Ing. Pavel Strachota, Ph.D.

e-mail: zobrazit e-mail
telefon: +420 22435 8563
místnost: 033a
www: http://saint-paul.fjfi.cvut.cz/base/
 
rozvrh

Databáze V3S

Aplikace V3S eviduje výsledky vědy a výzkumu a další aktivity vědecko-výzkumných pracovníků ve vědecké komunitě. Aplikace V3S slouží k odesílání výsledků do RIV, exportům pro statistické analýzy i k interním hodnocením vědecko-výzkumné činnosti.

Seznam publikací ve V3S

Články v časopisech

2018

Michal Beneš and Radek Fučík and Vladimír Havlena and Vladimír Klement and Miroslav Kolář and Ondřej Polívka and Jakub Solovský and Pavel Strachota, An Efficient and Robust Numerical Solution of the Full-Order Multiscale Model of Lithium-Ion Battery, Math. Probl. Eng. 2018 (2018) , 12pages
BiBTeX
@ARTICLE{Math_Prob_En,
  title = {An Efficient and Robust Numerical Solution of the Full-Order Multiscale Model of Lithium-Ion Battery},
  author = {Michal Beneš and Radek Fučík and Vladimír Havlena and Vladimír Klement and Miroslav Kolář and Ondřej Polívka and Jakub Solovský and Pavel Strachota},
  journal = {Math. Probl. Eng.},
  year = {2018},
  volume = {2018},
  pages = {12pages}
}

2017

Pavel Strachota and Michal Beneš, Error estimate of the finite volume scheme for the Allen-Cahn equation, BIT 2017 (2017) , 1-19
BiBTeX
@ARTICLE{BIT-Error_es,
  title = {Error estimate of the finite volume scheme for the Allen-Cahn equation},
  author = {Pavel Strachota and Michal Beneš},
  journal = {BIT},
  year = {2017},
  volume = {2017},
  pages = {1--19}
}
Jan Mach and Michal Beneš and Pavel Strachota, Nonlinear Galerkin Finite Element Method Applied to the System of Reaction-Diffusion Equations in One Space Dimension, Comput. Math. Appl. 73 (2017) , 2053-2065
BiBTeX
@ARTICLE{NLG-Honza-20,
  title = {Nonlinear Galerkin Finite Element Method Applied to the System of Reaction-Diffusion Equations in One Space Dimension},
  author = {Jan Mach and Michal Beneš and Pavel Strachota},
  journal = {Comput. Math. Appl.},
  year = {2017},
  volume = {73},
  number = {9},
  pages = {2053--2065}
}

2015

Petr Bauer and Michal Beneš and Radek Fučík and Hung Dieu Hoang and Vladimír Klement and Radek Máca and Jan Mach and Tomáš Oberhuber and Pavel Strachota and Vítězslav Žabka and Vladimír Havlena, Numerical Simulation of Flow in Fluidized Beds, Discrete. Cont. Dyn. S. S 8 (2015) , 833-846
BiBTeX
@ARTICLE{Honeywell-CJ,
  title = {Numerical Simulation of Flow in Fluidized Beds},
  author = {Petr Bauer and Michal Beneš and Radek Fučík and Hung Dieu Hoang and Vladimír Klement and Radek Máca and Jan Mach and Tomáš Oberhuber and Pavel Strachota and Vítězslav Žabka and Vladimír Havlena},
  journal = {Discrete. Cont. Dyn. S. S},
  year = {2015},
  volume = {8},
  number = {5},
  pages = {833-846}
}

2012

Pavel Strachota and Michal Beneš and Jaroslav Tintěra, Towards Clinical Applicability of the Diffusion-based DT-MRI Visualization Algorithm, J. Vis. Commun. Image R. 23 (2012) , 387-396
BiBTeX
@ARTICLE{JVCIR2012,
  title = {Towards Clinical Applicability of the Diffusion-based {DT-MRI} Visualization Algorithm},
  author = {Pavel Strachota and Michal Beneš and Jaroslav Tintěra},
  journal = {J. Vis. Commun. Image R.},
  year = {2012},
  volume = {23},
  number = {2},
  pages = {387--396}
}
Michal Beneš and Tomáš Oberhuber and Pavel Strachota and Robert Straka and Vladimír Havlena, Mathematical modelling of combustion and biofuel co-firing in industrial steam generators, RIMS Kokyuroku B35 (2012) , 141-157
BiBTeX
@ARTICLE{RIMS2011,
  title = {Mathematical modelling of combustion and biofuel co-firing in industrial steam generators},
  author = {Michal Beneš and Tomáš Oberhuber and Pavel Strachota and Robert Straka and Vladimír Havlena},
  journal = {RIMS Kokyuroku},
  year = {2012},
  volume = {B35},
  pages = {141--157}
}

