsolidace – teoretická formulace plně sdruženého problému transportu vody a deformace zemního tělesa za předpokladu plně nasyceného prostředí, formulace konečných prvků, modelování vybrané úlohy programem GEO5 MKP.

D32MPO - Mikromechanika a popis mikrostruktury materiálů

Vyučuje:
K132 - katedra mechaniky
Garant:
doc. Ing. Jiří Němeček, Ph.D., DSc.
Semestr:
letní
Zakončení:
zkouška
Anotace:
1. Mikrostruktura heterogenních materiálů a jejich popis 2. Obrazová a mikrostrukturní analýza 3. Metody skenovací elektronové mikroskopie SEM a analytické techniky 4. Praktická ukázka SEM a měření (lab.) 5. Nanoindentace a měření vlastností v malém objemu 6. Vyhodnocení elastických a viskoelatických parametrů 7. Praktická ukázka nanoindentoru a měření (lab.) 8. Sférická indentace, plastické parametry materiálu 9. Principy nanomechanické analýzy heterogenních materiálů 10. Dekonvoluce a homogenizace na heterogenních systémech 11. AFM mikroskopie pro 3d mapování povrchu 12. Praktická ukázka AFM a měření (lab.) 13. Propojení měřítek materiálu, víceškálové modelování

D32NU1 - Numerické metody mechaniky I

Vyučuje:
K132 - katedra mechaniky
Garant:
prof. Dr. Ing. Bořek Patzák
Semestr:
zimní
Zakončení:
zkouška
Anotace:
Předmět je určen studentům, kteří neměli možnost se seznámit s numerickými metodami a zejména s metodou konečných prvků během předchozího studia. Je členěn do dvou hlavních částí: - přehled základních rovnic teorie pružnosti, metoda vážených reziduí, silné a slabé řešení, volba aproximačních a testovacích funkcí, - aplikace metody konečných prvků na řešení vybraných problémů inženýrské praxe (1D elasticita, ohýbaný nosník, rošt, úloha jednorozměrného a dvourozměrného vedení tepla) V rámci seminářů budou studenti využívat prototypové implementace v prostředí matlab/octave ilustrující problematiku na vybraných příkladech a diskutovat výsledky. V rámci předmětu budou studenti řešit samostatné nebo týmové úlohy.

D32NU2 - Numerické metody mechaniky II

Vyučuje:
K132 - katedra mechaniky
Garant:
prof. Dr. Ing. Bořek Patzák
Semestr:
letní
Zakončení:
zkouška
Anotace:
Cílem předmětu je prohloubit základní poznatky z aplikace metody konečných prvků pro řešení pokročilých problémů (desky, skořepiny, interakce s podložím). Dále budou probírány metody řešení úloh lineární stability a dynamiky (lineární stabilita, vlastní a vynucené kmitání) a úvod do řešení geometricky a materiálově nelineárních úloh (teoretický základ, míry deformace, limitní a bifurkační body na zatěžovací dráze, metody řešení nelineárních úloh, přímá a nepřímá kontrola zatěžovámí). Budou diskutovány algoritmické a implementační aspekty metody konečných prvků. V rámci seminářů budou studenti využívat prototypové implementace v prostředí matlab/octave ilustrující problematiku na vybraných příkladech a diskutovat výsledky. V rámci předmětu budou studenti řešit samostatné nebo týmové úlohy

D32PRE - Přetváření a porušování materiálů

Vyučuje:
K132 - katedra mechaniky
Garant:
prof. Ing. Petr Kabele, Ph.D.
Semestr:
zimní
Zakončení:
zkouška
Anotace:
Předmět je zaměřen na systematický popis nelineárního mechanického chování homogenních i heterogenních materiálů: Formulace konstitutivních rovnic základních materiálových modelů (pružnoplastického, vazkopružného, progresivně se porušujícího materiálu). Matematické modely heterogenních materiálů (základy mezomechaniky). Základy lineární lomové mechaniky (faktor intenzity napětí, energetické kritérium stability lokální trhliny, další kritéria). Základy nelineární lomové mechaniky (trhlina s lokalizovanou zónou plasticity, model kohezivní trhliny, rozměrový efekt). Základy teorie únavových procesů.

