Sborník Dne tvůrčích činností MSK

DEN TVŮRČÍCH ČINNOSTÍMoravskoslezského kraje

4. ročník konference | Opava, 6. dubna 2010

Slezská univerzita v Opavě

DEN TVŮRČÍCH ČINNOSTÍMoravskoslezského kraje

4. ročník konference

Opava, 6. dubna 2010

Sborník příspěvků

Moravskoslezský kraj

Moravian-Silesian Region

Slezská univerzita v Opavě

Silesian University in Opava

DAY OF CREATIVE ACTIVITIESin the Moravian-Silesian Region

4 annual conference

Opava, 6 April 2010

Proceedings

th

th

Den tvůrčích činností Moravskoslezského kraje

Místo konání: Slezská univerzita v Opavě, Na rybníčku 1, OpavaDatum: 6. dubna 2010

Tato významná regionální akce spojuje prezentaci výsledků dotačního programu Moravskoslezského kraje na podporu mobilit studentů a mladých vědeckých pracovníků s kulatým stolem významných osobností Moravskoslezského kraje, zástupců vysokých škol, průmyslu a obchodu.

Na konferenci jsou pozváni zástupci politické reprezentace Moravskoslezského kraje, statutárního města Opavy, Ostravy a Krnova, Ministerstva školství, mládeže a tělovýchovy, vysokých škol působících v kraji, Krajské hospodářské komory MSK a regionálních rozvojových agentur.

Programový výbor:

Ing. Jaroslav PalasDoc. PhDr. Rudolf Žáček, Dr.Prof. RNDr. Zdeněk Stuchlík, CSc.Mgr. Věra Palková

Organizační výbor:

Prof. PhDr. Zdeněk Jirásek, CSc.Prof. RNDr. Zdeněk Stuchlík, CSc.Mgr. Martin PetrásekMgr. David PavliskaIng. Daniela HlubkováBc. Iveta Bryjová

Editoři: Martin Petrásek, Bára Šafránková, Miroslav Zeman

Všechna práva jsou vyhrazena podle autorského zákona. Jakákoliv, i částečná, repro-dukce či publikace je možná pouze se svolením editora.

Vydala Slezská univerzita v OpavěVydáno za podpory Moravskoslezského kraje

Počet stran: 160Náklad: 200 ksRok vydání: 2010

Vytiskla Tiskárna Kleinwächter

ISBN 978-80-7248-588-8

----------------------------------------------------------------------------------------------------------

Editors: Martin Petrásek, Bára Šafránková, Miroslav Zeman

This work is subject to copyright law. All rights reserved. Reproduction or publication of this material, even partial, is allowed only with the editor’s consent.

Published by Silesian University in Opava.This proceedings was supported by Moravian-Silesian Region.

Pages: 160Impression: 200 pcsYear of issue: 2010

Printed by: Tiskárna Kleinwächter

ISBN 978-80-7248-588-8

OBSAH

Kooperativní hry: převod kooperativní hry ve strategickém tvaru na hru ve tvaru koaliční funkce a neprázdnost jádra kooperativní hry RNDr. David Bartl, Ph.D. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

Podpora aktivní účasti na mezinárodní konferenci ICMAME 2009 – International Conference on Mechanical, Aeronautical and Manufacturing Engineering Ing. Lenka Čepová, PhD.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

Mikroregionální disparity Moravskoslezského kraje ve fyzické dostupnosti bydlení v geografickém informačním systému Ing. Martin Ferko . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

Využití předpětí pro ztužení výškových budov Ing. Roman Fojtík . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

Zahraniční studijní mobilita na Aarhus University in Aarhus Ing. Petr Gurný . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

Odborná stáž na mořské výzkumné stanici Jordánské univerzity a zapojení se do americko-jordánského projektu „Populační dynamika a metabolické vztahy mezi obřími mořskými sasankami a jejich symbionty na korálových útesech Rudého moře“ Mgr. Ivona Horká . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

Příprava vědecké a pedagogické spolupráce v oblasti finančních trhů Ing. Lukáš Chylík . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

Kvantová dynamika anharmonických vibrací v nabitých klastrech helia Mgr. František Karlický, Ph.D. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

International Conference ISEC-5, Las Vegas Ing. Filip Khestl . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54

Orbitální rezonanční model v bránových prostoročasech Mgr. Ing. Andrea Kotrlová . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

Paralelní textový korpus Dr. phil. Veronika Kotůlková . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57

Pseudo-newtonovské studium vlivu kosmologické konstanty na astrofyzikální procesy RNDr. Jiří Kovář, Ph.D. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68

Zplyňování a pyrolýza uhlí a plastových odpadů v simulovaných podmínkách šachtových pecí Ing. Jan Krejzek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73

Hodnocení technického stavu mostních konstrukcí z oceli Atmofix Ing. Vít Křivý, Ph.D.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80

CML systémy pro Belushov-Zhabotinského chemické reakce RNDr. Marek Lampart, Ph.D. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86

Daňové reformy a daňové zatížení ve vybraných zemích OECD Ing. Kateřina Maková. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92

Modelování bezbariérové přístupnosti staveb Ing. Marek Mihola . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95

Podpora aktivní účasti na mezinárodní vědecké konferenci ICMAME 2009 „International Conference on Mechanical, Aeronautical and Manufacturing Engineering” a rozvoj spolupráce v oblasti progresivních technologií obrábění kovů Ing. et Ing. Mgr. Jana Nováková . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101

Globální optimalizace struktury vodních klastrů pomocí evolučních algoritmů Mgr. Karel Oleksy . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106

Kruhové orbity v ekvatoriální rovině Kerrovy–Newmanovy–de Sitterovy černé díry Mgr. Martin Petrásek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109

Aplikace a využití velkoobjemových průmyslových odpadů z metalurgie železa v geopolymer-ních systémech Ing. Jiří Petrů . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114

Vybrané problémy teorie čísel v mezinárodním vědeckovýzkumném kontextu RNDr. Simona Pulcerová, Ph.D.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118

Prediction of sheeting failure by the theory of fictitious elastic strain at failure Ing. Miroslav Rosmanit, Ph.D. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122

Hypotéza efektivních trhů na finančních trzích v České republice a v zahraničí v kontextu současné finanční krize Ing. Petr Seďa, Ph.D. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128

Omezovače šíření trhlin ve vysokotlakových vysokopevnostních potrubních systémech Ing. Tomáš Skočovský . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 134

Podpora aktivní účasti na mezinárodní vědecké konferenci ICSMA 15 – 15th International Conference on the Strength of Materials Ing. Martin Sondel, Ph.D. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 139

Nelineární analýza a výpočet betonových konstrukcí Ing. Bc. Oldřich Sucharda, DiS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143

Modelování a hodnocení průmyslové havárie a jejich následků Ing. Petra Suchardová . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148

Solvatace protonu v protonovaných klastrech vody Mgr. Aleš Vítek . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153

Úvodní slovo

Předně děkuji za možnost pronést několik slov ke čtvrtému ročníku vyhlašovaného programu Podpory mobilit studentů a mladých pracovníků výzkumu a vývoje. Tento program bezpochyby přispívá k podpoře mladých absolventů vysokých škol a k dalšímu prohlubování jejich znalostí a nabývání zkušeností hlavně v zahraničí. Podpora výzkumu a vývoje je pro náš kraj jednou z prioritních oblastí a aktivity zvyšující vzdělanost a zkušenosti naší nastupující mladé generace mohou být pro náš region velmi prospěšné. Krajský program má přispět, a v praxi se již osvědčil, k motivaci absolventů vysokých škol setrvat a začít se aktivně podílet na podpoře hospodářského růstu našeho kraje ve spolupráci se zástupci vysokých škol, organizací zabývajících se výzkumnou, vývojovou a rozvojovou činností.Moravskoslezský kraj tyto aktivity podporuje i finančně a každoročně jsou ti nejlepší oceňováni. Právě v tomto sborníku budou uvedeny příspěvky úspěšných řešitelů, včetně jejich přínosu pro Moravskoslezský kraj, které budou prezentovány také na Dnu tvůrčích činností a budou součástí celkového hodnocení úspěšnosti a přínosu mobility pro kraj.Úspěšnost našeho kraje a hlavně konkurenceschopnost je dána především kvalitním vědeckým zázemím na univerzitách a dalších výzkumných institucích a také inovativními aktivitami privátních firem působících v Moravskoslezském kraji.

Ing. Jaroslav Palashejtman Moravskoslezského kraje

Introductory Word

First of all, I thank you for this opportunity of saying a few words on the occasion of the fourth year of the programme called “Support for the mobility of students and young research and development workers.”This programme undoubtedly contributes to the support of young university graduates and to the further deepening of their knowledge and the acquisition of experience, mostly abroad.Research and Development support is one of the priorities for our Region and the activities that increase the education and experience of our future younger generation can be very beneficial to our Region. The regional programme is to contribute – and it has already proven its worth in practice – to the motivation of university graduates to start taking an active part in the support of the economic growth of our Region, in cooperation with university representatives and the organizations focused on research, evolutionary and developmental activities.The Moravian-Silesian Region also supports these activities financially, with the best being acknowledged every year. In this Anthology, the contributions of successful research workers will be mentioned, including their benefits to the Moravian-Silesian Region; these contributions will also be presented on the Day of Creative Activities and will form part of the overall evaluation of the successes and benefits of mobility to the Region.The success of our Region and, most of all, the ability to compete, is a particular result of the high quality scientific background of the universities and other research institutions and also of the innovative activities of private companies operating in the Moravian-Silesian Region.

Ing. Jaroslav Palaspresident of Moravian-Silesian Region

Úvodní slovo

Podpora výzkumu, vývoje a inovací musí stát, a chci věřit tomu, že i skutečně stojí, na jednom z předních míst zájmu naší společnosti. Tak je to alespoň opakovaně deklarováno v nejrůznějších prohlášeních představitelů politické reprezentace, a to v podstatě v celé šíři politického spektra. Propojení pedagogické činnosti s vědeckým výzkumem, tento základní předpoklad pro skutečně vysokoškolskou úroveň výuky, však bezpodmínečně potřebuje vyšší míru finančních impulzů, bez nichž nelze očekávat výraznější zrychlení tempa procesu překonávání vzdálenosti, jež dělí naše univerzity od předních institucí evropských či amerických. Musím říci, že je pro mne velkým potěšením, že v podmínkách Moravskoslezského kraje nezůstává tato podpora pouze v rovině zmíněných deklarací, ale nachází opakovaně svou odezvu v řadě konkrétních kroků. Jedním z nich je bezesporu i Den tvůrčích činností, na němž mohou mladí adepti vědecké práce prezentovat výsledky svých výzkumů. Představuje jednu z mála možností, a to opakovanou a velmi inspirativní, jak rozšířit stávající nabídku financování aktivit směřujících k růstu mladých vědeckých talentů. Studentům vysokých škol působících v Moravskoslezském kraji se prostřednictvím dotací směřujících k podpoře jejich vědeckých aktivit a zahraničních mobilit tak ještě více otevírá prostor k samostatné práci, získání zkušeností z pobytu na zahraničních pracovištích a navázání mezinárodních kontaktů, jichž mohou využívat ve svém dalším profesním životě.Vedle finančních prostředků, jež jsou neoddiskutovatelnou nezbytností, platí přirozeně i ve vysokoškolském prostředí a tím více v segmentu vědy a výzkumu zákony trhu a přirozené lidské soutěživosti. Je velkou výhodou Moravskoslezského kraje, že obdobně jako v Praze, či v Brně i zde existence v daném případě tří veřejnoprávních vysokých škol vytváří spolu se soukromými institucemi vedle žádoucí koncentrace vědeckovýzkumných kapacit především nezbytné konkurenční prostředí, jež jako jediné může být skutečnou hnací silou progresivního vývoje. Jsem rád, že mohu při této příležitosti poděkovat představitelům Moravskoslezského kraje za jejich přístup k rozvoji vědy, výzkumu a vysokého školství. Chtěl bych vyjádřit své ujištění, že Slezská univerzita v Opavě náleží a bude i nadále náležet k těm subjektům, pro které je rozvoj kraje, jeho vědeckovýzkumné kapacity, konkurenceschopnosti lidských zdrojů ale i kultivace a vzdělání jeho obyvatel v procesu celoživotního učení předním cílem a trvalým úkolem.

Doc. PhDr. Jiří Žáček, Dr. rektor Slezské univerzity v Opavě

Introductory Word

The support for research, development and innovations must occupy, and I want to believe that it really does occupy, one of the leading focuses of interest in our society. This is, at least, repeatedly declared in the various statements of political representatives, across the whole political spectrum, in fact. The interconnection of pedagogical activities with scientific research – this basic precondition for a really higher level of education, however, unconditionally needs a higher level of financial incentives, without which it is not possible to expect a more marked acceleration of the process of overcoming the distance that separates our universities from leading European and American institutions.I have to say that I am very pleased that, in the conditions of the Moravian-Silesian Region, this support does not remain only at the level of the previously mentioned declarations, but repeatedly meets the response in a series of specific steps. One of them is indisputably also the Day of Creative Activities, on which young novices in scientific work can present the results of their research. It is one of the few possibilities – a repeated and very inspirational one – of widening the existing offer of financing the activities aimed at the growth of young scientific talent. The students of the universities in the Moravian-Silesian Region have therefore – by means of the grants targeted at the support for their scientific activities and mobility abroad – a more open space for individual work, acquisition of experience during stays in foreign workplaces and establishing international contacts, which they can utilise in their further professional lives.Next to financial means, which are an indisputable necessity, the laws of the market and natural human competitiveness naturally also apply in the university environment and, even more so, in the area of Science and Research. It is a great advantage of the Moravian-Silesian Region that, similarly to Prague and Brno, here also the existence of three, in this given case, public-law universities, together with private institutions and along with the desirable concentration of scientific and research capacities, provides in particular the essential competitive environment that can solely create a real drive for progressive development.I am glad that, on this occasion, I can thank the representatives of the Moravian-Silesian Region for their attitude to the development of Science, Research and the system of higher education. I would like to express my assurances that the Silesian University in Opava is one, and will continue to be one, of the bodies for which the development of the Region, its scientific and research capacities, the competitiveness of human resources, as well as the cultivation and education of its inhabitants in the process of whole-life education, is the leading objective and permanent task.

Doc. PhDr. Jiří Žáček, Dr. rector of Silesian University in Opava

- 13 -

Kooperativní hry: převod kooperativní hry ve strategickém tvaru na hru ve tvaru koaliční funkce a neprázdnost jádra kooperativní hry

Cooperative games: conversion of cooperative game in the strategic form into the coalitional function form, and non-emptiness of the core of a cooperative game

Evidenční číslo: VaV 33/2009

Řešitel projektu: RNDr. David Bartl, Ph.D.

Název výzkumné instituce: Ostravská univerzita v Ostravě

Anotace

Kooperativní hry jsou rozhodovací situace, v nichž jednotlivé zúčastněné strany (instituce, podniky, jednotlivé osoby apod.) vzájemně spolupracují tak, aby dosáhly celkově vyššího zisku, než kdyby každá ze zúčastněných stran sledovala pouze vlastní zájmy na úkor ostatních. Podstatnou otázkou, kterou se teorie kooperativních her zabývá, je, jakým způsobem si účastníci mají společně dosažený zisk přerozdělit. Je navržena řada konceptů řešení této otázky, z nichž zde jmenujme především jádro hry. Zmíněné koncepty řešení jsou ovšem definovány pouze pro kooperativní hry ve tvaru koaliční funkce. Máme-li kooperativní hru zadanou v jiném, například strategickém tvaru, musíme ji nejprve na tvar koaliční funkce převést, chceme-li koncept jádra hry použít. Neméně důležitou otázkou také je, zda jádro hry je neprázdné, tj. zda alespoň jedno přípustné přerozdělení zisku existuje.

Jedním z cílů projektu je publikovat dosažené výsledky ve dvou odborných článcích. Tématem prvního článku bude navržení nové metodiky převodu kooperativní hry ve strategickém tvaru na tvar koaliční funkce a aplikace této metodiky na lineární model koluzivního oligopolu. Tématem druhého článku bude podání charakteristiky neprázdnosti jádra kooperativní hry v případě obecné koaliční struktury hráčů. Dalším cílem je prezentovat výsledky na odborných seminářích a konferencích.

Abstract

Cooperative games are those decision-making situations in which the involved participants (institutions, enterprises, single persons and the like) cooperate in order to achieve a higher common profit as opposed to the case when each of the participants would pursue their own interests, neglecting the others. A relevant question, which the cooperative game theory deals with, is how the participants should divide or share their achieved profit. Several solution concepts to this question were proposed. Here, we name the concept of the core of the game. But the mentioned solution concepts are

- 14 -

defined only for games in the coalitional function form game. Given a game in another, e.g. strategic, form, we have to convert it into the coalitional function form first, if we want to apply the concept of the core. Another relevant question is whether the core is non-empty, i.e. if a feasible division of the profit exists.One of the aims of the project is to publish the achieved results in two scientific papers. The purpose of the first one is to propose a new methodology of conversion of a strategic form game into the form of a coalitional function. The purpose of the second paper is to characterize the non-emptiness of the core of a cooperative game in the case of a general coalitional structure of the players. Another aim is to present the results at specialized seminars and conferences.