2009

Pavel Strachota, Implementation of the \uppercaseMR Tractography Visualization Kit Based on the Anisotropic Allen-Cahn Equation, Kybernetika 45 (2009) , 657-669
BiBTeX
@ARTICLE{CJS2008-Kybe,
  title = {Implementation of the \uppercase{MR} Tractography Visualization Kit Based on the Anisotropic {A}llen-{C}ahn Equation},
  author = {Pavel Strachota},
  journal = {Kybernetika},
  year = {2009},
  volume = {45},
  number = {4},
  pages = {657--669}
}

Články ve sbornících

2016

Pavel Strachota and Michal Beneš, A Hybrid Parallel Numerical Algorithm for Three-Dimensional Phase Field Modeling of Crystal Growth, ALGORITMY 2016, 20th Conference on Scientific Computing, Vysok? Tatry - Podbanské, Slovakia, March 14 - 18, 2016. Proceedings of contributed papers and posters, (2016) , 23-32, Comenius University, Bratislava
BiBTeX
@INPROCEEDINGS{ALGORITMY201,
  title = {A Hybrid Parallel Numerical Algorithm for Three-Dimensional Phase Field Modeling of Crystal Growth},
  author = {Pavel Strachota and Michal Beneš},
  booktitle = {ALGORITMY 2016, 20th Conference on Scientific Computing, Vysok? Tatry - Podbanské, Slovakia, March 14 - 18, 2016. Proceedings of contributed papers and posters},
  editor = {Angela Handlovičová and Daniel ševčovič},
  publisher = {Comenius University, Bratislava},
  year = {2016},
  pages = {23--32}
}

2014

Michal Beneš and Pavel Strachota and Radek Máca and Vladimír Havlena and Jan Mach, A Quasi-1D Model of Biomass Co-Firing in a Circulating Fluidized Bed Boiler, Finite Volumes for Complex Applications VII - Elliptic, Parabolic, and Hyperbolic Problems, (2014) , 791-799, Springer
BiBTeX
@INPROCEEDINGS{FVCA7-2014,
  title = {A Quasi-{1D} Model of Biomass Co-Firing in a Circulating Fluidized Bed Boiler},
  author = {Michal Beneš and Pavel Strachota and Radek Máca and Vladimír Havlena and Jan Mach},
  booktitle = {Finite Volumes for Complex Applications VII - Elliptic, Parabolic, and Hyperbolic Problems},
  editor = {J\"{u}rgen Fuhrmann and Mario Ohlberger and Christian Rohde},
  publisher = {Springer},
  year = {2014},
  volume = {78},
  series = {Springer Proceedings in Mathematics \& Statistics},
  pages = {791--799}
}

2013

Pavel Strachota and Michal Beneš, Design and Verification of the MPFA Scheme for Three-Dimensional Phase Field Model of Dendritic Crystal Growth, Numerical Mathematics and Advanced Applications 2011: Proceedings of ENUMATH 2011, the 9th European Conference on Numerical Mathematics and Advanced Applications, Leicester, September 2011, (2013) , 459-467, Springer Berlin Heidelberg
BiBTeX
@INPROCEEDINGS{ENUMATH2011,
  title = {Design and Verification of the {MPFA} Scheme for Three-Dimensional Phase Field Model of Dendritic Crystal Growth},
  author = {Pavel Strachota and Michal Beneš},
  booktitle = {Numerical Mathematics and Advanced Applications 2011: Proceedings of {ENUMATH} 2011, the 9th European Conference on Numerical Mathematics and Advanced Applications, Leicester, September 2011},
  editor = {Andrea Cangiani and Ruslan L. Davidchack and Emmanuil Georgoulis and Alexander N. Gorban and Jeremy Levesley and Michael V. Tretyakov},
  publisher = {Springer Berlin Heidelberg},
  year = {2013},
  pages = {459--467}
}

2012

Petr Bauer and Vladimír Klement and Pavel Strachota and Vít Žabka, Numerical Study of Flow in a 2D Boiler, ALGORITMY 2012 - Proceedings of Contributed Papers and Posters, (2012) , 172-178, Slovak University of Technology in Bratislava
BiBTeX
@INPROCEEDINGS{ALGORITMY201,
  title = {Numerical Study of Flow in a 2D Boiler},
  author = {Petr Bauer and Vladimír Klement and Pavel Strachota and Vít Žabka},
  booktitle = {ALGORITMY 2012 - Proceedings of Contributed Papers and Posters},
  editor = {Angela Handlovičová and Zuzana Minarechová and Daniel ševčovič},
  publisher = {Slovak University of Technology in Bratislava},
  year = {2012},
  pages = {172--178}
}