D32TEM - Tenzorová mechanika

Vyučuje:
K132 - katedra mechaniky
Garant:
prof. Ing. Milan Jirásek, DrSc.
Semestr:
letní
Zakončení:
zkouška
Anotace:
Předmět studenty seznámí se základy tenzorového počtu a jeho využitím při zápisu a řešení inženýrských úloh. Konkrétní příklady se budou týkat jak mechaniky poddajných těles a tekutin, tak i transportních úloh (např. vedení tepla a vlhkosti). První část semestru bude věnována zavedení tenzorů jakožto lineárních zobrazení, algebraickým operacím s tenzory, tenzorovým polím a jejich diferenciaci a přechodům mezi objemovými a povrchovými integrály založenými na Greenově nebo Gaussově větě. Ve druhé části se tyto matematické nástroje použijí k elegantnímu zápisu a analýze nejrůznějších fyzikálních problémů s ohledem na aplikace ve stavebním inženýrství. Výuka bude kombinovat formu přednášky a semináře. Velký důraz bude kladen na problémy zadávané studentům jako domácí úkoly, které budou sloužit jako podklady pro prezentace a diskusi během seminářů. Cílem předmětu je předat studentům nejen konkrétní znalosti, ale také rozvinout jejich schopnost samostatného myšlení a kritické analýzy. Zároveň jim zběhlost v práci s tenzorovými veličinami výrazně usnadní studium moderní odborné literatury v celé řadě oblastí.

D32TES - Teorie spolehlivosti

Vyučuje:
K132 - katedra mechaniky
Garant:
prof. Ing. Michal Šejnoha, Ph.D.
Semestr:
letní
Zakončení:
zkouška
Anotace:
Látka je rozdělena do tří tematických celků: (i) Důležité vztahy a věty z teorie pravděpodobnosti a matematické statistiky, (ii) Metody analýzy spolehlivosti konstrukcí (analytické a simulační), (iii) Pokročilé metody spolehlivostní analýzy využívající bayesovské inference ve spojení s metodami MCMC. Rozpis po týdenních blocích: 1:Základní vztahy, pojmy a definice, 2. Vybraná rozdělení pravděpodobnosti a důležité nerovnosti, 3. Transformace hustoty pravděpodobnosti (jedna a více proměnných), 4. Spolehlivost jednoduchých konstrukcí, 5. Vývoj spolehlivosti v čase, 6. Spolehlivostní modely a metody řešení, 7. Obnovované systémy, 8. Uplatnění teorie v normách EC, 9. Analytické metody řešení spolehlivosti, 10. Simulační metody, 11. Simulace typu Monte Carlo, 12. Vzorkování MCMC (Markov chain-Monte Carlo, Bayesova statistická metoda).

D32TWPE - Technical Writing and Publishing in English

Vyučuje:
K132 - katedra mechaniky
Garant:
prof. Ing. Milan Jirásek, DrSc.
Semestr:
zimní, letní
Zakončení:
zkouška
Anotace:
Předmět vyučovaný výhradně v angličtině studenty seznámí se strukturou odborného technického článku, gramatickými a stylistickými aspekty odborného textu a procesem tvůrčího vědeckého psaní od přípravy rukopisu až po jeho publikaci (výběr časopisu, podání článku a recenzní řízení). Pozornost bude také věnována efektivnímu vyhledávání a zpracování zdrojů v síťovém prostředí, práci s knihovními, open-access a jinými specializovanými zdroji a nástroji, citacím a publikační etice. Součástí předmětu je i seznámení s citačními manažery, manuály stylu, typografickými zásadami a nástroji pro přípravu odborného textu v LaTeXu. Budou též zmíněny základní pojmy z oblasti bibliometrie a popsány postupy používané při hodnocení vědeckých výsledků.