Popis náplně mobility

Projekt je pokračováním výzkumných aktivit řešitele v oblasti teorie kooperativních her. Projekt byl tedy zahájen přípravou a zpracováním dříve dosažených výsledků, týkajících se převodu kooperativní hry ve strategickém tvaru na hru ve tvaru koaliční funkce. Druhým tématem projektu bylo zkoumání otázky neprázdnosti jádra kooperativní hry.Projekt byl realizován formou krátkodobého, cca jednoměsíčního pobytu na zahraniční univerzitě – Université Jean Monnet v St-Etienne ve Francii s výzkumnou skupinou CREUSET (Centre de Recherches Economiques), která je na výzkum v oblasti teorie her také zaměřena. Účelem pobytu bylo dříve dosažené výsledky revidovat, seznámit s nimi kolegy z výzkumné skupiny CREUSET, podrobit je diskusi a získat jejich obecnější tvar.Během pobytu ve středu naší pozornosti ležela především první teoretická otázka, tedy převod kooperativní hry ve strategickém tvaru na hru ve tvaru koaliční funkce. Provedené diskuse o ní se ukázaly být přínosné pro obě strany. Kolegové z výzkumné skupiny CREUSET upozornili na řadu dříve dosažených výsledků, publikovaných v literatuře, které mohou být při zpracovávání dané otázky převodu kooperativní hry ve strategickém tvaru na hru ve tvaru koaliční funkce zohledněny. Řešitel projektu pak mohl kolegy z CREUSET seznámit s možnou aplikací dané metody na případ koluzivního Cournotova oligopolu. Původně jsme zkoumali jednoduchý lineární model oligopolu, avšak po dalším rozpracování lze zkoumat i obecnější nelineární modely. To je předmětem dalšího výzkumu, který v této oblasti stále pokračuje.Studijní pobyt byl realizován v „bouřlivém období“, kdy na řadě francouzských univerzit probíhaly různé protestní akce studentů (stávky i blokády) proti novele francouzského vysokoškolského zákona přijaté na počátku roku 2009. Tyto protesty se nevyhnuly ani Univerzitě Jeana Monneta, na níž byl pobyt realizován. I přesto však lze pobyt hodnotit jako přínosný.

Jaký byl přínos této mobility pro MSK

Přínos této mobility lze spatřovat v několika ohledech. Prvním z nich je navázání těsnější spolupráce mezi katedrou matematiky Přírodovědecké fakulty Ostravské

- 15 -

univerzity v Ostravě a výzkumnou skupinou z Centre de Recherches Economiques z University Jeana Monneta v St-Etienne ve Francii. Přínosem této spolupráce je pak posílení vědeckého výzkumu na Ostravské univerzitě v Ostravě i v Moravskoslezském kraji. Přirozeně se nabízí možnost pokračování a dalšího rozvoje této spolupráce formou dalších společných projektů, které mohou být realizovány. Dalším ohledem je, že výsledky výzkumu budou prezentovány na prestižní mezinárodní konferenci EURO 2010 (24th European Conference on Operational Research), která je zaměřená na operační výzkum a v letošním roce se bude konat v Lisabonu. Tím dojde ke zviditelnění jak jednoho z pracovišť Ostravské univerzity v Ostravě, tak i Moravskoslezského kraje jako regionu.

Finanční rozbor

Závěrečné vyúčtování dotace z rozpočtu MSK: Dotace poskytnuta na základě smlouvy č. 00255/2009/ŠMS.

Poskytnutá dotace Čerpáno

Účastnický poplatek 0 Kč 0,00 Kč

Ubytování 20.800 Kč 20.222,15 Kč

Rozpis ubytování

Jednorázový vstupní administrativní poplatek 200,00 €

Ubytování za květen ’09 350,00 €

Ubytování za červen ’09 140,00 €

Záloha na elektřinu 30,05 €

Doplatek za elektřinu 37,05 €

Doprava 15.720 Kč 9.617,82 Kč

Rozpis doprava

Jízdenka: vlak Ostrava – St-Etienne – Ostrava 7.930,00 Kč

Jízdenka: Vídeň MHD 1,70 €

Jízdenka: lehátko Vídeň – Zürich 756,00 Kč

Jízdenka: rezervace TGV Lyon – Ženeva 85,00 Kč

Jízdenka: lehátko Zürich – Vídeň 756,00 Kč

Jízdenka: Vídeň MHD 1,70 €

Příspěvek na stravu 15.480 Kč 13.680,00 Kč

Rozpis strava

Datum odjezdu z Ostravy: 3. 5. 2009

Datum příjezdu do St-Etienne: 4. 5. 2009

Datum odjezdu ze St-Etienne: 12. 6. 2009

Datum příjezdu do Ostravy: 13. 6. 2009

Délka pobytu: 38 dnů

- 16 -

Pásmo III.: 360 Kč/den

Pojištění 3.000 Kč 0,00 Kč

CELKEM (po zaokrouhlení) 55.000 Kč 43.519,97 Kč

Rozdíl 11.480,03 Kč – vráceno do rozpočtu MSK

Kurz zahraniční měny dle ČNB ze dne 30. 4. 2009: 26,710 CZK / EURZ rozpočtu MSK byly poskytnuty finanční prostředky v celkové výši 55.000 Kč, celkové náklady na realizaci projektu byly 43.519,97 Kč, nevyčerpaný rozdíl byl vrácen zpět do rozpočtu MSK. Tento projekt byl realizován pouze z prostředků MSK. Vzhledem k omezenému uznatelnému příspěvku na stravu, byly ostatní náklady na stravu hrazeny z vlastních zdrojů.

Stěžejní výsledky výzkumu

Teorie her se zabývá studiem konfliktních nebo rozhodovacích situací. Účastníky zapojené do rozhodovacích situací (instituce, podniky, ale i jednotlivé osoby) nazýváme hráči. Každou konfliktní nebo rozhodovací situaci, kterou teorie her studuje, nazýváme hrou.Kooperativní hry jsou takové rozhodovací situace, kdy všichni nebo někteří hráči vzájemně spolupracují – říkáme, že tvoří koalici – tak, aby v součtu dosáhli lepšího společného zisku, než kdyby každý z hráčů hájil jen svoje osobní zájmy.Uvažujme kooperativní hru s přenosnou výhrou, do které je zapojeno N hráčů. Jednotlivé hráče označíme čísly 1, 2, …, N a množinu všech hráčů Q = {1, 2, …, N}. Jak již řečeno, koalicí rozumíme libovolnou skupinu hráčů, tedy libovolnou podmnožinu K⊆Q. Koalice K = {} je prázdná a množinu všech hráčů K = Q nazýváme velkou koalicí. Množinu všech koalic, které je možné vytvořit, označíme P(Q). Je tedy P(Q) = {K; K⊆Q}.Kooperativní hry s přenosnou výhrou se nejčastěji vyšetřují ve tvaru koaliční funkce, jíž rozumíme libovolné zobrazení v: P(Q) → R splňující podmínku, že v ({}) = 0. Koaliční funkce v tedy každé koalici K∈P(Q) přiřadí její hodnotu v (K). Ta označuje celkový společný zisk, kterého hráči z koalice K dosáhnou, jestliže se hráči rozhodnou spolupracovat a tuto koalici K vytvoří.Předpokládejme, že hráči se před započetím hry rozdělili do koalic. Přitom předpokládáme, že každý hráč je členem právě jedné koalice. Hráči tedy vytvořili koaliční strukturu, jíž rozumíme množinu koalic S⊆P(Q) takovou, že ⋃S = Q a pro každé K, L∈S platí K ∩ L = {} právě tehdy, když K ≠ L. Speciálním případem je, rozhodnou-li se hráči vytvořit jedinou velkou koalici tedy S = {Q}.Hlavní otázkou studovanou v teorii kooperativních her je, jakým způsobem si celkový společný zisk, kterého hráči dosáhnou, mají mezi sebe rozdělit. Rozdělení zisku mezi hráče popisujeme pomocí výplatního vektoru a = [a1, a2, …, aN] ∈ RN. Číslo ai je velikost zisku, který připadne hráči i = 1, 2, …, N. Jedním z nejčastěji používaných konceptů

- 17 -

řešení této otázky je jádro hry, které je tvořeno všemi výplatními vektory vyhovujícími nerovnicím ∑i∈K ai ≤ v (K ) pro všechna K∈S a ∑i∈K ai ≥ v (K) pro všechna K∈P(Q).Podařilo se určit podmínku nutnou a postačující k tomu, aby jádro hry bylo neprázdné.Hra ve strategickém tvaru je určena množinou hráčů Q = {1, 2, …, N }, neprázdnými množinami M1, M2, …, MN a reálnými funkcemi F1, F2, …, FN definovanými na kartézském součinu M1 × M2 × … × MN . Množinu Mi nazýváme prostorem strategií a funkci Fi nazýváme výplatní funkcí hráče i = 1, 2, …, N. Když se každý z hráčů i = 1, 2, …, N rozhodne pro určitou strategii xi ∈Mi , obdrží zisk neboli výplatu ve výši Fi (x1, x2, …, xN). Příkladem hry ve strategickém tvaru je Cournotův oligopol.Rozhodnou-li se hráči spolupracovat, přichází na řadu otázka, jakým způsobem si pak mají rozdělit celkový dosažený zisk. Nabízí se použít koncept jádra hry – ten je ovšem definován jen pro hru ve tvaru koaliční funkce. To znamená, že kooperativní hru ve strategickém tvaru musíme nejprve na tvar koaliční funkce převést. Základní myšlenka převodu spočívá v podrobném studiu významu obou soustav nerovnic, kterými je jádro určeno. Pro K∈S dostáváme ∑i∈K ai = v (K). Předpokládáme-li nekooperativní chování jednotlivých koalic z koaliční struktury S, lze očekávat, že dojde k ustavení Nashovy rovnováhy. Zisky jednotlivých koalic K∈S pak snadno určíme. Účelem splnění nerovnic ∑i∈K ai ≥ v (K) pro K ∈ P(Q) ∖ S je, aby koalice K při odchodu z koaliční struktury S nedosáhla většího zisku, než dosahuje nyní. Uvažujeme-li, že oddělením koalice K ze stávající struktury S dojde ke vzniku nové koaliční struktury (lze postulovat různé chování, a tedy použít různé přístupy, jmenovitě γ nebo δ) a ustavení nové Nashovy rovnováhy, můžeme takto určit zisk v (K) koalice K pro K∈ P(Q)∖S.Výzkum v dané oblasti stále pokračuje. Ukazuje se, že koncepty řešení kooperativních her (jádro, ale též von Neumannovo-Morgensternovo řešení, Shapleyovu hodnotu, vyjednávací množinu, kernel a nukleolus) pro hry ve tvaru koaliční funkce lze velmi přímočaře aplikovat také na hry ve tvaru funkce koaliční struktury. To je nadmíru výhodné, protože kooperativní hru ve strategickém tvaru lze na hru ve tvaru funkce koaliční struktury převést velmi snadno (snadněji než na hru ve tvaru koaliční funkce). Aplikací na příklad Cournotova koluzivního oligopolu (modelu trhu, kde dochází k (nežádoucí) spolupráci výrobců) nebo na jiné příklady kooperativních situací denního života se otevírá cesta k nalezení nových zajímavých výsledků.

- 18 -

Podpora aktivní účasti na mezinárodní konferenci ICMAME 2009 – International Conference on Mechanical, Aeronautical and Manufacturing Engineering

Active Participation Support on International Conference ICMAME 2009 – International Conference on Mechanical, Aeronautical and Manufacturing Engineering


Řešitel projektu: Ing. Lenka Čepová, PhD.

Název výzkumné instituce: VŠB-Technická univerzita Ostrava, Fakulta strojní, Katedra obrábění a montáže

Klíčová slova v českém jazyce: Třísouřadnicový měřicí stroj (CMM), strategie měření, odchylka kruhovitosti, přesnost

Keywords in English: Coordination Measuring Machine (CMM), Measuring Strategy, Roundness Deviation, Accuracy

Anotace

Podstatou tohoto projektu byla aktivní účast na mezinárodní vědecké konferenci “International Conference on Mechanical, Aeronautical and Manufacturing Engineering”, kterou pořádala „World Academy of Science, Engineering and Technology“ (WASET) v Singapuru. Na této konferenci byl publikován a prezentován článek s názvem “Roundness Deviation Measuring Strategy at Coordination Measuring Machines and Conventional Machines” (Strategie měření odchylky kruhovitosti na třísouřadnicovém měřicím stroji a na konvenčním stroji). Dále byly navázány kontakty s odborníky v dané problematice a návrh na vzájemnou výměnu studentů, pedagogů a výzkumných pracovníků mezi univerzitami při výuce odborných předmětů a návrh případné spolupráce mezi univerzitami v oblasti spolupráce na mezinárodních projektech vědy a výzkumu. Zkušenosti z této konference budou využity ve výuce na VŠB-TU Ostrava a v kurzech pro odbornou veřejnost v rámci celoživotního vzdělávání.

Abstract

Substance of this project was active participation on international science conference ICMAME 2009 – International Conference on Mechanical, Aeronautical and Manufacturing Engineering which arrange “World Academy of Science, Engineering and Technology” (WASET) in Singapore. There was published and presented paper with name “Roundness Deviation Measuring Strategy at Coordination Measuring Machines and Conventional Machines” (Strategie měření odchylky kruhovitosti na

- 19 -

třísouřadnicovém měřicím stroji a na konvenčním stroji). Further was join contacts with studied specialist and proposing of students, teachers and researches reciprocity at specialty subjects and appropriate cooperation in international project area of science and research. Conference skills and experiences will be utilized on teaching at VSB-TU Ostrava and in Life Long Courses for experts and public.


V rámci projektu „Podpora mobilit studentů a mladých pracovníků výzkumu a vývoje pro rok 2009“ byla realizovaná aktivní účast na mezinárodní vědecké konferenci „International Conference on Mechanical, Aeronautical and Manufacturing Engineering“, kterou pořádala „World Academy of Science, Engineering and Technology“ (WASET) ve dnech 26.–28. 8. 2009 v Singapuru.Dne 25. 8. 2009 byla registrace účastníků konference, která pokračovala druhý den ráno. 26. 8. 2009 od 8 hodin ráno proběhlo přivítání účastníků a plenární přednášky. Náš příspěvek byl prezentován první den konference v sekci II. Článek byl poměrně úspěšně přijat odbornou veřejností. Po přednášce následovala diskuze s odborníky z celého světa, která průběžně pokračovala během přestávek. Tyto diskuze a připomínky nás obohatily o cenné rady a zkušenosti z řešené problematiky, které budou námětem dalšího řešení při výzkumu problematiky měření odchylek kruhovitosti na 3D a konvenčních strojích.Celkem bylo během všech dnů konference odpřednášeno přes 200 příspěvků z oblasti strojírenského, leteckého a výrobního inženýrství v celkem 12 sekcích. Akce byla ukončena poslední den ve večerních hodinách. Celou akci lze hodnotit jako velmi úspěšnou a přínosnou pro můj profesní rozvoj v oblasti strojírenské metrologie.


Jako přínos pro Moravskoslezský kraj a VŠB-Technickou univerzitu Ostrava lze uvést, že nejnovější poznatky a zkušenosti z konference budou přeneseny do výuky odborných předmětů na mateřské fakultě a využity při kurzech celoživotního, distančního a e-learningového vzdělávání pro širokou veřejnost moravskoslezského kraje. Dále jako konzultace a odborné rady pro strojírenské podniky MSK, které se zabývají přesnou výrobou součástí. V neposlední řadě zviditelnění MSK nejen v Singapuru (acknowledgment ve sborníku). Po navázání kontaktů se zahraniční univerzitou možnost získání kontaktů na obchodní a průmyslové partnery a podávání společných grantových projektů v zahraničí.Na této konferenci byly vyměněny kontakty s odborníky z ostatních univerzit a předána pozvánka na konferenci, která se bude konat v září 2010 v rámci oslav 60. Výročí založení Fakulty strojní VŠB-TU Ostrava. Řada účastníků přislíbila zvážení účasti na této konferenci.