2011

Pavel Strachota and Michal Beneš, A Multipoint Flux Approximation Finite Volume Scheme for Solving Anisotropic Reaction-Diffusion Systems in \uppercase3D, Finite Volumes for Complex Applications VI - Problems & Perspectives, (2011) , 741-749, Springer
BiBTeX
@INPROCEEDINGS{FVCA6-2011,
  title = {A Multipoint Flux Approximation Finite Volume Scheme for Solving Anisotropic Reaction-Diffusion Systems in \uppercase{3D}},
  author = {Pavel Strachota and Michal Beneš},
  booktitle = {Finite Volumes for Complex Applications VI - Problems \& Perspectives},
  editor = {Jaroslav Fořt and Jiří F\"{u}rst and Jan Halama and Rapha\`{e}le Herbin and Florence Hubert},
  publisher = {Springer},
  year = {2011},
  pages = {741--749}
}

2010

Pavel Strachota and Michal Beneš and Marco Grottadaurea and Jaroslav Tintěra, Analysis of the Parallel Finite Volume Solver for the Anisotropic Allen-Cahn Equation in 3D, Numerical Mathematics and Advanced Applications 2009: Proceedings of ENUMATH 2009, the 8th European Conference on Numerical Mathematics and Advanced Applications, Uppsala, July 2009, (2010) , 839-846, Springer Berlin Heidelberg
BiBTeX
@INPROCEEDINGS{ENUMATH2009,
  title = {Analysis of the Parallel Finite Volume Solver for the Anisotropic {A}llen-{C}ahn Equation in {3D}},
  author = {Pavel Strachota and Michal Beneš and Marco Grottadaurea and Jaroslav Tintěra},
  booktitle = {Numerical Mathematics and Advanced Applications 2009: Proceedings of {ENUMATH} 2009, the 8th European Conference on Numerical Mathematics and Advanced Applications, Uppsala, July 2009},
  editor = {Gunilla Kreiss and Per L\"{o}tstedt and Axel M{\aa}lqvist and Maya Neytcheva},
  publisher = {Springer Berlin Heidelberg},
  year = {2010},
  pages = {839--846}
}

2009

Pavel Strachota, Antidissipative Numerical Schemes for the Anisotropic Diffusion Operator in Problems for the Allen-Cahn Equation, ALGORITMY 2009 - Proceedings of contributed lectures and posters, (2009) , 134-142, Slovak University of Technology in Bratislava
BiBTeX
@INPROCEEDINGS{ALGORITMY200,
  title = {Antidissipative Numerical Schemes for the Anisotropic Diffusion Operator in Problems for the {A}llen-{C}ahn Equation},
  author = {Pavel Strachota},
  booktitle = {ALGORITMY 2009 - Proceedings of contributed lectures and posters},
  editor = {Angela Handlovičová and Peter Frolkovič and Karol Mikula and Daniel ševčovič},
  publisher = {Slovak University of Technology in Bratislava},
  year = {2009},
  volume = {18},
  pages = {134--142}
}
Pavel Strachota, Application of Anisotropic Diffusion in \uppercaseMR Tractography, Science and Supercomputing in Europe - Report 2008, (2009) , 279-284, CINECA Consorzio Interuniversitario
BiBTeX
@INPROCEEDINGS{CINECA2008,
  title = {Application of Anisotropic Diffusion in \uppercase{MR} Tractography},
  author = {Pavel Strachota},
  address = {Bologna},
  booktitle = {Science and Supercomputing in Europe - Report 2008},
  publisher = {CINECA Consorzio Interuniversitario},
  year = {2009},
  pages = {279--284}
}