D36EXS - Experimentální ověřování materiálů a konstrukcí dopravních staveb

Vyučuje:
K136 - katedra silničních staveb
Garant:
Ing. Jan Valentin, Ph.D.
Semestr:
zimní
Zakončení:
zkouška
Anotace:
Témata seminářů s tematicky zaměřenými přednáškami: • Přístupy a zkoušky stanovení nadstavbových vlastností kameniva (včetně kamenné moučky) • Principy návrhu složení a ověření hydraulickými pojivy stmelených směsí a směsí recyklace prováděné za studena • Asfaltová pojiva a přístupy pokročilých zkoušek (performance-based testy, funkční přístup k posuzování, reologické modely) • Využívání reologických měření asfaltových pojiv pomoci dynamického smykového reometru • Měřené technické charakteristiky a vlastnosti s využitím DSR u asfaltových pojiv (tuhost, únava, dotvarování) a zkouška MSCR • Návrh složení hutněných a litých asfaltových směsí a materiálové charakteristiky • Funkční zkoušky asfaltových směsí – principy, výhody a podstata pro charakterizaci kompozitů • Vozovkový cementový beton (odolnost proti střídavému účinku mrazu a vody, tixotropie) Laboratorní praktika: • Základní zkoušky asfaltových pojiv, včetně dynamické viskozity a silové duktility • Zkoušky prováděné na dynamickém smykovém reometru • Zkoušky prováděné na průhybovém trámečkovém reometru, včetně laboratorního stárnutí asfaltových pojiv • Dynamické funkční zkoušky prováděné na univerzálních testerech (tuhost, dotvarování, únava, dynamické moduly apod.) • Procvičování návrhu a optimalizace složení asfaltové nebo hydraulickým pojivem stmelené asfaltové směsi • Provádění zadaných úloh s ověřováním pokročilých charakteristik asfaltového pojiva nebo asfaltové směsi nebo hydraulickým pojivem stmelené směsi

Jazyky

Pro všechny programy je nutná znalost anglického jazyka a volitelného jazyka.

D04ANG - Angličtina

Vyučuje:
K104 - katedra jazyků
Garant:
Mgr. Petra Florianová
Semestr:
(není uvedeno)
Zakončení:
zkouška
Anotace:
Výuka se zaměřuje na dovednosti ve všech jazykových oblastech, akcentována je schopnost komunikace (mluvené i písemné) pro akademické účely, dále je zahrnuta odborná technická angličtina a základní útvary odborného stylu. Úroveň zkoušky dle Společného evropského referenčního rámce pro jazyky ERR je B1-2, kurz je veden na této úrovni. Probírané písemné útvary: - strukturovaný životopis, - průvodní dopis k CV při odpovědi na inzerované volné pracovní místo, - stručná žádost o grant, - abstrakt odborného článku, přečtení (a předložení u zkoušky) cca 150 stran technického textu, včetně článků z odborných periodik a konferenčních materiálů.

D04CES - Čeština

Vyučuje:
K104 - katedra jazyků
Garant:
Mgr. Sandra Giormani
Semestr:
(není uvedeno)
Zakončení:
zkouška
Anotace:
Kurz češtiny pro cizince se zaměřením na potřeby vysokoškolských studentů ke zvládnutí psaného i mluveného jazyka pomocí základního inventáře lingvistických prostředků potřebných pro dorozumění v běžných situacích každodenního praktického života; u pokročilých studentů k rozvíjení schopnosti samostatně pracovat s jednoduchým odborným textem. Kurz není povinný, není ukončen zápočtem ani zkouškou.

D04FRA - Francouzština

Vyučuje:
K104 - katedra jazyků
Garant:
PhDr. Svatava Boboková-Bartíková
Semestr:
(není uvedeno)
Zakončení:
zkouška
Anotace:
.Student doktorského studia, který chce složit zkoušku z francouzštiny, má možnost zvolit z nabídky volitelných předmětů katedry Výuka je nepovinná.

D04NEM - Němčina

Vyučuje:
K104 - katedra jazyků
Garant:
PhDr. Svatava Boboková-Bartíková
Semestr:
(není uvedeno)
Zakončení:
zkouška
Anotace:
Student doktorského studia, který chce složit zkoušku z němčiny, má možnost zvolit z nabídky volitelných předmětů katedry Výuka je nepovinná.

D04RUS - Ruština

Vyučuje:
K104 - katedra jazyků
Garant:
PhDr. Věra Čermáková
Semestr:
(není uvedeno)
Zakončení:
zkouška
Anotace:
Student doktorského studia, který chce složit zkoušku z ruštiny, má možnost zvolit z nabídky volitelných předmětů katedry Výuka je nepovinná.

D04SPA - Španělština

Vyučuje:
K104 - katedra jazyků
Garant:
PhDr. Svatava Boboková-Bartíková
Semestr:
(není uvedeno)
Zakončení:
zkouška
Anotace:
Student doktorského studia, který chce složit zkoušku ze španělštiny, má možnost zvolit z nabídky volitelných předmětů katedry Výuka je nepovinná.