- 20 -

Finanční rozbor

Dotace poskytnuta na základě smlouvy č. 00509/2009/ŠMS

Poskytnuto Čerpáno

Účastnický poplatek 13.500 Kč 10.391 Kč

Konferenční poplatek v cizí měně 585 USD

Kurzy zahraničních měn dle ČNB ze dne 24. 8. 2009: 1 USD = 17,763 Kč

Konferenční poplatek v české měně 10.391 Kč

Ubytování 13.900 Kč 15.292 Kč

Hotel Singapur 24. 8.–31. 8. 2009 15.292 Kč

Doprava 35.000 Kč 37.526 Kč

Letenka Praha – Singapur a zpět 37.526 Kč

Příspěvek na stravu 2.500 Kč 2.160 Kč

Datum odjezdu 24. 8. 2009

Datum příjezdu 31. 8. 2009

Čistá délka pobytu v Singapuru – 6 dnů

Pásmo III. Ostatní – neuvedené země 360 Kč/den

Pojištění 2.500 Kč 1.670 Kč

CELKEM (po zaokrouhlení) 67.400 Kč 67.039 Kč

Rozdíl 361 Kč – vráceno do rozpočtu MSK

Z rozpočtu MSK byly poskytnuty finanční prostředky v celkové výši 67.400 Kč.•Celkové náklady na realizaci projektu byly 67.039 Kč.•Nevyčerpaný rozdíl ve výši 361 Kč byl vrácen zpět do rozpočtu MSK. •

Tento projekt byl realizován pouze z prostředků MSK. Vzhledem k omezenému uznatelnému příspěvku na stravu, byly ostatní náklady na stravu a cestu na letiště do Prahy Ruzyně hrazeny z vlastních zdrojů.


Pro experiment byla vybrána problematika měření odchylky kruhovitosti, která má ve výrobě rotačních součástí (např. ložiska) mimořádný význam. Měření odchylky kruhovitosti bylo uskutečněno nespojitou a spojitou metodou na třísouřadnicovém měřicím stroji a porovnané se spojitou metodou na speciálním zařízení Talyrond 73 od firmy Taylor-Hobson. Toto měření je považováno referenční. Měření byly hodnoceny pro referenční kružnice:

- 21 -

LSC (Least Squares Circle) – kružnice nejmenších čtverců•MZC (Minimum Zone Circles) – minimální kružnice – mezikruží•MIC (Maximum Inscribed Circle) – maximální vepsaná kružnice•MCC (Minimum Circumscribed Circle) – minimální opsaná kružnice•

Výzkum byl zaměřený na tyto oblasti:měření spojitou metodou na třísouřadnicovém měřicím stroji•měření nespojitou metodou na třísouřadnicovém měřicím stroji•měření spojitou metodou na speciálním (konvenčním) zařízení•

porovnání měřicích metod•Výsledky měření pro hodnocení odchylek kruhovitosti pro spojitou a nespojitou metodu na CMM, a spojitou metodu na speciálním zařízení byli zpracované statisticky. Ze statisticky zpracovaných údajů byl zhotoven graf závislosti odchylek kruhovitosti od počtu nasnímaných bodů (obr. 5) pro referenční kružnice LSC, MZC, MIC, MCC. Jednotlivá měření jsou seřazena podle počtu nasnímaných bodů na součástce.Ve všech metodách statistické zhodnocení potvrdilo, že při rostoucím počtu měřených bodů se odchylka kruhovitosti zvětšuje a tím pádem je zjištěná hodnota objektivnější. Z grafu dále vyplývá, že v intervalu 128 ÷ 256 naměřených bodů pro nespojitou metodu na CMM a v intervale 1b/mm ÷ 20b/mm naměřených bodů pro spojitou metodu na CMM, jsou výsledky velmi podobné. Rozdíly jednotlivých metod na CMM v porovnání

Obr. 3 Snímání bodů spojitou metodou Obr. 4 Snímání bodů profilu nespojitou metodou

Obr. 1 DEA Global IMAGE clima Obr. 2 Měřicí přístroj Talyrond 73 a měřená součástka

- 22 -

se spojitou metodou na přístroji Talyrond 73, která je považována za referenční, jsou minimální. Při porovnání hodnot odchylky kruhovitosti nespojitou metodou s referenční hodnotou pro 4 a 8 měřených bodů se měření nedá z hlediska přesnosti a teorie pravděpodobnosti považovat za relevantní. V intervalu 8 ÷ 16 snímaných bodů, křivka lineárně roste a začíná se ustalovat na hranici 32 až 64 bodů. Můžeme konstatovat, že pro nespojité měření je tato oblast počtu snímaných bodů nejefektivnější a to nejen z časového, ale i z ekonomického hlediska. Toto platí pro konkrétní součástku, která byla měřena a vyhodnocena v článku. Pro další případy bude vhodné udělat porovnávací a potvrzovací měření.

Závěr

Ve výrobě je kladený neustály tlak na kvalitu a výrobu vyráběných součástí, je proto důležité věnovat se rychlým a zároveň kvalitním způsobům hodnocení odchylek od předepsaných hodnot. Jedním ze způsobů je souřadnicová měřicí technika, která dokáže nahradit, při vhodně zvolené strategii, speciální jednoúčelová zařízení. Při CMM, se používají dva způsoby snímání: spojité a nespojité. Při spojité metodě (skenovací) je přesnost vůči referenčnímu měření vyhovující. Při nespojité metodě je však důležitý počet nasnímaných bodů, průměr součástky, charakter profilu, průměr měřicího dotyku a hlavně požadovaná přesnost. Nejvhodnější, vůči referenčnímu měření, bylo snímání 32 až 64 bodů. Toto tvrzení nelze ovšem generalizovat. Pro menší přesnosti je dostačující počet snímaných bodů 32, což platí i pro náš případ. Analýzou spojitého a nespojitého měření na CMM v porovnání s referenční hodnotou potvrdilo, že nevhodně zvolený počet snímaných bodů vede k pochybám o správnosti výsledků. Na základě této analýzy je možno konstatovat, že odchylka kruhovitosti se jeví vhodněji při spojité metodě. Na základě dosáhnutých výsledků v článku, lze konstatovat, že třísouřadnicové měřicí stroje jsou vhodné pro měření odchylek kruhovitosti a je vhodné nadále se věnovat této problematice.

Obr. 5 Diagram odchylek snímaných bodů (pro LSC, MZC, MIC, MCC)

- 23 -

Mikroregionální disparity Moravskoslezského kraje ve fyzické dostupnosti bydlení v geografickém informačním systému

Microregional Housing Accessibility Disparities in Geographical Information System


Řešitel projektu: Ing. Martin Ferko

Název výzkumné instituce: VŠB-TU Ostrava, Fakulta stavební

Klíčová slova: disparity, GIS, bydlení

Key words: disparity, GIS, housing

Anotace

Otázky fyzické dostupnosti bydlení představují dosud málo popsaný pohled na obsáhlou a složitou problematiku bydlení. Disparity ve fyzické dostupnosti bydlení můžeme sledovat jak na mezikrajské úrovni, tak i na úrovni obcí s rozšířenou působností (ORP). Při lokalizovaných znalostech problémů bydlení v daném území je možné účinně vynakládat prostředky do těchto oblastí.Cílem projektu je vytvořit přehledný informační systém o disparitách fyzické dostupnosti bydlení Moravskoslezského kraje na platformě geografických informačních systémů. Součástí systému je generování indikátorů disparit pro jednotnou metodiku srovnání kvality bydlení a jeho dostupnosti, dále pak dynamický model situace a vývoje bydlení v rámci kraje. Územní jednotky budou mezi sebou porovnávány, analyzovány, výsledky zobrazeny ve výstupních sestavách a v geoinformačních systémech. Projekt bude také sumarizovat současné nástroje v řešení bytové problematiky.Cílovou skupinou uživatelů systému analýz disparit v oblasti fyzické dostupnosti bydlení bude převážně veřejná správa. Výsledky bude možno použít jak v územně plánovacích procesech, tak i v plánování politiky územního rozvoje.

Abstract

Questions about a physical availability of housing show a new view of extensive and complicated problems about housing. With knowledge of area-identified housing problems is possible to expend funds into affected areas more effectively.The goal of the dissertation work is to create an evaluative system about physical availability of housing and their disparities in the geographic information system of Moravian-Silesian region. This system will generate unified disparity indicators for an integrated methodology of housing accessibility and housing quality comparation. As a part of project, a mathematical model will prognosticate housing disparities trends. Selected spatial unit of project is commune municipality. Lower spatial unit

- 24 -

level is available according to projects demands. These spatial units will be mutually compared, analysed. Project results will be represented in geographical information systems. Executive instruments in housing problematics will be summarized and described.Projects target groups are committee, administration and public. Project results can be used in urban planning, regional planning.


Cílem řešeného projektu byla prezentace dosažených výsledků v rámci dizertační práce, zabývající se analýzou mikroregionálních disparit v oblasti fyzické dostupnosti bydlení Moravskoslezského kraje s podporou geoinformačních technologií. Náplň disertační práce a dosavadní výsledky byly prezentovány na mezinárodní vědecké konferenci „Technical Postgraduate Symposium (TECHPOS) 2009“ pořádané 14.–15. prosince. 2009 v Kuala Lumpur v Malajsii. V rámci konference byl přednesen příspěvek autora: „Micro-Regional Disparities of Housing Availability in The Computer-Aided Evaluation System“. Příspěvky přednesené na konferenci byly rovněž vydány ve sborníku příspěvků, vydaný Faculty of Engineering, University of Malaya, ISBN 978-983-42035-9-7. Konference byla rozdělena na více tematických sekcí. Publikovaný příspěvek byl přednesen v sekci CS05. Po přednášce následovala moderovaná diskuze o srovnání problematiky bydlení v jiných zemích.


V oblasti fyzické dostupnosti bydlení se vyskytují patrné disparity již na úrovni ORP a nižší. Tyto disparity lze v rámci Moravskoslezského kraje zobrazit, porovnat a analyzovat a následně navrhnout nástroje pro jejich možné řešení. Jednotný systém hodnocení disparit v oblasti fyzické dostupnosti bydlení pomocí generovaných indikátorů zobrazí možné skryté problémy a nerovnosti v distribuci podpůrných prostředků do těchto oblastí v Moravskoslezském kraji.Výsledky výzkumu byly prezentovány na mezinárodní konferenci a v následné diskusi si účastníci vyměnili zkušenosti v této problematice. Poznatky získané na konferenci budou využity k dalšímu řešení uvedeného tématu a pomohou zkvalitnit výzkum v této oblasti.

- 25 -

Finanční rozbor

Závěrečné vyúčtování Dotace z rozpočtu MSK:(dotace poskytnuta na základě smlouvy č. 00246-2009-ŠMS


Účastnický poplatek 5.500 Kč 3.797,49 Kč


•KualaLumpur–4noci

Doprava 38.000 Kč 20.030,45 Kč

Rozpis doprava

•leteckádoprava 19.495,00 Kč

•ostatnídoprava 714,45 Kč


Rozpis strava



Délka pobytu 3 dny, Pásmo III. 360 Kč/den

Pojištění 0 Kč 0 Kč

CELKEM (po zaokrouhlení) 52 .900 Kč 33.086,94 Kč


Kurzy zahraničních měn dle ČNB ze dne 11. 12. 2009 1 MYR = 5,129 CZKVýrazný rozdíl mezi částkami poskytnuté a čerpané dotace byl způsoben slevou letenek během roku 2009 (snížení cen o více než 25 %) a zhodnocováním české koruny na měnových trzích v období mezi podáním žádosti a uplatněním dotace.

Stručná charakteristika řešené problematiky

Obsahem dizertační práce je generování vzájemně porovnatelných indikátorů mikroregionálních disparit v oblasti fyzické dostupnosti bydlení, jejich zobrazení v GIS a aplikace na území Moravskoslezského kraje. Disparity ve fyzické dostupnosti bydlení můžeme sledovat jak na mezikrajské úrovni, tak i na úrovni nižší, jako jsou obce s rozšířenou působností (ORP). Indikátory bude možné modelovat v čase a odhadovat tak budoucí trendy vývoje. Systém může být v budoucnu nápomocný v plánování politiky územního rozvoje. Předmětem posuzování fyzické dostupnosti bydlení jsou trvale obydlené byty s přihlédnutím k neobydleným bytům, které v některých případech mohou být součástí potenciální nabídky bydlení, tj. mohly by být za určitých okolností využity k bydlení. Subjektem bydlení jsou obyvatelé a cenzovní domácnosti. Z trendů časových řad ukazatelů bytové výstavby a demografických údajů lze určit

- 26 -

konvergentní nebo divergentní chování a následné definování disparity na území ORP. Předpokladem takového výpočtu je dostupnost dat v požadované míře kvality. Zobrazení disparity je podpořeno softwarovou utilitou a geografickými informačními systémy. Datová základna projektu je založena na datech z ČSÚ, informačních zdrojích z GIS Moravskoslezského kraje a spolupráci s obcemi s rozšířenou působností.

Nástroje

Nástrojem pro opakované procesy výpočtů a analýz je softwarová utilita „Disparitér“. V utilitě, která je založena v prostředí MS Excel v jazyce VBA, lze provádět analýzy získaných dat flexibilně a ve zjednodušeném „user-friendly“ režimu lze tuto utilitu šířit

Obr. 1 Aplikace Disparitér a jeho prostředí Obr. 2 Výstupy z GIS

Obr. 2 Výstupy z GIS

- 27 -

jako prezentační nástroj dosažených výsledků (viz obr. 1). Utilita provádí výstupy ve formě tabulek, jednotných grafů a zjednodušených kartogramů (viz obr. 3 a 4). Data jsou aktualizovatelná, což umožňuje další užívání výsledků projektu v budoucnu.

Vybraná data jsou analyzována a je na ně aplikován variační koeficient, směrodatná odchylka a Giniho1 koeficient. Tyto analýzy zobrazují ukazatel disparity v míře odchylu od průměru této hodnoty a jeho nerovnosti distribuce, čímž můžeme disparitu „změřit“ a porovnat její hodnotu s ukazateli vyšších územních celků. Hodnoty těchto koeficientů v časové řadě určují chování disparit, jejich nárůst nebo pokles.Dalším statistickým výpočtem je koeficient b-konvergence/divergence, který zobrazuje hodnoty Pearsonova korelačního koeficientu, který měří závislost např. mezi přírůstkem počtu dokončených bytů v daném roce a počtu dokončených bytů v předchozím roce. [3]Lokality s rostoucím trendem zkoumaných disparit jsou označeny jako potenciálně ohrožené. Současně je rozpracována metodika zjednodušených prognóz časových řad indikátorů a odhady trendů.

1 Giniho koeficient je míra nerovnosti distribuce, definovaný jako poměr oblasti mezi Lorenzovou křivkou distribuce a křivkou jednotné distribuce (přímka y = x), k oblasti pod jednotnou distribucí. Je to číslo mezi 0 a 1, kde 0 odpovídá dokonalé rovnosti ukazatelů a 1 odpovídá dokonalé nerovnosti. [1]

Obr. 3 Disparitér – kartogram

Obr. 4 Disparitér – časová řada variačního koef.

- 28 -

Dalším nástrojem pro řešení tématu dizertační práce je využití geografického informačního systému. Datová základna MSK v tomto naplňuje potřeby projektu. Analýzy v GIS budou řešeny v další etapě projektu. Publikování GIS výstupů (viz obr. 2) ve zjednodušené mapové aplikaci lze provést pomocí Java Appletu a libovolného webového prostoru (webhosting, server VŠB-TUO). Základem uživatelského prostředí je standardní www prohlížeč. Funkčnost a vzhled aplikace vychází ze zvyklostí zavedených v konkrétním systému.

Rizika řešení

Rizika projektu jsou v nedostupnosti dat nebo neaktuálnosti dat. Statistické údaje jsou evidovány pro území okresů a pro ORP a není zajištěn plynulý přechod těchto ukazatelů v časové řadě. Další riziko spočívá v objektivnosti a reálnosti výsledku analýzy. Problematika bydlení je silně spjata se znalostí lokálních socioekonomických podmínek, které je obtížné zapracovat do výpočtů. Systém vyhodnocení je matematicky flexibilní a je možné v budoucnu algoritmy upravovat, čímž lze tato rizika snížit.

Shrnutí

Kompletní vyhodnocovací systém disparit ve fyzické dostupnosti bydlení může zefektivnit plánování politiky územního rozvoje, v rámci geoinformačních systémů může sloužit jako podklad v územním plánování. Systém hodnocení disparit pomocí generovaných indikátorů může poukázat na problematické a potenciálně ohrožené lokality v MSK z hlediska dostupnosti bydlení. Názornější prezentace v geoinformačních systémech zpřehlední výstupy a závěry.

Literatura

[1] OTIPKA, P., ŠMAJSTRLA, V.: Pravděpodobnost a statistika. Dostupné na internetu <PDF> < http://homen.vsb.cz/~oti73>, 2008[2] Elektronická encyklopedie Wikipedia, Dostupné na internetu < http://cs.wikipedia.org>, 2008[3] KOUDELA, V a kol.: Metodika analýzy fyzické dostupnosti bydlení: Fakulta stavební, VŠB-TU Ostrava, 2007.