2008

Pavel Strachota, Anisotropic Diffusion In Mathematical Visualization, Science and Supercomputing in Europe - Report 2007, (2008) , 826-831, CINECA Consorzio Interuniversitario
BiBTeX
@INPROCEEDINGS{CINECA2007,
  title = {Anisotropic Diffusion In Mathematical Visualization},
  author = {Pavel Strachota},
  address = {Bologna},
  booktitle = {Science and Supercomputing in Europe - Report 2007},
  publisher = {CINECA Consorzio Interuniversitario},
  year = {2008},
  pages = {826--831}
}
Michal Beneš and Pavel Strachota and Zdeněk čulík, Quantitative Aspects of Microstructure Formation in Solidification, Multiscale Materials Modeling 2008, (2008) , 746-751, Florida State University
BiBTeX
@INPROCEEDINGS{MMM2008,
  title = {Quantitative Aspects of Microstructure Formation in Solidification},
  author = {Michal Beneš and Pavel Strachota and Zdeněk čulík},
  booktitle = {Multiscale Materials Modeling 2008},
  editor = {El-Azab},
  publisher = {Florida State University},
  year = {2008},
  pages = {746--751}
}

Pavel Strachota, Vector Field Visualization by means of Anisotropic Diffusion, , () , 193-205,
BiBTeX
@INPROCEEDINGS{CJS2006-pave,
  title = {Vector Field Visualization by means of Anisotropic Diffusion},
  author = {Pavel Strachota},
  pages = {193--205}
}
Pavel Strachota and Michal Beneš and Marco Grottadaurea, Computational Investigation and Assessment of Numerical Schemes for Anisotropic Diffusion Equations, , () , 73-83,
BiBTeX
@INPROCEEDINGS{CJS2010-pave,
  title = {Computational Investigation and Assessment of Numerical Schemes for Anisotropic Diffusion Equations},
  author = {Pavel Strachota and Michal Beneš and Marco Grottadaurea},
  pages = {73--83}
}

Ostatní publikace

2015

Michal Beneš and Pavel Strachota and Dejan Kirda and Alexandr Žák, Xhaust: Infinity Phase Flow Simulation in Automobile Exhaust Pipe - Instructions for Use of the Xhaust Software Package Version 2.0 (Xhaust-NU IPF, Milestone II release), 2015
BiBTeX
@TECHREPORT{BOSCH-Milest,
  title = {Xhaust: Infinity Phase Flow Simulation in Automobile Exhaust Pipe - Instructions for Use of the {X}haust Software Package Version 2.0 ({X}haust-{NU IPF}, Milestone {II} release)},
  author = {Michal Beneš and Pavel Strachota and Dejan Kirda and Alexandr Žák},
  institution = {Czech Technical University in Prague},
  year = {2015}
}
Michal Beneš and Pavel Strachota and Dejan Kirda and Alexandr Žák, Xhaust: Progress in the Development of the Quasi-1D CFD Model of Automobile Exhaust Pipe Flow with Condensation, 2015
BiBTeX
@TECHREPORT{BOSCH-Milest,
  title = {Xhaust: Progress in the Development of the Quasi-{1D} {CFD} Model of Automobile Exhaust Pipe Flow with Condensation},
  author = {Michal Beneš and Pavel Strachota and Dejan Kirda and Alexandr Žák},
  institution = {Czech Technical University in Prague},
  year = {2015}
}
Michal Beneš and Pavel Strachota and Dejan Kirda and Alexandr Žák, Xhaust: Infinity Phase Flow Simulation in Automobile Exhaust Pipe, 2015
BiBTeX
@TECHREPORT{BOSCH-Milest,
  title = {Xhaust: Infinity Phase Flow Simulation in Automobile Exhaust Pipe},
  author = {Michal Beneš and Pavel Strachota and Dejan Kirda and Alexandr Žák},
  institution = {Czech Technical University in Prague},
  year = {2015}
}
Michal Beneš and Radek Fučík and Vladimír Havlena and Dejan Kirda and Vladimír Klement and Miroslav Kolář and Ondřej Polívka and Pavel Strachota, Development of Numerical Model of Lithium-Ion Cell Dynamics and Energy Exchange, 2015
BiBTeX
@TECHREPORT{Honeywell-20,
  title = {Development of Numerical Model of Lithium-Ion Cell Dynamics and Energy Exchange},
  author = {Michal Beneš and Radek Fučík and Vladimír Havlena and Dejan Kirda and Vladimír Klement and Miroslav Kolář and Ondřej Polívka and Pavel Strachota},
  institution = {Czech Technical University in Prague},
  year = {2015}
}

2014

Michal Beneš and Pavel Strachota and Jan Mach, A Quasi-1D Two-Phase Model for Exhaust Pipe Flow with Condensation, 2014
BiBTeX
@TECHREPORT{BOSCH-Milest,
  title = {A Quasi-{1D} Two-Phase Model for Exhaust Pipe Flow with Condensation},
  author = {Michal Beneš and Pavel Strachota and Jan Mach},
  institution = {Czech Technical University in Prague},
  year = {2014}
}
Michal Beneš and Pavel Strachota and Vítězslav Žabka and Tomáš Oberhuber, A Quasi-1D Two-Phase Model for Exhaust Pipe Flow with Condensation - Instructions for Use of the Xhaust Software Package Version 0.5 (Milestone I), 2014
BiBTeX
@TECHREPORT{BOSCH-Milest,
  title = {A Quasi-{1D} Two-Phase Model for Exhaust Pipe Flow with Condensation - Instructions for Use of the {X}haust Software Package Version 0.5 (Milestone I)},
  author = {Michal Beneš and Pavel Strachota and Vítězslav Žabka and Tomáš Oberhuber},
  institution = {Czech Technical University in Prague},
  year = {2014}
}
Michal Beneš and Pavel Strachota and Vítězslav Žabka and Tomáš Oberhuber, Design and Computational Implementation of A Quasi-1D Two-Phase Fluid Dynamics Model for Exhaust Pipe Flow with Condensation, 2014
BiBTeX
@TECHREPORT{BOSCH-Milest,
  title = {Design and Computational Implementation of A Quasi-{1D} Two-Phase Fluid Dynamics Model for Exhaust Pipe Flow with Condensation},
  author = {Michal Beneš and Pavel Strachota and Vítězslav Žabka and Tomáš Oberhuber},
  institution = {Czech Technical University in Prague},
  year = {2014}
}
Michal Beneš and Radek Fučík and Vladimír Havlena and Vladimír Klement and Miroslav Kolář and Ondřej Polívka and Pavel Strachota and Jiří Vejrosta, Modeling and Simulation of Lithium-Ion Battery Dynamics - Review, 2014
BiBTeX
@TECHREPORT{Honeywell-20,
  title = {Modeling and Simulation of Lithium-Ion Battery Dynamics - Review},
  author = {Michal Beneš and Radek Fučík and Vladimír Havlena and Vladimír Klement and Miroslav Kolář and Ondřej Polívka and Pavel Strachota and Jiří Vejrosta},
  institution = {Czech Technical University in Prague},
  year = {2014}
}

2013

Michal Beneš and Pavel Strachota and Radek Máca and Vladimír Havlena and Jan Mach, A Quasi-1D Model of Biomass Co-Firing in a Circulating Fluidized Bed Boiler, 2013
BiBTeX
@TECHREPORT{Honeywell-20,
  title = {A Quasi-{1D} Model of Biomass Co-Firing in a Circulating Fluidized Bed Boiler},
  author = {Michal Beneš and Pavel Strachota and Radek Máca and Vladimír Havlena and Jan Mach},
  institution = {Czech Technical University in Prague},
  year = {2013}
}
Michal Beneš and Pavel Strachota and Jan Mach and Hung Dieu Hoang and Vladimír Havlena, Coal and Biomass Particle Burnout Models for use in Pulverized Coal and Fluidized Bed Combustion Simulations, 2013
BiBTeX
@TECHREPORT{Honeywell-20,
  title = {Coal and Biomass Particle Burnout Models for use in Pulverized Coal and Fluidized Bed Combustion Simulations},
  author = {Michal Beneš and Pavel Strachota and Jan Mach and Hung Dieu Hoang and Vladimír Havlena},
  institution = {Czech Technical University in Prague},
  year = {2013}
}
Michal Beneš and Pavel Strachota and Jan Mach and Hung Dieu Hoang and Vladimír Havlena and Tomáš Oberhuber and Radek Fučík and Petr Bauer and Vítězslav Žabka and Vladimír Klement and Radek Máca, Simulation of Biomass Co-Firing and Pollutant Development in an Industrial Pulverized Coal Boiler with Air Staging Control, 2013
BiBTeX
@TECHREPORT{Honeywell-20,
  title = {Simulation of Biomass Co-Firing and Pollutant Development in an Industrial Pulverized Coal Boiler with Air Staging Control},
  author = {Michal Beneš and Pavel Strachota and Jan Mach and Hung Dieu Hoang and Vladimír Havlena and Tomáš Oberhuber and Radek Fučík and Petr Bauer and Vítězslav Žabka and Vladimír Klement and Radek Máca},
  institution = {Czech Technical University in Prague},
  year = {2013}
}

2012

Pavel Strachota, Analysis and Application of Numerical Methods for Solving Nonlinear Reaction-Diffusion Equations, Czech Technical University in Prague, 2012
BiBTeX
@PHDTHESIS{dissertation,
  title = {Analysis and Application of Numerical Methods for Solving Nonlinear Reaction-Diffusion Equations},
  author = {Pavel Strachota},
  year = {2012},
  school = {Czech Technical University in Prague}
}