- 29 -

Využití předpětí pro ztužení výškových budov

Utilization of the Pre-Stress on Bracing Systems of Tall Buildings

Evidenční číslo: VAV 15/2009

Řešitel projektu: Ing. Roman Fojtík

Název výzkumné instituce: Vysoká škola báňská – Technická univerzita Ostrava, Fakulta stavební, Katedra konstrukcí

Anotace

Trendem a dominantou mnoha světových i evropských měst jsou mrakodrapy, které dosahují stále do větších výšek. Pro dosažení maximálních výšek je nutné, hledat nové konstrukční systémy a materiály odolávající extrémním podmínkám působící na výškové budovy. Projekt byl zaměřen především na numerické ověření funkčnosti nového (autorem vyvinutého) konstrukčního systému ztužení výškové budovy pomocí předpjatých kružnicových ztužujících prvků, za účelem dosažení maximálních výšek při dodržení hygienických předpisů a minimální hmotnosti nosné konstrukce. Požadavky na ztužující systém byly dány především zatížením, které je typické pro výškové budovy. Především se jedná o přenos vodorovných sil od větru a také přenos syslích zatížení od vlastní tíhy konstrukce, které s výškou narůstá. Vhodnou příležitostí pro prezentaci tohoto projektu byla konference „CCP2009: The 12th International Conference on Civil, Structural and Environmental Engineering Computing“, které se zúčastnila cílená odborná veřejnost. Koncept nového ztužujícího systému výškových budov se setkal s velkým ohlasem od posluchačů.Projekt je teprve na začátku. Pro ověření jeho funkčnosti ne nutné provést ještě mnoho experimentů a výpočtů nejen statických, ale také ekonomických. Pokud by se v budoucnu prokázalo, že nový kružnicový systém je plně funkční a především ekonomicky přijatelný, mohl by sloužit pro ztužení výškových objektů nejen v Moravskoslezském kraji.

Abstract

Still higher skyscrapers are natural architectural dominants in many world and European towns. New findings on the constructional systems and materials are very important to reach the maximal highs because the extreme conditions applied on the high buildings. This project is concentrated above all to verify the new constructional bracing system of the skyscrapers proposed by authors. The goal of the new bracing system is using the circular straining beam constructional system to reach the maximal high with the compliance of all sanitary specifications (mainly maximal deflection, allowed oscillation, etc.).

- 30 -


Projekt je součástí disertační práce, jejíž hlavním cílem je návrh nového ztužujícího systému, na němž autor pracuje druhým rokem. Hlavní část disertační práce byla zpravována při zahraniční stáži v Rakouském Leobenu na katedře mechaniky. Po zpracování prvních několika konceptů ztužujícího systému byl vypracován příspěvek, který byl prezentován na mezinárodní konferenci „CCP2009: The 12th International Conference on Civil, Structural and Environmental Engineering Computing“, kterou pořádala Civil-Comp Ltd., Profesor Barry H. V. Topping (Edinburg, Skotsko). Konference se konala na portugalském ostrově Madeira ve městě Funchal.V závěru tohoto příspěvku je vložena zkrácená verze odborného článku, který byl prezentován na konferenci.První den proběhla registrace účastníku. V odpoledních hodinách byla konference slavnostně zahájena příspěvkem „Multi-Criteria Optimization of Life-Cycle Maintenance Programs using Advanced Modeling and Computational Tools“.Druhý den byla zahájena jednání v jednotlivých sekcích, které probíhaly od 9:15 až do 18:00 s přestávkou na oběd. Sekcí bylo velmi mnoho a jednání probíhala v několika sálech současně. V mém podvečerním bloku se jednalo v sekcích: “Computational experimental mechanics, Tall buildings (A New Pre-Stressed Bracing System for Tall Buildings), Bridge engineering”.Zbylé dny konference pokračovaly jednání v sekcích, které končily ve večerních hodinách.


Projekt byl prezentován na mezinárodní konferenci, které se účastnili odborníci především z Evropy. Jistým přínosem pro Moravskoslezský kraje je zviditelnění vědeckého pracoviště VŠB-TUO, Fakulty stavební, Katedry konstrukcí. Na základě tohoto projektu jsem byl pozván na další ročník konference – CC2010: The 10th International Conference on Computational Structures Technology, 14.–17. September 2010, Valencia, Spain. Na této konferenci byly navázány kontakty s předními odborníky na řešenou problematiku, např. Prof. Ing. J. Máca CSc. (ČVUT), Prof. Ing. J. Bencát CSc. (SR).

- 31 -

Finanční rozbor

Závěrečné vyúčtování Dotace z rozpočtu MSK: (dotace poskytnuta na základě smlouvy č. 004/7/2009/ŠMS)




Rozpis ubytování 367,5 €


Rozpis doprava

vlak Ostrava – Praha hl. n. 225 Kč

vlak Ostrava – Praha hl. n. - místenka 200 Kč

vlak Praha hl. n. – Ostrava 225 Kč

vlak Praha hl. n. – Ostrava - místenka 200 Kč

MHD Praha 50 Kč

Letenka Praha – Lisabon – Funchal a zpět 11.629 Kč


Rozpis strava



Délka pobytu 6 dny

Pásmo Ostatní 360 Kč/den



Rozdíl 5.695 Kč – vráceno do rozpočtu MSK

Kurzy zahraničních měn dle ČNB ze dne 28. 8. 2009:

měna Kč euro

kurz 25,42 1

Z rozpočtu MSK byly poskytnuty finanční prostředky v celkové výši 45. 800 Kč, celkové náklady na realizaci projektu byly 39.960 Kč, nevyčerpaný rozdíl byl vrácen zpět do rozpočtu MSK. Tento projekt byl realizován pouze z prostředků MSK. Vzhledem k omezenému uznatelnému příspěvku na stravu, byly ostatní náklady na stravu hrazeny z vlastních zdrojů.

- 32 -


Pro zajištění požadovaných vlastností nového ztužení výškových budov, bylo vytvořeno několik variant numerických modelů kružnicových ztužujících systémů. Z těch byla vybrána varianta s 16 předpjatými táhly, které zajišťují stabilitu v rovině působení ztužidla. Zvolená přepínací síla odpovídka hodnotě 400 kN. Užité profily jsou uvedeny v tabulce (Tab. 1).

element cross-section weight [t] weight [%]

column tube 298,5x65 7,488 62,40

basi

c fra

me

horizontal beam IPE 330 1,474 12,28

circular beam HEM 160 2,390 19,92

brac

ing

syst

em

diagonal beam tube 76,1x4,5 0,144 1,20

string bar bar 32 0,504 4,20

Tab. 1

Tento ztužující systém byl aplikován na 3D numerický model výškové budovy o výšce 70 m a šířce 10 m. V tuto chvíli se připravuje experimentální ověření funkčnosti tohoto konstrukčního systému.

Předpoklady pro výpočet

1. Pro ověření funkčnosti 2D numerických modelu ztužujícího prvku byl z důvodu zjištění vnitřních sil zvolen numerický model výškové budovy ,,trubkového systému“ s trojúhelníkovou podstavou o hraně délky 10 m a výšce 70 m.2. Virtuální model výškové budovy byl zatížen vlastní tíhou, stálým a užitným zatížením dle ČSN EN 1991-1-1 ve směru svislém. Ve směru vodorovném byla konstrukce zatížena větrem dle ČSN EN 1991-1-4 a seismicitou dle ČSN EN 1998-1 odpovídající oblasti centra Ostravy. 3. Výsledný zvolený 2D numerický model byl zatížen reakcemi od 3D modelu konstrukce výškové budovy. Materiál zvoleného modelového řešení je uveden v tabulce (Tab. 1).

Výsledky

U zvoleného typu kružnicového ztužidla s 16 táhly byl snížen počet předpjatých tyčí, oproti ostatním variantám, na 16, čímž došlo k nárůstu maximální předpínací síly v táhlech na 399 kN. Kvůli přírůstku předpínací síly došlo také k navýšení profilů táhel vit.(Tab1).Pokles hmotnosti finančně nákladné vysokopevnostní oceli o 46 %, oproti ostatním typům ztužení zapříčinil, snížení tuhosti a zvýšení maximální vodorovné výchylky o 6 mm ve vrcholu čtvercového rámu. Celková hmotnost pole poklesla na 12 t.

- 33 -

Se snížením počtu táhel došlo ke snížení hmotnosti, na úkor celkové tuhosti ztužidla. U tohoto typu byla provedena podrobná analýza předpínacích sil a následné nastavení individuálních předpětí pro jednotlivé pruty. Vhodné předpětí bylo voleno na základě maximální tlakové síly, která vznikla pro nejnepříznivější kombinaci na zkoumaném prutu (Tab. 2).

č. táhla s1 s2 s3 s4 s5 s6 s7 s8 s9

předpětí [kN] 195,98 248,66 218,66 215,35 21,03 210,37 339,94 215,3 104,62

Tab. 2

Individuální předpínací síly pro jednotlivé pruty neměly velký vliv na výsledné deformace. Ukázalo se, že některé tyčové prvky přenášejí velmi malé zatížení v poměru s ostatními. Jedná se především o svislé (s9) a vodorovné táhla (s5). Únosnost kružnice a táhel je vyčerpána v průměru ze 40 % od zatížení předpětím.Na jednotlivých typech kružnicového ztužidla se ukázalo, že účinnost tohoto předpjatého ztužidla je výhodná jen pro určitý poměr počet táhel a k tomu přiměřené profily prstence. S narůstajícím profilem prstence klesá nutnost předpětí a dochází k navýšení hmotnosti. Naopak s klesajícím průřezem prstence je nutné přidávat táhla, čímž dochází k navýšení hmotnosti vysokopevnostní oceli, která nepříznivě ovlivňuje ekonomičnost ztužidla.

- 34 -

Zahraniční studijní mobilita na Aarhus University in Aarhus

Foreign sojourn at University of Aarhus


Řešitel projektu: Ing. Petr Gurný

Název výzkumné instituce: Katedra financí, Ekonomická fakulta, VŠB-TU Ostrava

Klíčová slova: Aarhus university, pravděpodobnost defaultu, credit-scoring modely, Lévyho procesy, Copula funkce

Key words: Aarhus university, probability of default, credit-scoring models, Lévy processes, Copula functions

Anotace

Tento projekt je zaměřen na zahraniční studijní pobyt řešitele na University of Aarhus v Dánsku. Hlavní náplní projektu je vědecko-výzkumná spolupráce s odborníky a specialisty z místní univerzity, přičemž obsahem konzultací je zejména matematicko-statistická část financí, zabývající se především risk managementem a oceňováním kreditních a strukturovaných derivátů. Dále je projekt zaměřen na absolvování dvou doktorských předmětů včetně závěrečných zkoušek (konkrétně se jedná o předmět Financial Econometrics a předmět Asset Pricing II).Cílem projektu je využít získané poznatky a vědomosti při publikaci odborných příspěvků a článků a to jak ve sbornících na tuzemských a zahraničních konferencích, tak v kvalitních časopisech. Dílčími cíly pak je aplikovat získané zkušenosti při výuce ve vybraných bakalářských a magisterských studijních programech na Ekonomické fakultě VŠB-TUO a získání certifikátu o úspěšném vykonání výše uvedených zkoušek.Konkrétní náplní odborné části a obsahem navazujících příspěvků a článků je určování pravděpodobnosti defaultu finančních institucí pomocí credit-scoring modelů z údajů odvozených z amerického finančního trhu a jejich následná aplikace na finanční trh České republiky. Zejména špatné určování finančního zdraví dlužníků a tedy nepřesné určování pravděpodobnosti defaultu vedlo ke špatnému ocenění kreditních derivátů (známých pod zkratkami CDS, CDO …) a přes jejich rozšíření pak ke kolapsu světových finančních trhů. Z toho důvodu je třeba nyní věnovat tomuto tématu zvýšenou pozornost a vytvářet nové a efektivnější modely k určování pravděpodobnosti defaultu.

Abstract

Project is focused on sojourn at University of Aarhus. Attendance on course Asset Pricing II and Financial Econometrics and consultancies with local specialist are concerned. Consultancies will focused particularly on field of credit risk managing

- 35 -

and valuation of credit and structured derivatives. The goal of sojourn is utilization of obtained pieces of knowledge for publishing many papers at national and international conferences, for publishing doctoral thesis and for schooling in selected bachelor and master degree study programmes at Faculty of Economics, VŠB-TU Ostrava (i.e. in form of a few lectures and seminars or in form of new subject). Obtained knowledge will also used in firms risk managing.


V rámci projektu jsem v letním semestru akademického roku 2008/2009 absolvoval studijně-vědeckou stáž na Aarhus School of Business, University of Aarhus v Dánsku. Tento pobyt byl rozdělen na dvě části, část studijní a část vědecko-publikační.V rámci studijní části jsem navštěvoval dva Ph.D. kurzy. První z nich s názvem Financial Econometrics se konal na Fakultě ekonomie a managementu Aarhuské univerzity pod vedením profesora Benta J. Christensena. Druhý kurz Asset Pricing II se konal na Kodaňské univerzitě obchodních studií v Kodani a přednášky vedli profesoři Rolf Poulsen a Bjarne Aastrup Jensen z Kodaňské univerzity a Dr. Jim Gatheral, generální ředitel Merrill Lynch. Oba kurzy jsem úspěšně zakončil vykonáním zkoušky a získáním certifikátu. Vzhledem k tomu, že kurz Asset Pricing II probíhal v Kodani, kde jsem se musel na vlastní náklady dopravovat a ubytovat, chtěl bych tímto poděkovat za poskytnutí dotace z rozpočtu Moravskoslezského kraje, které mi to částečně umožnilo. V rámci vědecké činnosti jsem na Aarhuské univerzitě pracoval na své dizertační práci na téma Copula funkce, Lévyho procesy a jejich aplikace při optimalizaci vícerozměrného portfolia finančních institucí v rámci minimalizace Value at Risk a dále jsem se zabýval konstrukcí modelů na určování pravděpodobnosti defaultu komerčních bank na základě credit-scoring modelů. Na tyto téma jsem vedl konzultace s odborníky místní univerzity, zejména profesorem Peter Løchte Jørgensenem, Dr. Elisou Nicolato a Dr. Davidem Skovmandem. Již v rámci uvedené stáže a poté krátce po ní jsem na tyto témata napsal několik vědecký příspěvků, které jsem posléze prezentoval a publikoval na významných tuzemských i zahraničních konferencích (viz níže). Na závěr tohoto příspěvku je vložen stručný popis a dílčí dosažené výsledky.Jako výsledky projektu byly prezentovány a publikovány následující výstupy, na které navazuji při řešení přiděleného projektu specifického výzkumu Studentské grantové soutěže s názvem Určování pravděpodobnosti úpadku finančních institucí na bázi credit-scoring modelů a za pomocí Lévyho procesů a copula funkcí a při spoluřešení standardního projektu GAČR č. 402/08/1237 Application of complex Lévy processes in modeling of financial asset prices:GURNÝ, P., GURNÝ M. Estimation of PD of financial institution within linear discriminant analysis. Mathematical Methods in Economics. CZU Praha, 2009.GURNÝ, P., TICHÝ, T. Estimation of future PD of financial institution on the basis of scoring model. 12th International Conference on Finance and Banking – Structural and Regional Impacts of Financial Crises, VSSS Havířov, 2009.

- 36 -

GURNÝ, P. Linear discriminant analysis and Lévy processes within estimation of PD of financial institutions. XVIII International Tor Vergata Conference on Money, Banking, and Finance – Global Institutions for Global Markets, University Tor Vergata Rome, 2009.GURNÝ, P. Influence of the market expectation on the bankruptcy prediction. Colloque Djerba’09 – Financial Crisis, Governance, Risk Management, University of Bordeaux IV, 2009.GURNÝ, P., GURNÝ, M. A revised model to estimate PD of US banks. Working paper, VSB-TU Ostrava, 2009.GURNÝ, P., GURNÝ, M. Lineární diskriminační analýza a Lévyho procesy při určování pravděpodobnosti úpadku finančních institucí. Finanční řízení podniků a finančních institucí, VSB-TU Ostrava, 2009.GURNÝ, P. Analýza citlivosti PD finančních institucí na tržním očekávání v rámci lineární diskriminační analýzy, MendelNET 2009, Mendelova univerzita Brno, 2009.


Za nesporný přínos tohoto projektu lze považovat získané poznatky, zkušenosti, kontakty a zejména odborné vědomosti, které jsem během stáže na jedné z předních evropských univerzit získal. Tyto získané vědomosti jsem zúročil při napsání a posléze prezentaci odborných prací na prestižních mezinárodních konferencích jak u nás, tak v zahraničí, a tedy reprezentaci VŠB-TU Ostrava a Moravskoslezského kraje. Na těchto konferencích jsem se potkal s řadou odborníku z celého světa, z nichž řada přislíbila účast na konferencích pořádaných mojí domovskou katedrou (katedrou Financí Ekonomické fakulty VŠB-TUO), konkrétně na pravidelně pořádaných konferencích Řízení a modelování finančních rizik a Finanční řízení podniků a finančních institucí. Dále tyto poznatky a zkušenosti využívám při výuce řady předmětů v bakalářských a studijních programech na VŠB-TUO, kde působím jako odborný asistent, při řešení a spoluřešení vědeckých projektů (viz výše) a při vedení bakalářských a diplomových prací. Přínosem může být rovněž aplikace a využití vytvořených modelů na predikci defaultu v podnikové a finanční praxi a tím také prohloubení kontaktů mezi univerzitní a podnikovou sférou v Moravskoslezském kraji.