Matematické modelování a numerická simulace růstu krystalů

školitel: Ing. Pavel Strachota, Ph.D.
e-mail: zobrazit e-mail
typ práce: bakalářská práce, diplomová práce
zaměření: MI_MM
klíčová slova: fázové přechody, růst krystalů, numerické metody, paralelizace, phase-field
odkaz: http://saint-paul.fjfi.cvut.cz
popis: Krystalická struktura materiálu má zásadní vliv na jeho mechanické vlastnosti. U nás ve skupině matematického modelování (MMG) má simulace procesů fázových přechodů v materiálech dlouhou tradici. Podrobně jsme se věnovali simulaci růstu krystalů a tvorby dendritických (chaotických rozvětvených) struktur při tuhnutí kovů. Podobně lze zkoumat procesy tání a nebo i komplikovanější procesy ve slitinách, jejichž primární hnací silou není přestup tepla (vznik tzv. martenzitických struktur). Pro matematický popis těchto procesů na úrovni kontinua (kdy nelze rozlišit jednotlivé částice) existuje několik přístpů, které lze použít: řešení úloh s volnou hranicí, vrstevnicová metoda (level set) nebo metoda fázového pole (phase field). Pro konkrétní fyzikální situace je potřeba zvolit vhodnou metodu, formulovat konkrétní matematický problém založený na soustavě parciálních diferenciálních rovnic a tento problém následně efektivně numericky řešit. Pokud je to možné, lze provést též matematickou analýzu problému, jejímž výsledkem jsou podmínky řešitelnosti soustavy a matematické vlastnosti jejího řešení. Téma je dostatečně rozsáhlé pro práci v průběhu několika let. Student během své bakalářské práce pronikne do základů matematického modelování a numerické simulace některé jednoduché varianty problému. Pro názornost je vhodné formulovat problém nejprve ve dvou rozměrech, kde hranice mezi fázemi netvoří plochy, ale křivky. Dalším krokem je implementace numerického schématu, které tento problém řeší. V dalších letech (VÚ, DP) je možné přejít ke komplikovanějším variantám problému a zejména se věnovat implementaci numerických řešičů ve 3D, kdy značné výpočetní a paměťové nároky vyžadují použití paralelizace a neuniformních adaptivních numerických sítí. Téma je vhodné pro studenty matematiky A, kteří se zároveň nebojí programování. Když se pustíte do práce, tak po chvíli pochopíte, k čemu v praxi ta matematika je :-)
literatura: [1] Beneš, M. Computational Studies of Anisotropic Diffuse Interface Model of Microstructure Formation in Solidification. Acta Math. Univ. Comenianae, 2007, 76, 39-59. [2] Barrett, J. W.; Garcke, H. & Nürnberg, R. On Stable Parametric Finite Element Methods For The Stefan Problem and the Mullins-Sekerka Problem with Applications to Dendritic Growth. J. Comput. Phys., 2010, 229, 6270-6299. [3] Strachota, P. Analysis and Application of Numerical Methods for Solving Nonlinear Reaction-Diffusion Equations. Dissertation, Czech Technical University in Prague, 2012.
naposledy změněno: 07.10.2015 16:20:03

CFD modely komplexních procesů v průmyslu

školitel: Ing. Pavel Strachota, Ph.D.
e-mail: zobrazit e-mail
typ práce: bakalářská práce, diplomová práce
zaměření: MI_MM
klíčová slova: CFD, vícefázové proudění, matematické modelování, numerická simulace, paralelizace, chemické reakce, přestup tepla
odkaz: http://saint-paul.fjfi.cvut.cz
popis:

MMG spolupracuje s průmyslovými partnery na vývoji matematických modelů a simulačního softwaru pro komplexní procesy, v nichž významnou roli hraje (vícefázové) proudění tekutin. Příkladem je spalování uhlí a biomasy ve fluidních kotlích i v kotlích na práškové palivo. Kromě samotného proudění je nutné modelovat i řadu dalších jevů jako jsou chemické reakce při hoření, produkce a přenos tepla nebo interakce více fází v hořící směsi (plyn, částečky paliva, drcený vápenec). Sestavit výsledné rovnice je obtížný úkol vyžadující dobrou znalost matematiky i inženýrský „cit“. S ohledem na aplikaci výsledků simulací je totiž třeba činit vhodné kompromisy mezi složitostí modelu, úrovní detailů, přesností, výpočetní náročností a dalšími aspekty. Výsledné modely mají víceškálový (multiscale) charakter, který klade vysoké nároky na vlastnosti a efektivitu numerického řešiče. Proto často používáme paralelní implementace pracující na výpočetních clusterech. Modely a numerické algoritmy je třeba verifikovat (ověřit správnou funkci pomocí standardních testů) a validovat (srovnat výsledky s reálnými naměřenými hodnotami).

Kromě "populárního" spalování v kotlích, které rádi ukazujeme na různých seminářích pro studenty, lze velmi podobně přistupovat i k řešení dalších problémů. Z poslední doby máme zkušenosti s modelováním proudění a kondenzace ve výfukovém potrubí automobilů a s modelováním dynamiky Li-ion akumulátorů. V průběhu řešení průmyslových projektů jsme se zabývali všemi výše popsanými aspekty daných problémů, avšak každý z nich by si rozhodně zasloužil pečlivější rozbor a studium. Budeme velmi rádi, když nám s tím pomůže někdo z Vás, talentovaných studentů :-) Téma je dostatečně rozsáhlé pro práci v průběhu několika let, od bakalářské práce po práci diplomovou, a případně i v doktorském studiu.

literatura: [1] Anderson, J. D. Computational Fluid Dynamics: The Basics with Applications. McGraw-Hill, 1995.
[2] Gidaspow, D. Multiphase Flow and Fluidization: Continuum and Kinetic Theory Description. Academic Press, 1994.
[3] Cengel, Y. A. & Boles, M. A. Thermodynamics: An Engineering Approach. McGraw-Hill, 2006.
[4] Kolev, N. I. Multiphase Flow Dynamics 2: Mechanical Interactions. Springer, 2011.
[5] Kolev, N. I. Multiphase Flow Dynamics 3: Thermal Interactions Springer, 2011.
[6] Basu, P.; Kefa, C. & Jestin, L. Boilers and Burners: Design and Theory. Springer, 1999.
naposledy změněno: 07.02.2017 13:10:14

Matematické modelování a numerická simulace formování mikrostruktur při fázových přechodech

školitel: Ing. Tomáš Oberhuber, Ph.D.
e-mail: zobrazit e-mail
typ práce: dizertační práce
zaměření: MI_MM
klíčová slova: fázové přechody, růst krystalů, růst zrn, anizotropie, matematické modelování, numerická simulace, paralelizace, MPI, Op
popis: Růst krystalů při tuhnnutí materiálů, tvorba zrn a jejich vzájemná interakce i existence více fází v krystalické sktruktuře mají zásadní vliv na makroskopické fyzikální vlastnosti příslušných materiálů. Cílem práce je zabývat se 1) návrhem matematických modelů těchto jevů na úrovni kontinua, 2) formulací příslušných soustav parciálních diferenciálních rovnic v třírozměrném prostoru, a 3) návrhem a implementací efektivních numerických algoritmů pro jejich řešení na počítači. K matematickému popisu vývoje více různě orientovaných zrn lze využít metodu fázového pole (phase-field) v kombinaci s vhodnou reprezentací anizotropie povrchové energie a její orientace [3,6]. K numerickému řešení pak předpokládáme použití metody konečných objemů pro prostorovou diskretizaci na nestrukturovaných sítích, s možností adaptivního zjemnění. Časová diskretizace může být provedena implicitním Eulerovým schématem či explicitními Rungeovými-Kuttovými metodami vyššího řádu přesnosti s adaptivní volbou časového kroku. K urychlení numerických simulací bude implementován paralelní algoritmus (podobně jako např. v [1]) s využitím více CPU jader (OpenMP), více výpočetních uzlů (MPI), a případně i mnohajádrových výpočetních akcelerátorů (GPGPU s využitím technologie CUDA).
literatura: [1] Strachota, P., Beneš, M. A Hybrid Parallel Numerical Algorithm for Three-Dimensional Phase Field Modeling of Crystal Growth. In ALGORITMY 2016, 20th Conference on Scientific Computing, Vysoké Tatry - Podbanské, Slovakia, March 14 - 18, 2016, Proceedings of contributed papers and posters, Comenius University, Bratislava, 2016, pp. 23-32. [2] Strachota, P., Beneš, M. Error estimate of the finite volume scheme for the Allen–Cahn equation. BIT Numer. Math. (2017). https://doi.org/10.1007/s10543-017-0687-4. [3] Strachota, P., Wodecki, A. High Resolution 3D Phase Field Simulations of Single Crystal and Polycrystalline Solidification. To appear in Acta Physica Polonica A, 2018. [4] Oberhuber, T., Numerical solution for the anisotropic Willmore flow of graphs, Applied Numerical Mathematics, Vol. 88, pp. 1-17, 2015. [5] Bauer, P., Klement, V., Oberhuber, T., Žabka, V. Implementation of the Vanka-type multigrid solver for the finite element approximation of the Navier-Stokes equations on GPU, Computer Physics Communication 200, pp. 50-56, 2016. [6] Korbuly B., Pusztai T., Henry H., Plapp M., Apel M., and Gránásy L., Grain coarsening in two-dimensional phase-field models with an orientation field, PHYSICAL REVIEW 95, pp. 053303-1 – 053303-12, 2017. [7] Gránásy L., Rátkai L., Szállás A., Korbuly B., Tóth G., Környei L., Pusztai T., Phase-Field Modeling of Polycrystalline Solidification: From Needle Crystals to Spherulites—A Review, Metall. and Mat. Trans. A, 45, pp. 1694–1719, 2014. [8] Ferreira A. F., Ferreira L. O., Assis A.C., Numerical simulation of the solidification of pure melt by a phase-field model using an adaptive computation domain, J. Braz. Soc. Mech. Sci. & Eng., 33 (2), pp. 125–130, 2011.
poznámka: konzultant: Ing. Pavel Strachota, Ph.D.
naposledy změněno: 14.05.2018 15:42:39