- 37 -

Finanční rozbor

Závěrečné vyúčtování Dotace z rozpočtu MSK:(dotace poskytnuta na základě smlouvy č. 00217/2009/ŠMS)


Účastnický poplatek 0 Kč 0 Kč


Doprava 4.000 Kč 0 Kč


Zdravotní připojištění 0 Kč 0 Kč


Rozdíl – vráceno do rozpočtu MSK 0 Kč

Kurzy zahraničních měn dle ČNB ze dne: 27. 02. 20091 DDK = 3,775Z rozpočtu MSK byly poskytnuty finanční prostředky v celkové výši 31.000 Kč, celkové náklady na realizaci projektu byly 75.000 Kč. Ostatní výdaje byly hrazeny z vlastních zdrojů.


Ve výzkumné části projektu byly analyzovány různé přístupy k určování pravděpodobnosti defaultu (PD) se zaměřením na finanční instituce. Cílem této odborné části pak bylo sestrojit, porovnat a aplikovat několik modelů pro určení pravděpodobnosti úpadku finančních institucí na bázi credit-scoring modelů. V současnosti existuje několik modelů k predikci úpadku nefinančních institucí i pro český trh, ovšem chybí modely pro určení PD právě institucí finančního charakteru. Z tohoto lze považovat vybrané téma za aktuální.Primárně se při konstrukci modelu vycházelo z credit-scoring modelů, jež k určení PD využívají statistických modelů postavených na měření kvalitativních a kvantitativních znaků jednotlivých objektů. Nejprve bylo na základě odlišných statistických přístupů odvozeno několik modelů k určení PD finančních institucí, přičemž jako datová základna pro výběr analyzovaných objektů sloužil americký trh. Po několika revizích vytvořeného modelu byl odvozen prozatím konečný model určování pravděpodobnosti úpadku komerčních bank. Model vypadá následovně:

kde x1, x2, x3 a x4 označují postupně YAEA (Yield on average interest earning assets), NIM (Net interest margin), ROAA (Return on average assets) a PL GL (Problem loans on Gross loans). Úspěšnost modelu se dle Wilksovy lambda pohybuje kole 73 %. Zpětnou aplikací modelu na původní vzorek zdravých a defaultních bank byly získány následující údaje, viz tabulka 1.

4321 61159120178 xxxxzi −+−=

- 38 -

Tento model byl poté aplikován a verifikován na vybraných českých finančních institucích. Cílem bylo nejen určit jejich současnou pravděpodobnost defaultu, ale zejména predikci do budoucna a zjištění rozložení pravděpodobnosti PD. To bylo dosaženo simulací jednotlivých relevantních finančních indikátorů pomocí vícerozměrných podřízených Lévyho procesů, přičemž závislost mezi jednotlivými ukazateli byla modelována pomocí copula funkcí. Výsledky pak shrnuje graf 1. Z výsledků bylo ověřeno a je patrné, že český bankovní trh je oproti americkému stabilnější, což je způsobeno zejména odlišným přístupem k tvorbě zisku.

zdravé banky zi PD zdefaultované banky zi PD Bank of America Corporation 9.680 0.2% Aliance Bank 0.506 94.1%

JPMorgan Chase & Co. 11.794 0.0% Bank of Clarke County 3.143 53.4% M&T Bank Corporation 5.643 8.6% BankUnited 3.035 56.1%

National City Corporation 5.017 15.0% Citizens Community Bank 2.295 72.8% PNC Bank 9.184 0.3% Michigan Heritage Bancorp –5.343 100.0%

SunTrust Bank 8.838 0.4% National Bank of Commerce –1.364 99.0% Wells Fargo & Company 4.357 25.4% Omni Financial Services –1.832 99.4%

Zionsbancorporation 8.487 0.5% First Bank of Idaho –1.425 99.1% State Street Corporation 11.623 0.0% Citizens National Bank –1.015 98.7%

Bank of NY Mellon Corporation 9.565 0.2% Silverton Bank –3.284 99.9% US Bancorp 5.551 9.3% American Stearling Bank –4.827 100.0%

Regions Bank 9.463 0.2% First Priority Bank –8.479 100.0% Capital One Financial Corporation 12.167 0.0% Douglass National Bank –8.982 100.0%

KeyCorp 9.174 0.3% First National Bank 3.688 39.9% Marshall & Isley Corp 10.086 0.1% Hume Bank 1.749 82.2% Colonial BancGroup 8.932 0.3% First Heritage Bank –6.544 100.0%

Northern Trust Corporation 5.690 8.2% Bank of Georgia in Commerce –1.701 99.3% Webster Financial Corporation 10.781 0.1% Great Basin Bank of Nevada –7.593 100.0%

střední hodnoty 8.668 3.8% střední hodnoty –2.110 88.5%

Tabulka 1 Z-score a určené PD pro všechny banky z původního vzorku

Graf 1 pravděpodobnostní rozložení PD tří významných českých bank

ČSOB

0,00%

20,00%

40,00%

60,00%

80,00%

100,00%

0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%

KB

0,00%

20,00%

40,00%

60,00%

80,00%

100,00%

0% 10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

GE MONEY BANK

0,00%

20,00%

40,00%

60,00%

80,00%

100,00%

0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100%

- 39 -

Odborná stáž na mořské výzkumné stanici Jordánské univerzity a zapojení se do americko-jordánského projektu „Populační dynamika a metabolické vztahy mezi obřími mořskými sasankami a jejich symbionty na korálových útesech Rudého moře“

The research stay on Marine Science Station of Jordan University and participation on the US-Jordan project “Population dynamics and metabolic interactions between giant sea anemones and their symbionts on Red Sea coral reefs”


Řešitel projektu: Mgr. Ivona Horká


Klíčová slova: Rudé moře, Jordánsko, Aqaba, odborná stáž, symbióza, korálový útes, krevety, Pontoniinae, mořské sasanky

Keywords: Red Sea, Jordan, Aqaba, research stay, symbiosis, coral reef, crustacea, pontoniinae shrimps, anemones

Anotace

Náplní projektu mobility z MSK byla odborná stáž na mořské výzkumné stanici v Jordánsku a zapojení se do americko-jordánského výzkumného projektu „Populační dynamika a metabolické vztahy mezi obřími mořskými sasankami a jejich symbionty na korálových útesech Rudého moře“ a jordánského programu výzkumu ekologie a regenerace korálů Rudého moře. V rámci této stáže byly odebírány vzorky symbiotických krevet podčeledi Pontoniinae z bezobratlých hostitelských organismů korálových útesů Aqabského zálivu. Cíle projektu mobility byly: 1. Vypracování přehledu krevet podčeledi Pontoniinae pro Aqabský záliv; 2. Dokumentace symbiotických vazeb vybraných druhů krevet a jejich hostitelů; 3. Získání vzorků pro fylogenetické studie v rámci dizertační práce; 4. Příprava společných odborných publikací.Provedena byla předběžná determinace získaného materiálu, kvalitativní a kvantitativní rozbory společenstev symbiotických krevet. Získány byly vzorky pro molekulárně-genetické studie. Dosažené výsledky budou společně se zahraničními partnery publikovány v odborném tisku, zahrnuty budou také do fylogenetických analýz dizertační práce řešitelky.

- 40 -

AbstractThe research stay at the Marine Science Station, Aqaba, has been directed to participation on the US-Jordan project “Population dynamics and metabolic interactions between giant sea anemones and symbiotic anemonefish on Red Sea coral reefs” and Jordan research program on coral ecology and restoration in the Red Sea. Collection and determination of symbiotic shrimp (Pontoniinae) from invertebrate hosts and quantitative and qualitative analyses have been conducted. A series of selected specimens will be used for subsequent genetic studies. Results will be published in scientific journals and used for phylogenetic analyses within Ph.D. studies. Aims of the mobility project: 1. Check-list of symbiotic shrimps (Pontoniinae) of Gulf of Aqaba; 2. Documentation of symbiotic relationships between shrimps and their hosts; 3. Additional collection of specimens for phylogenetic analysis in Ph.D. thesis; 4. Preparation scientific articles with foreign co-authorship.


V rámci projektu mobility jsem se v roce 2009 zúčastnila měsíční odborné stáže. Hostitelskou institucí byla mořská výzkumná stanice patřící dvěma jordánským univerzitám: University of Jordan a Yarmouk University. Výzkumná stanice je umístěna na pobřeží Rudého moře v národním parku, cca 10 km jižně od Aqaby. Jedná se o terénní stanici, která je tvořena komplexem pro ubytování, laboratořemi s potřebným vybavením a mořským akváriem s muzeem, které je určeno veřejnosti.Rudé moře je specifickým regionem světového oceánu, z hlediska biogeografie představuje co do bohatosti druhé centrum biologické diverzity mořské mělkovodní fauny. Přesto patří ke stále velmi nedostatečně prozkoumaným částem Indo-tichomořské oblasti, a přinejmenším polovina jeho druhů krevet zůstává dosud nepoznaná. Mimo jiné se zde vyskytuje množství endemických druhů.Od roku 2008 se v prostorách stanice pravidelně koná měsíční kurz, kterého se účastní studenti a odborníci z různých zemí světa. Kurz je součástí americko-jordánského projektu týkajícího se výzkumu ekologie korálů, obřích mořských sasanek a evoluce symbiózy na korálových útesech. Koordinátorkou je Dr. Nannete Chadwick z Auburn University v USA. Kurz zahrnuje terénní i laboratorní práce a cyklus pravidelných přednášek a workshopů odborníků na danou problematiku. V letošním roce se tohoto projektu účastnili studenti a odbornicí z USA, Izraele, Jordánska, Turecka a ČR. Organismy intenzivně zkoumanými ze strany partnerů byly symbiotické ryby z čeledi Pomacentridae, tzv. klauni (rod Amphiprion), žijící výhradně v symbiotickém vztahu s mořskými sasankami, a dále ekologie a růst korálů. Hlavním objektem mého zájmu byly především symbiotické krevety z podčeledi Pontoniinae asociované nejen s mořskými sasankami, ale i jinými bezobratlými; příp. krevety z čeledi Alpheidae. Vzhledem k bioindikačnímu významu krevet při hodnocení kvality a stavu korálových společenstev, a naproti tomu i soudobému rozvoji turistiky a poškozování mořských ekosystémů, je aktuální znalost biologické diverzity Rudého

- 41 -

moře významná. Můj projekt navazuje na předchozí výzkumy provedené v Rudém moři v r. 2001–02, jehož výsledky byly publikovány v práci Chadwick et al. (2008).1

S využitím potápěčské techniky jsem každodenně prováděla pozorování krevet in situ, při kterých jsem odebírala také vzorky pro identifikaci a molekulární analýzy. Odebraný materiál krevet jsem podle odborné literatury a s využitím mikroskopické techniky předběžně determinovala na místě. Část vzorků určených pro molekulární analýzy jsem fixovala v čistém 96 % ethanolu. S povolením hostující instituce jsem fixované vzorky krevet za účelem přesnější determinace a molekulárních analýz přivezla do ČR. Všechny vzorky jsou deponovány na katedře biologie a ekologie Ostravské univerzity v Ostravě. Během svých ponorů jsem mimo jiné monitorovala výskyt mořských sasanek a ryb na korálovém útesu pro zahraniční partnery. Každodenně byly provedeny 2 ponory s max. hloubkou cca do 30 m, v případě, že byl proveden ponor do hloubky 45–55 m, stalo se tak jednou denně. Některé vybrané druhy sasanek spolu s rybami byly za účelem etologických a fyziologických experimentů zahraničních partnerů odloveny a umístěny do nádrží v laboratořích. Cílem mé odborné stáže kromě prohloubení spolupráce se zahraničními partnery a osvojením si nových metodik, bylo vypracovat přehled druhů krevet podčeledi Pontoniinae žijících v Aqabském zálivu, zdokumentovat symbiotické vazby vybraných druhů krevet na své hostitele a získat vhodné vzorky pro následné fylogenetické studie, které budou provedeny v rámci mé dizertační práce řešené na PřF UK v Praze.

Přínos této mobility pro MSK

Zahraniční stáž a práce na společném projektu přispěla k prohloubení vědecké spolupráce mezi Jordánskem, USA a Českou republikou, a k získání nových zkušeností v oboru. Zároveň došlo k propagaci přírodovědných věd MSK a prohloubení výuky zejména zoologie bezobratlých a mořské biologie na Ostravské univerzitě. Katedra biologie PřF Ostravské univerzity je jedním z předních pracovišť v ČR, které rozvíjí a propaguje výuku stále žádanější mořské biologie, je také zastoupena v Českém národním výboru pro spolupráci s Oceánografickou komisí (IOC) UNESCO, který každoročně pořádá pro studenty i veřejnost cyklus přednášek spojených s výzkumem moří a oceánů.Získané výsledky budou, stejně jako v předchozích letech, publikovány v impaktovaných časopisech. Vzniklé publikace s IF jsou automaticky zařazeny ve světové databázi Web of Science, kde je řádně uvedeno číslo projektu a podpora MSK

1 Chadwick N., Ďuriš Z., Horká I., 2008. Biodiversity and behavior of shrimps and fishes symbiotic with sea anemones in the Gulf of Aqaba, northern Red Sea. In: Por D.V.(ed), Aqaba-Eilat, the Improbable Gulf: Environment, Biodiversity and Preservation, Magnes Press, 209-225. ISBN 978-965-493-380-3.

- 42 -

(podobně jako tomu bylo u předchozích publikací vzniklých z projektu mobility MSK v r. 2006, 2007).2

Finanční rozbor

Závěrečné vyúčtování Dotace z rozpočtu MSK: (dotace poskytnuta na základě smlouvy č. 00264)

Poskytnutá dotace MSK (Kč)

Čerpáno z MSK (Kč)

Účastnický poplatek 0 0

Ubytování 40.000 40.000

Doprava 15.000 690

Příspěvek na stravu 11.000 11.000

Datum odjezdu: 8. 6. 2009

Datum příjezdu: 10. 7. 2009


Pásmo III., 360 Kč/den

Pojištění 0 0

CELKEM 66.000 51.690


Z rozpočtu MSK byly poskytnuty finanční prostředky v celkové výši 66.000 Kč, celkové náklady na realizaci projektu byly 51.690 Kč, nevyčerpaný rozdíl byl vrácen zpět do rozpočtu MSK. Tento projekt byl realizován z prostředků MSK, nadace „Nadání Josefa, Marie a Zdeňky Hlávkových“ a z fondu PřF UK v Praze.

Výsledky

Celkem bylo zaznamenáno 39 druhů krevet podčeledi Pontoniinae, po 2 druzích z podčeledi Palemoninae a čeledi Pandalidae, 6 druhů čel. Hippolytidae, 14 druhů čel. Alpheidae. Z nich 13 taxonů je nových pro oblast Rudého moře a 6 druhů krevet je zřejmě pro vědu dosud neznámých. Většina symbiotických krevet byla nalezena v hloubkách 20–40 m. Periclimenes longicarpus, kreveta asociovaná se sasankami, a zároveň nejběžněji se vyskytující druh podč. Pontoniinae v Rudém moři, byla oproti očekávání nalezena jen v nízkých populačních hustotách, a ve větších hloubkách (kolem 30 m), než bylo v předchozích letech na tomto útesu obvyklé.

2 Ďuriš Z., Horká I., Hoc D. T., 2009. Periclimenaeus nufu, a new species of shrimp (Crustacea: Decapoda: Pontoniinae) from Vietnam. The Raffles Bulletin of Zoology, 57: 453–463. Ďuriš Z., Horká I., Sandford F., 2009. Periclimenaeus pectinidactylus n. sp (Crustacea: Decapoda: Pontonii-nae) from the Belizean Barrier Reef, Caribbean Sea. Zootaxa, 2130: 31–40. Ďuriš Z., Horká I., Marin I., 2008. Periclimenes sulcatus sp. nov., a new pontoniine shrimp of the P. indicus species group (Crustacea: Decapoda: Palaemonidae) from Vietnam. Zootaxa, 1860: 35–50.Ďuriš Z., Horká I., 2008. A new shrimp species of the genus Leptomenaeus Bruce, 2007 (Crustacea: Decapo-da: Pontoniinae) from Vietnam. Zootaxa, 1872: 45–58.

- 43 -

Cenným výsledkem průzkumu bylo nalezení druhu Periclimenes aqabai, který byl popsán v roce 1976 z holotypu samice, a od té doby nebyl dosud pozorován. Podařilo se mi získat nové poznatky o jeho biologii a etologii, a poprvé nalézt jedince samčího pohlaví. Po přenesení několika exemplářů do nádrží jsem zaznamenala také dosud nepopsaná larvální stádia. Na základě výsledků pozorování můžeme konstatovat, že A. aqabai je druhem žijícím 50 a více m hluboko a je obligátně vázaný na bentické medúzy kořenoústky pobřežní (Cassiopeia andromeda). Je jedním z klíčových druhů pro studium symbiózy mezi krevetami a mořskými sasankami.V současné době determinuji odebraný materiál pro potřeby hostující instituce a spolupracuji na přípravě rukopisů, které se týkají popisů nových druhů. Další z chystaných rukopisů budou obsahovat faunistický přehled krevet podčeledi Pontoniinae doplněný o literární údaje, vyhodnocení symbiotických vztahů krevet vůči hostiteli. Výsledky použiji rovněž ve své dizertační práci zaměřené na fylogenezi, evoluci symbiózy a historii šíření krevet rodu Periclimenes asociovaných s mořskými sasankami, v rámci které budou provedeny analýzy DNA a následná rekonstrukce fylogeneze dané skupiny krevet.Během stáže jsem se seznámila s aktuálními směry výzkumu ekologie a symbiotických vztahů na korálových útesech a naučila jsem se používat nové laboratorní i terénní metody. Získala jsem odborný materiál pro systematické a genetické studie. Týmová práce přispěla k prohloubení spolupráce s americkými i jordánskými partnery.


Byl vypracován přehled druhů krevet (Pontoniinae, Alpheidae) zjištěných v oblasti •Aqabského zálivu.

V současné době jsou připraveny popisy 3 druhů pro vědu neznámých a další nové •druhy jsou analyzovány.

Pro oblast Rudého moře bylo objeveno 13 nových taxonů.•Po více než třiceti letech byl pozorován druh krevet, který je znám pouze z originálního •

popisu; byly zjištěny nové údaje týkající se jeho biologie a ekologie.

- 44 -

Příprava vědecké a pedagogické spolupráce v oblasti finančních trhů

Preparation of scientific and educational cooperation in the financial markets


Řešitel projektu: Ing. Lukáš Chylík

Název výzkumné instituce: Slezská univerzita v Opavě, Obchodně podnikatelská fakulta v Karviné

Klíčová slova: finanční trhy, příprava, mezinárodní spolupráce, odborná stáž, dizertační práce.

Key words: financial markets, training, international cooperation, traineeship, doctoral thesis.

Anotace

Tento projekt je zaměřen na přípravu podkladů a návrhů na společnou tvorbu mezinárodního projektu partnerských univerzit, který by měl charakter dlouhodobější spolupráce v oblasti vědecké a pedagogické spolupráce v oblasti finančních trhů. Vědeckou činností v oblasti finančních trhů se na Slezské univerzitě v Opavě, Obchodně podnikatelské fakultě v Karviné, zabývá několik pedagogických členů katedry financí, včetně kolegů z praxe. Hlavními záměry je navázání mezinárodní spolupráce ve vědecké činnosti v oblasti finančních trhů, konkrétně s partnerskými univerzitami Anadolu University Canakkale v Turecku a později taktéž partnerskou univerzitou Canakkale Onsekiz Mart University v Turecku.Hlavními záměry připravované vědecké spolupráce jsou především zahraniční odborné stáže vybraných pedagogických spolupracovníků partnerských univerzit a studentů doktorského studia, vzájemné konzultace dosažených výsledků výzkumů a v neposlední řadě taktéž inovace anglicky vyučovaných předmětů. Veškeré tyto záměry napomůžou k větší informovanosti nejen studentů, ale taktéž i vědeckých pracovníků partnerských univerzit a tím zatraktivnění Slezské univerzity v Opavě, Obchodně podnikatelské fakulty v Karviné v zahraničí, konkrétně v Turecku.Hlavními přínosy pro navrhovatele projektu jsou získání nových kontaktů na partnerských univerzitách, společná konzultace a vědecká spolupráce v oblasti finančních trhů. Veškeré nově zjištěné vědecké poznatky napomohou navrhovateli při zpracování dizertační práce.

- 45 -

Abstract

This project is aimed at preparing a joint proposal for the creation of international project partner universities, which have long-term nature of cooperation in scientific and educational cooperation in the financial markets. At the Silesian University in Opava, School of Business in Karvina, scientific activities in the financial markets at few members of the educational department of finance, is including colleagues from practice. The main aims is to establish international cooperation in science in financial markets, particularly with partner universities, Anadolu University Canakkale in Turkey, and later also a partner Canakkale Onsekiz Mart University, Turkey.The main objectives of upcoming scientific cooperation, particularly foreign professional internships selected partner universities, teaching assistants and doctoral students, consult the results of research and innovation, not least also taught English courses. All these projects will contribute to greater awareness, not only students but also researchers and partner universities, thus attracting the Silesian University in Opava, School of Business Administration in Karvina abroad, specifically in Turkey. The main benefits for project developers are acquiring new contacts at the partner universities, joint consultation and scientific cooperation in the financial markets. All newly discovered scientific evidence will assist the applicant in the processing of the dissertation.


Počátky zahájení projektu se datují na podzim roku 2008, kdy byla navázána vzájemná komunikace s pedagogickým pracovníkem z partnerské univerzity Anadolu university Canakkale v Turecku, s panem Assoc. Prof. Dr. Ekrem Tufan, který současně vyučuje i na univerzitě Canakkale Onsekiz Mart University v Turecku. V této době vznikla myšlenka vzájemné společné spolupráce v oblasti vědy a výzkumu mezi členy katedry financí Obchodně podnikatelské fakulty v Karviné a akademickými pracovníky univerzity v Turecku. Dohodnutá vzájemná spolupráce měla mít charakter dlouhodobější spolupráce a to nejen v oblasti vědy a výzkumu, ale taktéž přednáškové činnosti pedagogických pracovníků na partnerských univerzitách, zahraniční odborné stáže pedagogických pracovníků a studentů doktorského studia a taktéž spolupráce pedagogických pracovníků s doktorandy partnerských univerzit a vzájemná konzultace a spolupráce v oblasti finančních trhů.V průběhu roku 2009 se domlouvali podmínky vzájemné společné vědecké spolupráce v oblasti finančních trhů, která získala svoji finální podobu. Již v první polovině roku 2009 se domluvily podmínky zahraniční odborné stáže pana Assoc. Prof. Dr. Ekrema Tufana na půdě Slezské univerzity v Opavě, Obchodně podnikatelské fakulty v Karviné a byly k tomu podány veškeré potřebné dokumenty a projekty na získání dostatečného množství finančních prostředků na realizaci zahraniční odborné stáže. Avizovaná zahraniční návštěva byla plánovaná na realizaci v průběhu roku 2010. Detaily zahraniční odborné stáže byly poté domluveny navrhovatelem projektu v prosinci roku 2009, při osobní návštěvě partnerské univerzity v Turecku, tj. Anadolu university

- 46 -

Canakkale v Turecku a taktéž univerzity Canakkale Onsekiz Mart University v Turecku. Tento fakt byl způsoben skutečností, že pan Assoc. Prof. Dr. Ekrem Tufan, začal působit na uvedené univerzitě a taktéž Slezská univerzita v Opavě, Obchodně podnikatelská fakulta má velice dobré zahraniční styky s partnerskou univerzitou. Zahraniční návštěva navrhovatele projektu byla realizována dle požadavků kladených Programem na Podporu Mobilit. Návštěva partnerské univerzity, ale nakonec trvala déle než 3 dny, což se ale neprojevilo v závěrečném celkovém vyúčtování, neboť navrhovateli bylo nabídnuto volné ubytování. Z těchto důvodů byly splněny veškeré podmínky kladené na využití dotace. Dalším přínosem zahraniční návštěvy navrhovatele projektu bylo domluvení společné spolupráce při tvorbě vědeckého článku s panem Assoc. Prof. Dr. Ekremem Tufanem.Na základě posledních dostupných informací, byly veškeré potřebné dokumenty a projekty pro realizaci zahraniční odborné stáže akceptovány a potvrzeny přiřazené finanční prostředky na financování uvedené stáže. Návštěva pana Assoc. Prof. Dr. Ekrema Tufana na půdě Slezské univerzity v Opavě, Obchodně podnikatelské fakulty v Karviné, je plánovaná na období září až prosinec 2010, s tím, že se uvažuje i o podání následných projektů, které by umožnili prodloužení zahraniční odborné stáže o 3 měsíce, tedy až do března roku 2011. Součástí zahraniční odborné stáže pana Assoc. Prof. Dr. Ekrema Tufana budou přednášky pro studenty Slezské univerzity, výpomoc s výukou anglicky vyučovaných předmětů na katedře financí OPF, konzultace dosažených výsledků výzkumu s kolegy katedry financí, včetně konzultací s doktorandy Slezské univerzity v Opavě, Obchodně podnikatelské fakulty v Karviné.Jelikož je navrhovatel projektu interním studentem doktorského studia na katedře financí, je pro něj vzájemná spolupráce se zahraničním vědeckým pracovníkem velice přínosná a užitečná při získávání nových vědeckých poznatků a zkušeností. Nad rámec stanovených cílů tohoto projektu byla domluvena vzájemná spolupráce při realizaci vědeckého článku na téma „Does EU membership effects IPOs?” Výsledky výzkumu budou následně prezentovány na 6. ročníku mezinárodního sympozia v květnu roku 2010 s názvem „6th International Symposium on Business Administration GLOBAL ECONOMIC CRISIS AND CHANGES“, které pořádá Slezská univerzita v Opavě, Obchodně podnikatelská fakulta v Karviné, ve spolupráci s partnerskou univerzitou Canakkale Onsekiz Mart University. Dosažené výsledky výzkumu pomohou navrhovateli projektu při návazné vědecké činnosti v dané oblasti výzkumu a nakonec taktéž napomohou při finálním zpracování dizertační práce.

Jaký byl přínos této mobility pro MSKMezi hlavní přínosy uvedeného projektu můžeme řadit několik skutečností. Tou první a zároveň nejdůležitější je navázání vzájemné mezinárodní spolupráce partnerských univerzit a jejich jednotlivých kateder, která bude mít charakter širší spolupráce v oblastech zahraničních výměnných pobytů pedagogických pracovníků, spolupráce při tvorbě vědeckých článků a inovace anglicky vyučovaných předmětů na tuzemských univerzitách. Dalším přínosem je spolupráce partnerských univerzit při pořádání mezinárodních konferencí, jako je nyní „6th International Symposium on Business Administration GLOBAL ECONOMIC CRISIS AND CHANGES“, které pořádá

- 47 -

Slezská univerzita v Opavě, Obchodně podnikatelská fakulta v Karviné, ve spolupráci s partnerskou univerzitou Canakkale Onsekiz Mart University v květnu roku 2010. Pořádané sympozium zvýší mezinárodní publikační činnosti partnerských univerzit, napomůže k navázání dalších vědeckých kontaktů a v neposlední řadě povede ke zviditelnění Slezské univerzity v Opavě a její Obchodně podnikatelské fakulty v Karviné a Moravskoslezského kraje. Uvedené sympozium navazuje na rozvinutou vzájemnou spolupráci při pořádání akcí podobného typu, kde předchozí konference se konala v měsíci říjnu roku 2009 na půdě Canakkale Onsekiz Mart University v Turecku.V rámci zahraniční návštěvy byla navázána vzájemná spolupráce s panem Assoc. Prof. Dr. Ekremem Tufanem a jeho kolegy z Canakkale Onsekiz Mart University.

Finanční rozbor

Závěrečné vyúčtování Dotace z rozpočtu MSK na základě smlouvy č. 00413/2009:




Rozpis ubytování

Ubytování Turecko 140 €


Rozpis doprava

Letenky 6.378 Kč

Doprava v ČR 1.356 Kč

Doprava v Turecku 1.462 Kč


Rozpis strava

Datum odjezdu 2.12 2009

Datum příjezdu 9.12 2009

Délka pobytu 6 dnů

Pásmo III. 360 Kč/den




Kurzy zahraničních měn dle ČNB ze dne 2. 12 2009: EURO = 25,985 Kč, TRY = 11,485 KčZ rozpočtu MSK byly poskytnuty finanční prostředky v celkové výši 32.400 Kč, celkové náklady na realizaci projektu byly 15.398 Kč, nevyčerpaný rozdíl byl vrácen zpět do rozpočtu MSK. Tento projekt byl realizován pouze z prostředků MSK. Vzhledem k omezenému uznatelnému příspěvku na stravu byly ostatní náklady na stravu hrazeny z vlastních zdrojů.

- 48 -


Nově zjištěné vědecké poznatky výzkumu, získané na základě spolupráce s panem Assoc. Prof. Dr. Ekremem Tufanem, vychází především z dosavadní vědecké činnosti navrhovatele projektu v dané oblasti a taktéž z dostupné nejnovější literatury jak v českém, tak i v anglickém jazyce. Základem pro realizaci výzkumu v dané oblasti jsou mezinárodní finanční databáze, ke kterým má navrhovatel projektu přístup na Slezské univerzitě v Opavě, Obchodně podnikatelské fakultě v Karviné. Díky této skutečnosti může být výzkumná činnost prováděna v plném a očekávaném rozsahu. Pro účely zpracování vědeckého článku v požadovaném rozsahu budou využity data týkající se:

historického vývoje HDP ve sledovaných zemích EU•historického vývoje míry inflace ve sledovaných zemích EU•historického vývoje počtu primárních emisí akcií ve sledovaných zemích EU•

Získané hodnoty těchto ukazatelů budou následně statisticky analyzovány. Na základě těchto získaných hodnot budou definovány určité vazby mezi sledovanými veličinami a vyvozeny celkové závěry výzkumu. K těmto účelům bude sloužit dostupný software, a to Microsoft Excel, E-views 5 apod.Předpokládaným výstupem výzkumu je publikace a prezentace článku na téma „Does EU membership effects IPOs?“, ve sborníku z mezinárodní konference pořádanou Slezskou univerzitou v Opavě, Obchodně podnikatelskou fakultou v Karviné s názvem: „6th International Symposium on Business Administration GLOBAL ECONOMIC CRISIS AND CHANGES“.

- 49 -

Kvantová dynamika anharmonických vibrací v nabitých klastrech helia

Quantum dynamics of anharmonic vibrations in charged helium clusters

Evidenční číslo: VAV 31/2009

Řešitel projektu: Mgr. František Karlický, Ph.D.

Název výzkumné instituce: Ostravská Univerzita v Ostravě

Klíčová slova: slabé mezimolekulové síly, atomové klastry, helium, rotace a vibrace

Key words: weak intermolecular forces, atomic clusters, helium, rotations and vibrations

Anotace

Hlavním cílem tohoto projektu je podrobné teoretické studium strukturních vlastností, stability a energetiky iontových klastru helia. V rámci projektu bylo implementováno několik kvantových metod Monte Carlo a pomocí nich počítány vlastnosti iontových klastrů helia o různých velikostech (do 30 atomů) v jejich základních stavech. Pro výpočty byly navíc použity a testovány interakční modely pro iontové klastry helia a klastry těžších vzácných plynů (v tomto projektu systémy použité na testování metod), které byly nedávno vyvinuty řešitelem a jeho spolupracovníky. Cíle projektu jsou součástí širšího badatelského záměru Katedry fyziky PřF OU v Ostravě, Ústavu fyzikální chemie J. Heyrovského AV ČR v Praze, Ústavu fyzikální chemie VŠCHT v Praze a Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes Univerzity P. Sabatiera v Toulouse. Pobytem řešitele se spolupráce jeho týmu rozšířila o špičkové pracoviště v této oblasti – Laboratoire de Modélisation et Simulation Multi Echelle Univerzity Paris-Est. Výsledky získané v rámci projektu jsou zaslány do prestižního mezinárodního časopisu a byly prezentovány přednáškou řešitele na mezinárodní konferenci. Projekt posiluje importem pokročilého „know-how“ z oblasti teoretické chemie špičkový výzkum na regionální univerzitě a v rámci kraje.

Abstract

The main goal of this project is an application of advanced quantum dynamics methods of molecular systems to weakly bounded atomic clusters. Developing and testing methods for modelling physical and chemical properties of macroscopic systems from physical principles forms a basis of long-lasting cooperation of Department of Physics of University of Ostrava, Jaroslav Heyrovsky Institute of Physical Chemistry in Prague, The Institute of Chemical Technology in Prague and Institut de Recherche sur les

- 50 -

Systèmes Atomiques et Moléculaires Complexes in Toulouse. This project contributes to this long-time period project by a study stay of the applicant, which includes developing, testing and application of methods vibrational modelling (Diffusion and Variational Monte Carlo method) to helium clusters (up to 30 atoms). The results obtained within the projects are submitted to a prestige international journal and have been presented on an international conference. Importation of the theoretical chemistry know-how via this project promotes a high-level research in Moravian-Silesian Region and in University of Ostrava.