Využití metod hlubokého učení k automatickému obchodování na kryptoměnové burze

školitel: Ing. Pavel Strachota, Ph.D.
e-mail: zobrazit e-mail
typ práce: bakalářská práce, diplomová práce
zaměření: MI_MM, MI_AMSM, MINF, APIN
klíčová slova: deep learning, TensorFlow, Keras, CUDA, kryptoměny, burza
popis:

Kryptoměny mají do značné míry spekulativní povahu a obchodování s nimi není tolik ovlivněno vnějšími faktory, jako je to na burzách akcií. Kryptoměnové burzy nabízejí ruční zadávání příkazů přes webové rozhraní, avšak rozhodnutí nakoupit či prodat je jako sázení loterie. Kromě toho lze využít aplikační rozhraní (API) pro obchodování a s jeho pomocí vytvářet automaticky obchodující (ro)boty. Robot obvykle uplatňuje pevně naprogramovanou tzv. strategii, a obvykle prodělává. Není však možné díky odtrženosti kryptoměn od reálné ekonomiky vypozorovat v obchodování složitější vzory chování, které by umožnily predikovat budoucí vývoj a vyvinout výdělečnou strategii? A bylo by možné k tomu využít hluboké neuronové sítě (deep neural networks)?

V rámci dané práce bychom se pokusili prozkoumat, zda je vůbec nějaká šance na úspěch. Ve hře je nejen návrh architektury neuronové sítě, ale také výběr vstupních dat, časového rámce pro jejich sběr, a především otázky, na kterou má neuronová síť odpovědět. Například existují sítě, které umí predikovat budoucí vývoj (tvar křivky) ceny na základě historických dat. Predikce tak obsahuje spoustu informace, ale její úspěšnost je nepatrná. Jde to udělat chytřeji?

Práce nabízí příležitost porozumět metodám strojového učení a zejména fungování hlubokých neuronových sítí. Dále si student osvojí programátorské schopnosti a práci v Linuxu z uživatelské (překvapivě) i administrátorské stránky. Bonusem je náhled do fungování finančních trhů a samozřejmě vidina pohádkového zbohatnutí :)

Veškeré analýzy lze provádět na historických i veřejně dostupných aktuálních datech.

literatura:

[1] C. C. Aggarwal - Neural Networks and Deep Learning, Springer, 2018.

[2] F. Chollet - Deep Learning with Python, Manning Publications Co., 2018.

[3] G. Zaccone, R. Karim - Deep Learning with TensorFlow, Packt Publishing, 2018.

[4] S. Pattanayak - Pro Deep Learning with TensorFlow, Apress, 2017.

[5] K. Söze - Bitcoin and Cryptocurrency Technologies. Sabi Shepherd Ltd., 2019.

naposledy změněno: 17.06.2020 16:06:54

za obsah této stránky zodpovídá: Radek Fučík | naposledy změněno: 7.8.2011
Trojanova 13, 120 00 Praha 2, tel. 224 358 540, pevná linka 224 923 098, fax 234 358 643
České vysoké učení technické v Praze | Fakulta jaderná a fyzikálně inženýrská | Katedra matematiky