Hlavním cílem uvedeným v přihlášce projektu základního výzkumu z oblasti chemické fyziky bylo detailní studium stability, strukturních a energetických vlastností iontových heliových klastrů. K modelování klastrů byly použity kvantové metody Monte Carlo (VMC, DMC). Velká část prací byla provedena během měsíční pracovní cesty ve Skupině teoretické chemie Univerzity Paříž Východ (Marne-la-Vallée) přímo finančně podpořené tímto projektem.Všech cílů projektu bylo dosaženo v souladu s původním plánem:

Byly vypočteny energie základních stavů malých i středních iontových klastrů helia •(Hen

+, n = 3–15) pomocí základního algoritmu metody Diffusion Monte Carlo (DMC) bez tzv. „importance sampling“.

Pomocí variační metody Monte Carlo (VMC) byly získány parametry přibližných •vlnových funkcí iontových klastrů helia (Hen

+, n = 3–30).Byly vypočteny energie základních stavů malých i středních iontových klastrů helia •

(Hen+, n = 3–30) pomocí metody Diffusion Monte Carlo (DMC) včetně „importance

sampling“.Byly získány strukturní vlastnosti vybraných velikostí zkoumaných klastrů, jako •

jsou párová a úhlová distribuční funkce, nejpravděpodobnější struktury klastrů a tzv. magická čísla, která vypovídají o stabilitě klastrů.

Byla připravena publikace a byla zaslána do prestižního impaktovaného •mezinárodního časopisu.

Výsledky celoročního projektu byly prezentovány na mezinárodních konferenci •(přednáška).


Řešením projektu došlo k posílení výzkumu na univerzitě Moravskoslezského kraje a tedy i v rámci kraje samotného. Projekt je součástí širšího záměru vybudování centra špičkového výzkumu na Katedře fyziky PřF OU. Import pokročilého „know-how“ z oblasti teoretické chemie zajistí posílení mezinárodních vazeb základního výzkumu v oblasti chemické fyziky (teoretické chemie) na regionální univerzitě.

- 51 -

Zaměření projektu nemá sice přímé aplikační výstupy, souvisí ale s bouřlivě se rozvíjející oblastí nanověd, které již konkrétní praktické aplikace mají. Metody testované a vyvíjené v projektu na modelových systémech jsou přenositelné na systémy využitelné v praxi.V rámci projektu byl připraven článek, který je v recenzním řízení prestižního mezinárodního časopisu. Výsledky byly prezentovány na mezinárodní konferenci formou přednášky a takto byl nezanedbatelně zviditelněn jak Moravskoslezský kraj, tak jeho Ostravská univerzita.

Finanční rozbor

Závěrečné vyúčtování dotace z rozpočtu:



City Résidence, Bry-sur-Marne, Paříž (1.230 €) 31.217 Kč


Letenka 2.919 Kč

Jízdné bydliště – letiště Praha 473 Kč

Hromadná doprava Paříž (91,7 €) 2.327 Kč


Hrazeno 30 dní, pásmo III, 360 Kč/den.

Pojištění 1.500 Kč 899 Kč

CELKEM 54.500 Kč 48.636 Kč



země měna kurz

EMU euro 25,38

Z rozpočtu MSK byly poskytnuty finanční prostředky v celkové výši cca 49.000 Kč. Celkové náklady na realizaci projektu byly cca 75.000 Kč, tj. cca 26.000 Kč (zejména ostatní náklady na stravu, cesta na konferenci) bylo hrazeno z jiných zdrojů.

Způsob řešení projektu

Práce na tomto projektu navázaly na minulá léta, kdy se postupně snažení řešitele a jeho spolupracovníkům ubíralo od těžších klastrů vzácných plynů s nejmenším počtem atomů (argonové: interakční model trimeru rok 2005–2006, rotačně-vibrační spektra trimeru 2006–2007) k lehkým klastrům (iontové heliové: interakční model 2006–2007, vibrační spektra trimeru 2007–2008) a klastrům o větším počtu atomů (Arn, Hen

+, n = 3-10 v roce 2008; Hen+, n = 3–30 v roce 2009). V roce 2009 v rámci tohoto

projektu byly řešitelem dopočteny energie základního stavu iontových klastrů helia do velikosti 15 atomů (Hen

+, n = 3–15). Byl použit program, který žadatel implementoval

- 52 -

v předchozím roce – metoda Diffusion Monte Carlo (DMC) bez tzv. „importance sampling“. Byly provedeny také úvahy o neklasické struktuře těchto klastrů na základě informací o vlnové funkci a o stabilitě klastrů. Společně s profesorem M. Lewerenzem ze spolupracujícího pracoviště Skupiny teoretické chemie Univerzity Paříž Východ (Marne la Vallée) byly pak pomocí variační metody Monte Carlo (VMC) odhadnuty parametry přibližných vlnových funkcí. Tyto byly poté také využity pro simulace DMC s „importance sampling,“ což je dokonalejší a rychlejší verze metody DMC (dosáhli jsme i na větší klastry; Hen

+, n = 3–30). Byly definovány strukturní parametry jako distribuční funkce vzdáleností atomů, vzdálenost atomů od těžiště klastru, úhel v iontovém jádře atd., popř. také dvojrozměrné charakteristiky. Na základě informací o kvadrátu vlnové funkce byly takové parametry vybraných velikostí zkoumaných klastrů spočteny a porovnány s klasickými předpověďmi struktur. Byla také spočtena tzv. magická čísla, která vypovídají o stabilitě klastrů a srovnána s experimentálními magickými čísly. Velká část prací byla provedena během pracovní cesty (31. 8.–30. 9. 2009) přímo finančně podpořené tímto projektem. Nenahraditelnost takové zahraniční cesty oproti práci na mateřské instituci je (kromě možnosti věnovat se výhradně vědecké práci) možnost v získávání poznatků osobně od špičkových odborníků v daných oblastech. Ve Skupině teoretické chemie Univerzity Paříž Východ (Marne la Vallée) byl hostitelem řešitele profesor Marius Lewerenz a částečně se mu věnovali také jeho milí kolegové. Na pařížské univerzitě byl také přednesen seminář Quantum dynamics of small bosonic clusters vibrations. Doufáme, že touto pracovní cestou plnou diskuzí o metodě DMC a práce na ní, se otevře širší spolupráce do dalších let. Jsme přesvědčeni, že tímto výjezdem se výrazně zkvalitnilo řešení projektu. Řešitel prezentoval výsledky práce na projektu na špičkové mezinárodní konferenci z oblasti teoretické chemie Central European Symposium on Theoretical Chemistry formou přednášky Ionized helium clusters: quantum effects. Se spolupracovníky z Katedry fyziky Ostravské univerzity se také podařilo dokončit článek „Oleksy, K., Karlický, F., Kalus, R. Modeling of HeN

+ clusters III. Dissociation energies and equilibrium structures revisited through the genetic-algorithm approach“, který je v současné době v recenzním řízení v prestižním americkém časopise The Journal of Chemical Physics a částečně zahrnuje výsledky simulací řešitele metodou DMC.

Konkrétní výstupy projektu

Pracovní pobyt řešitele na spolupracujícím pracovišti ve dnech 31. 8.–30. 9. 2009. Pracovního pobyt se uskutečnil podle plánu ve Skupině teoretické chemie (http://alpha.univmlv.fr/) Univerzity Paříž Východ (Marne la Vallée). Hostitelem byl přední odborník na kvantové metody Monte Carlo profesor Marius Lewerenz. Pro zaměstnance a studenty skupiny byl přednesen seminář Quantum dynamics of small bosonic clusters vibrations.

- 53 -

Zaslaný článek do impaktovaného časopisuOLEKSY, K., KARLICKÝ, F., KALUS, R. Modeling of HeN

+ clusters III. Dissociation energies and equilibrium structures revisited through the genetic-algorithm approach. Zasláno do The Journal of Chemical Physics. (IF2008 = 3,149; Median IF = 1,538; PHYSICS, ATOMIC, MOLECULAR & CHEMICAL). V současnosti v recenzním řízení.Příspěvek na konferenci – přednáškaKARLICKÝ, F., LEPETIT, B., PAIDAROVÁ, I., et al. Ionized helium clusters: quantum effects. Central European Symposium on Theoretical Chemistry 2009, Dobokógö, Maďarsko.

- 54 -

International Conference ISEC-5, Las Vegas

International Conference ISEC-5, Las Vegas


Řešitel projektu: Ing. Filip Khestl

Název výzkumné instituce: VŠB Ostrava, Fakulta stavební

AnotaceS pokrokem v myšlení společnosti a s postupným nástupem nových vědeckých technik objevů napříč celým spektrem oborů dochází i k vývoji na poli stavebních materiálů. Výzkum a vývoj, potažmo kvalitní výuka odborných předmětů, je v současné době možná pouze za předpokladu konfrontace s názory nejen českých, ale i zahraničních odborníků. Jednou z možností takovéto konfrontace je participování na velkých mezinárodních konferencích. Základním bodem tohoto projektu byla tedy aktivní účast na mezinárodní konferenci ISEC-5 (The Fifth International Structural Engineering and Construction Conference), zaměřené na stavební materiály a konstrukce. V rámci této konference byly předneseny formou přednášky výsledky výzkumu VŠB-TU Ostrava, katedry Stavebních hmot a hornického stavitelství, z oblasti využití druhotných a rychleobnovitelných surovin ve stavebnictví. Vědecký článek s názvem „Hemp – Rediscovered Building Raw Material“ konkrétně pojednává o technickém konopí, které v některých ohledech dokonce předčí vlastnosti dřeva. Konopí je materiál, který je využíván již odedávna k nejrůznějším účelům, stavebním nevyjímaje, ovšem s rozvojem zneužívání konopí jako drogy bylo pěstování v minulém století na dlouhou dobu zakázáno v mnoha státech. V posledních dvou desetiletích došlo k výraznému pokroku v pěstování tzv. technického konopí, tj. se zanedbatelným obsahem psychotropní látky THC. V ČR nedávno došlo dokonce k vydání zákona, kde je uvedeno, které druhy konopí a za jakých podmínek lze pěstovat pro technické účely a výzkum. Tuto skutečnost zná ale stále jen velmi málo lidí a z těch, co si konopí nepředstaví jen jako drogu, zná jen málokdo plný potenciál této rostliny. Stále existuje nepřeberné množství aplikací jak tuto rostlinu uchopit a využít ve stavebním průmyslu. Krátký abstrakt článku je součástí popisu náplně projektu.

Abstract

Nowadays, in this modern, hectic and of course global world, the main duty of not only young researchers and professors is to be in touch with recent worldwide research and development. One of the opportunities is to participate actively in The Fifth International Structural Engineering and Construction Conference, called ISEC-5, held in Las Vegas. New trends, experience and knowledge have been adopted not only

- 55 -

in our research but also in pedagogical activities. Within the conference, research work have been presented. The main aim was also to represent VSB-TU Ostrava and Moravian-Silesian Region in the global research and development.

Popis náplně mobilityHlavní náplní mobility byla účast na mezinárodní konferenci ISEC-5 (The Fifth International Structural Engineering and Construction Conference) zaměřené na stavební materiály a stavební konstrukce.Tato zavedená konference má již určitou tradici, která započala první ISEC konferencí v Honolulu na Havaji v roce 2001. Konference se pořádá ve dvouletých intervalech v různých částech světa. Tento, již pátý, ročník konference se konal ve Spojených Státech Amerických ve spolupráci s Univerzitou v Nevadě (UNLV), ve velice atraktivním prostředí Las Vegas. Konference probíhala v celkem dvanácti sekcích (Concrete and masonry Structures, Dynamic impact and earthquake engineering, Construction materials, Construction management, Construction maintenance and infrastructure, Geotechnical engineering, foundation and tunneling, Sustainability and energy conservation, Steel structures, Composite structures, Engineering economics, Bridges and special, Structures and Organizational behavior) ve dnech 21. až 27. září 2009, během nichž bylo předneseno více než 150 odborných článků odborníky z praxe, vědeckými a akademickými pracovníky z 33 států světa. Ve čtvrtek 24. září, v sekci materiálů (Construction materials), jsem v dopoledních hodinách rovněž přednesl příspěvek s názvem „Hemp – Rediscovered Building Raw Material“, který byl v následné zajímavé debatě ohodnocen velice kladně a vyvolal veliký ohlas. Součástí tohoto příspěvku je rovněž krátký obecný výtah z tohoto článku.Celkově byla konference velice přínosnou zkušeností jak z hlediska nových informací a zajímavých počinech ve vědě a výzkumu, ale i ohledně rozvoje zkušeností s prezentací a rozvojem jazykových schopností. Bohužel poněkud zamrzí fakt, že i přesto, že je tato konference velice zajímavou možností k prezentaci a diskuzi svých vědeckých prací, mnoho odborníků se spokojí pouze s publikováním ve sborníku, jež je ohodnoceno bodovým ziskem článku v databázi RIV. Bohužel toto není jen záležitost českých odborníků. Ve výčtu mnoha účastníků, kteří prezentovali na této konferenci, jsem byl jediným účastníkem nejen z České republiky, ale celé východní Evropy. Počet účastníků z celé Evropy by se dal spočítat na prstech rukou, přičemž tuto skupinku tvořili zejména němečtí studenti a profesoři a organizátor příští konference ISEC-6 v roce 2011 z Rakouska.Součástí konference v dalších dnech byl technický program, kdy jsme navštívili zajímavé stavby Las Vegas, ale zejména monstrózní přehradu Hoover Dam, která byla svého času největší přehradou na světě. Rovněž velice zajímavou stavbou je současně budovaný most přes řeku Colorado, který bude součástí budovaného obchvatu přehrady Hoover Dam. Colorado River Bridge (Mike O‘Callaghan-Pat Tillman Memorial Bridge), jež je poslední fází výstavby tohoto obchvatu, je monumentální stavbou, která ovšem velmi decentně zasahuje do celkového rázu krajiny. Velmi zajímavá fotodokumentace včetně popisu nejen tohoto mostu, ale celého obchvatu, je k dispozici na adrese: http://www.hooverdambypass.org/.

- 56 -

Zkrácený abstrakt příspěvku

Na stavební materiály, tzn. i na stavební desky, jsou kladeny stále vyšší požadavky jak z hlediska jejich užitných vlastností, jejich trvanlivosti tak i nákladů na výrobu. Jednou z možností modifikace vlastností a vylepšení parametrů stavebních materiálů je aplikace vhodných druhotných nebo alternativních surovin. Perspektivními materiály se v tomto případě jeví zejména rychle obnovitelné suroviny rostlinného původu, které jsou výhodné nejen z hlediska výroby stavebních hmot, ale jakéhokoliv jiného průmyslového využití.V tomto článku se zabýváme možností modifikace plniva cementotřískových desek aplikací rychleobnovitelných surovin. Dřevní piliny jsou v tomto případě nahrazovány technickým konopím. Velmi dobré mechanické vlastnosti technického konopí z něj činí perspektivní surovinu při výrobě stavebních hmot.Technické konopí (Cannabis sativa) je teplomilná jednoletá rostlina, která je známa spíše pod názvem konopí. Dorůstá do výšky 3–4 m, listy se rozbíhají do 3–9 úzkých výběžků o délce 7–15 cm. Stonky jsou pevné, vnitřní kůra je vláknitá. Původně konopí pochází z Asie, ale nyní se pěstuje na celém světě. Konopí se stalo během posledních let notoricky známé zejména z důvodu obsahu THC. Ve skutečnosti existuje mnoho rozličných druhů s velkým množstvím způsobů použití v různých odvětvích průmyslu. Technické konopí obsahuje maximálně 0,3% psychotropní látky THC, proto je tato rostlina vynikající alternativou dřeva pro stavební materiály, navíc v některých svých vlastnostech dřevo dokonce předčí.Článek je rozdělen v podstatě na tři celky. Prvním celkem je souhrnné pojednání o konopí, včetně jeho využití ve stavebním průmyslu. V druhé části se jedná zejména o možnost využití technického v cementem pojených materiálech, načež následuje výroba cementokonopných desek a jejich srovnání s již vyráběným komerčním výrobkem – cementotřískové desky CETRIS. Článek je ukončen celkovým zhodnocením využití technického konopí v cementem pojených stavebních deskách.

Obrázek 1. Továrně vyrobené cementokonopné desky – vlevo v čerstvém stavu, vpravo již finálně upravený výrobek.

- 57 -

V následující tabulce je uvedeno srovnání finálních cementokonopných desek s normovými parametry a průměrnými hodnotami cementotřískových desek CETRIS.

Tabulka fyzikálně mechanických parametrů cementokonopných desek a jejich srovnání

Parametr Cementokonopné desky

Průměrné hodnoty CETRIS desek

Normové hodnoty

ČSN EN 634-2

Objemová hmotnost [kg/m3] 1.285 1.350 min. 1.000

Pevnost v ohybu [N/mm2] 11,9 11,5 min. 9,0

Modul pružnosti [N/mm2] 7.336 6.800 min. 4.500


Je všeobecně známo, že každý vědecký pracovník musí stále nabývat nové a nové vědomosti, které dále může zužitkovat nejen ke svému sebezdokonalování a jeho dalšímu vědeckého posunu, ale zejména je doslova nutností tyto informace předávat dále při vzdělávání studentů. Velmi významným faktorem, který také hraje roli, je systém přidělování finančních prostředků jednotlivým fakultám a katedrám, což se právě z části děje také pomocí jejich aktivity nejen pedagogické, ale také vědeckovýzkumné a publikační. Přínosem tohoto projektu je tedy zejména umožnění prezentace vědeckého článku na mezinárodní zahraniční vědecké konferenci. Takto dochází nejen ke zviditelnění VŠB-TU Ostrava, Fakulty stavební a katedry Stavebních hmot a hornického stavitelství, ale rovněž i Moravskoslezského kraje. Vzhledem k tomu, že jsem byl jediným účastníkem z České republiky, ale i z Východní Evropy, tato skutečnost nabývá dále na významu.Shrneme-li jednotlivé informace do následujících bodů, pak dostaneme seznam přínosů projektu nejen pro navrhovatele, ale i pro VŠB-TUO, respektive Moravskoslezský kraj:

Novinky z celosvětového dění, nové trendy ve stavebním průmyslu•Propagace výsledků vědeckovýzkumných aktivit a zpětná vazba•Zkvalitnění výuky studentů•Nabytí nových jazykových a vědecko-technických zkušeností•Rozvoj obecného povědomí a reprezentace školy a kraje v zahraničí •

- 58 -

Finanční rozbor

Závěrečné vyúčtování Dotace z rozpočtu MSK: (dotace poskytnuta na základě smlouvy č. 00213



Ubytování 24. 000 Kč 24.058 Kč

Rozpis ubytování

ubytování Las Vegas 19. 9.–2. 10/12 nocí 24.058 Kč


Rozpis doprava

doprava Ostrava-Praha 876 Kč

zpáteční letenka Praha-Las Vegas 29.526 Kč


Rozpis strava



Délka pobytu 12 dní


Pojištění 800 Kč 3.120 Kč

CELKEM 83.100 Kč 81.438 Kč


Z rozpočtu MSK byly poskytnuty finanční prostředky v celkové výši 83.100 Kč a celkové náklady na realizaci projektu byly 81.438 Kč. Nevyčerpaný rozdíl byl vrácen zpět do rozpočtu MSK. Tento projekt byl realizován pouze z prostředků MSK. Vzhledem k omezenému uznatelnému příspěvku na stravu a cestovné (doprava na místě) byly ostatní náklady hrazeny z vlastních zdrojů.

- 59 -

Orbitální rezonanční model v bránových prostoročasech

Orbital resonance model in braneworld spacetimes


Řešitel projektu: Mgr. Ing. Andrea Kotrlová

Název výzkumné instituce: Ústav fyziky, Filozoficko-přírodovědecká fakulta, Slezská univerzita v Opavě

Klíčová slova: Mezinárodní konference; relativistická astrofyzika; černé díry; neutronové hvězdy; akreční disky; bránové modely vesmíru; kvaziperiodické oscilace v rentgenovém záření

Keywords: International conference; relativistic astrophysics; black holes; neutron stars; accretion disks; braneworld models; X-ray variability, QPOs

Anotace

Cílem projektu byla prezentace výsledků výzkumu řešitelky a jejích spolupracovníků z Ústavu fyziky FPF SU v Opavě v oblasti relativistické astrofyziky na mezinárodní konferenci IAU XXVII General Assembly, která se konala v Riu de Janeiru v Brazílii ve dnech 3.–14. 8. 2009. Valné shromáždění Mezinárodní astronomické unie (IAU), organizované každé tři roky, je prestižní mezinárodní konferencí, které se účastní špičky světové vědy. Výsledky výzkumu kvaziperiodických oscilací (QPOs) v rentgenovém záření akrečních disků kolem kompaktních objektů (neutronových hvězd a černých děr) v nyní vysoce aktuálním a hojně diskutovaném bránovém modelu vesmíru byly prezentovány formou posteru. Účast na konferenci seznámila řešitelku s dosud nepublikovanými vědeckými pracemi a aktuálním stavem výzkumu v oblastech klíčových pro její vědecký růst. Došlo také k zviditelnění Ústavu fyziky FPF SU v Opavě, jakožto významné vědecko-vzdělávací instituce Moravskoslezského kraje, v mezinárodním měřítku.

Abstract

The aim of this project is to participate in the international conference IAU XXVII General Assembly in Rio de Janeiro, Brazil, in August 3.–14. 2009, and to present new results of the research on quasiperiodic oscillations (QPOs) in X-ray spectra of compact objects (neutron stars and black holes) in braneworld universe. The considered research was done by the applicant and her co-workers at the Institute of Physics, Faculty of Philosophy and Science, Silesian University in Opava. The General Assembly of the International Astronomical Union (IAU), which meets every three years, is one of the most prestigious meetings of the professional astronomers and astrophysicists from all over the world. It is a unique opportunity to acquire new knowledge and learn about the present state of science, to meet and discuss the research topics with experts, and to

- 60 -

arrange new contacts and international cooperation. The inclusion of the applicant‘s presentation into the conference scientific programme is the international appreciation of results of applicant‘s research work and it also highlights Czech science and the Institute of Physics at the Silesian University in Opava as the important scientific and academic institution of the Moravian-Silesian Region at the international level.


Projekt byl zahájen zpracováním výsledků dlouhodobé vědecké práce v oblasti výzkumu kvaziperiodických oscilací (QPOs) v rentgenovém záření akrečních disků v poli kompaktních objektů (neutronových hvězd a černých děr) v bránovém modelu vesmíru, s cílem jejich prezentace na mezinárodní konferenci IAU XXVII General Assembly, která se konala v Riu de Janeiru v Brazílii ve dnech 3.–14. 8. 2009.Mezinárodní astronomická unie (International Astronomical Union, IAU) je mezinárodní vědeckou společností, která sdružuje téměř deset tisíc profesionálních astronomů z celého světa. Je největším odborným orgánem astronomů na světě, má 65 členských zemí včetně ČR. Valné shromáždění Mezinárodní astronomické unie (IAU General Assembly) je prestižní mezinárodní vědecká konference organizovaná každé tři roky. Podmínkou účasti na této konferenci pro ty zájemce, kteří nejsou členy IAU, bylo zaslání zvacího dopisu, o jehož vydání musela řešitelka požádat Český národní komitét astronomický (ČNKA), který je oficiálním představitelem členství České republiky v IAU a jehož zřizovatelem je Akademie věd ČR.Na programu dvoutýdenní konference (www.astronomy2009.com.br/) byly 4 zvané přednášky, 6 symposií, 16 diskusních setkání, 10 specializovaných tématických zasedání, setkání mladých astronomů, setkání žen-astronomek a řada dalších jednání jednotlivých divizí a komisí IAU. Kongres se dotkl většiny aktuálních otázek astronomie, astrofyziky a přilehlých oborů. Špičkoví odborníci z členských zemí IAU hodnotili astronomické objevy v uplynulých třech letech a dojednávali pokračování mezinárodní spolupráce.Jedno z 16ti diskusních setkání Joint Discussion JD3: „Neutron Stars, Timing in Extreme Environments“ bylo zaměřeno na studium neutronových hvězd, rentgenových pulsarů a magnetarů a na problematiku kvaziperiodických oscilací akrečních disků, které jsou hlavní náplní výzkumu řešitelky během doktorského studia na Ústavu fyziky FPF SU v Opavě. Zvolené téma pro prezentaci v této sekci „Quasiperiodic oscillations in a strong gravitational field around neutron stars testing braneworld models“ spolu se zaslaným abstraktem bylo organizačním výborem přijato a zařazeno do programu konference jako poster. Byla vypracována prezentace, v níž řešitelka představila hlavní výsledky výzkumu, které již byly publikovány v impaktovaných časopisech, stejně jako nejnovější, dosud nepublikované závěry.Účast na konferenci byla velmi přínosnou jak z hlediska projednávaných témat a získáním nových poznatků, tak i navázáním nových kontaktů a konzultací řešeného tématu s předními světovými odborníky.

- 61 -


Hlavním přínosem projektu pro MSK je zviditelnění a propagace Ústavu fyziky, Slezské univerzity a potažmo i celého Moravskoslezského kraje v mezinárodním měřítku na prestižní mezinárodní vědecké konferenci, které se účastnilo více než 2 000 odborníků z celého světa. Několik účastníků konference bylo pozváno na každoroční workshop „RAGtime“, který pořádá Ústav fyziky FPF SU v Opavě.

Finanční rozbor

Závěrečné vyúčtování Dotace z rozpočtu MSK: (dotace poskytnuta na základě smlouvy č. 00216/2009/ŠMS)

Účel platby Poskytnutá dotace

Čerpáno Skutečné náklady

Účastnický poplatek 3.000 Kč 0 Kč 2.899 Kč

Ubytování 28.000 Kč 21.961 Kč 25.704 Kč

Copacabana Rio Hotel

Doprava 34.200 Kč 47.839 Kč 47.839 Kč

Zpáteční letenka Praha – Rio de Janeiro 47.027 Kč

vlak Ostrava Svinov – Praha letiště a zpět 812 Kč

Příspěvek na stravu 4.600 Kč 0 Kč 5.400 Kč

Datum odjezdu z ČR: 31. 7. 2009

Datum příjezdu do Ria de Janeira: 1. 8. 2009

Datum odjezdu z Ria de Janeira: 15. 8. 2009

Datum příjezdu do ČR: 16. 8. 2009

Délka pobytu: 17 dní (nárok na stravu za 15 dní)

Pásmo III., 360 Kč/den

Pojištění 200 Kč 200 Kč 200 Kč

CELKEM (po zaokrouhlení) 70.000 Kč 70.000 Kč 82.042 Kč

Rozdíl 12.042 Kč


1 BRL 9,663 Kč

1 USD 18,084 Kč

Z rozpočtu MSK byly poskytnuty finanční prostředky v celkové výši 70.000 Kč, celkové skutečné náklady na realizaci projektu byly 82.042 Kč. Skutečné náklady byly tedy vyšší o 12.042 Kč než byla přidělená výše dotace. Příčinou navýšení byly zejména vyšší náklady na dopravu v důsledku loňského růstu cen letenek způsobeného finanční krizí. Dále bylo nutné vzhledem k poměrně omezené nabídce levnějších leteckých spojů do místa konání konference zvolit jiné datum odletu a příletu než původně předpokládané, celková délka pobytu se tak prodloužila o dva dny, z 15ti na 17 dní (resp. z 13-ti na 15 dní, pokud je uvažována jen doba, po kterou může být uznán příspěvek na stravu).

- 62 -

Náklady na ubytování byly nižší než přidělená částka. Náklady nad rámec přidělené částky 70.000 Kč (tj. stravné, účastnický poplatek a částečně ubytování) byly uhrazeny z prostředků Ústavu fyziky FPF SU v Opavě (z grantu VZ MSM 4781305903).


Hlavní náplní výzkumu řešitelky je především studium orbitálních rezonančních modelů kvaziperiodických oscilací (QPOs) v rentgenovém záření akrečních disků kolem černých děr a neutronových hvězd v nyní vysoce aktuálním a hojně diskutovaném bránovém modelu vesmíru. Několik mikrokvasarů a málo hmotných rentgenových dvojných systémů s neutronovou hvězdou vykazuje jak chaotickou, tak kvaziperiodickou proměnnost v naměřených rentgenovských tocích. Některé z kvaziperiodických oscilací leží v rozsahu kHz a často se objevují v párech, ve formě dvojitého píku ve Fourierově spektru. Vznikají pravděpodobně v důsledku rezonance mezi oscilačními módy akrečního disku a vykazují shlukování frekvenčního poměru horní a dolní frekvence QPO v blízkosti poměru malých celých čísel. Právě na tuto problematiku je zaměřena podstatná část výzkumu Ústavu fyziky na Slezské univerzitě v Opavě. V této oblasti dosáhl Ústav fyziky velkého světového ohlasu a zařadil se k mezinárodně uznávaným vědeckým pracovištím a významným výzkumným centrům Moravskoslezského kraje i celé České republiky.Podle bránového modelu je náš trojrozměrný vesmír tzv. trojbránou ve čtyřrozměrném prostoročase s nekonečnou čtvrtou dodatečnou dimenzí. Vliv přídavné dimenze lze popsat jediným parametrem, tzv. přílivovým nábojem. Byla zkoumána role přílivového náboje v orbitálním rezonančním modelu vysokofrekvenčních kvaziperiodických oscilací pozorovaných v binárních systémech s neutronovou hvězdou. Silné gravitační pole neutronových hvězd v bránovém modelu vesmíru může být popsáno sféricky symetrickými řešeními s vnější metrikou bránových hvězd Reissnerova-Nordströmova typu obsahující bránový přílivový náboj reprezentující přílivový efekt „bulkového“ prostoročasu na hvězdnou strukturu. Bylo ukázáno, jak může existence přílivového náboje ovlivnit porovnávání observačních dat s předpověďmi orbitálního rezonančního modelu, uvažován byl především model relativistické precese. Výsledky v principu umožní nalézt z observačních údajů omezení na velikost přílivového náboje, tedy i vliv zatím hypotetické přídavné dimenze na pozorovatelné fyzikální procesy. Dále byly diskutovány orbitální keplerovské frekvence a radiální i vertikální epicyklické frekvence ekvatoriálního kvazikruhového geodetického pohybu a jejich radiální profily.Konkrétní výsledky výzkumu, na kterém řešitelka pracuje spolu se svými kolegy z Ústavu fyziky FPF SU v Opavě pod vedením prof. RNDr. Zdeňka Stuchlíka, CSc., byly již publikovány v několika mezinárodních vědeckých časopisech. Seznam odborných publikací a jejich elektronické verze (včetně posteru prezentovaného na konferenci) jsou dostupné ke stažení na webové stránce Ústavu fyziky FPF SU v Opavě http://www.physics.cz/

- 63 -

Paralelní textový korpus

Parallel text corpus


Řešitel projektu: Dr. phil. Veronika Kotůlková

Název výzkumné instituce: Slezská univerzita v Opavě

Klíčová slova v českém jazyce: korpusová lingvistika, paralelní korpus, kontrastivní lingvistika

Klíčová slova v anglickém jazyce: corpus linguistics, parallel corpus, contrastive linguistics

Anotace

Tento projekt se zabývá prezentací výsledků mezinárodní spolupráce mezi Oddělením germanistiky Ústavu cizích jazyků Slezské univerzity v Opavě a Katedrou německého jazyka na partnerské univerzitě ve Würzburgu (SRN). Díky této spolupráci vzniká česko-německý paralelní korpus, který tvoří bohatý zdroj autentického materiálu pro kontrastivní jazykovědná bádání. Tento česko-německý paralelní korpus bude prezentován v angličtině na mezinárodní vědecké konferenci „The fifth Corpus Linguistics Conference“, která se koná v městě Liverpool ve Velké Británii. V popisu projektu je uveden text prezentace (posteru), která bude na konferenci představena.Dalším, neméně důležitým cílem projektu je seznámit se blíže s komputační lingvistikou a získat hlubší znalosti a dovednosti na poli vytváření kontrastivních korpusových textů. Na základě takto nabitých znalostí a zkušeností lze efektivněji pracovat na rozšiřování dosavadního česko-německého paralelního korpusu pro získání nových výsledků výzkumu v morfosyntaktické oblasti.

Abstract

This project is intended to present the results of the cooperation between The Institute of Foreign Languages of Silesian University in Opava and The Department of German studies at the University Würzburg (Germany). Thank to this cooperation a Czech-German parallel corpus has been created. The main objectives of this projects are to take part in “The fifth Corpus Linguistics Conference” in Liverpool (Great Britain), to get new knowledge in the field of computational linguistics and to learn about the new trends in creating text corpus and to use this knowledge to enlarge the corpus with English texts, which enables new research in morphological fields.

- 64 -


Projekt byl zahájen přípravou prezentace česko-německého paralelního korpusu, který vzniká na Oddělení germanistiky Slezské univerzity v Opavě. Příspěvek byl prezentován formou posteru na mezinárodní konferenci “The fifth Corpus Linguistics Conference”, kterou pořádala University of Liverpool ve Velké Británii. V závěru tohoto příspěvku je vložen prezentovaný poster.Po představení česko-německého paralelního korpusu následovala poměrně rozsáhlá diskuze o přednesené problematice. Zájem vyvolal zejména mezi účastníky z Německa a Švýcarska. Diskutovány byly především technické problémy při sestavování vícejazyčných korpusů a software vhodný pro tuto práci. Během diskuse s korpusovými lingvisty z anglicky mluvících zemí byla také zmíněna idea rozšíření stávajícího česko-německého paralelního korpusu o anglické texty.První den konference jsem se dopoledne zúčastnila workshopu „Using Parallel Corpora for Language Analysis and Language Teaching“ (Využití paralelních korpusu pro jazykovědné studie a ve výuce jazyků). Workshop vedl Michael Barlow z Nového Zélandu, který představil svůj software ParaConc sloužící k vyvaření konkordancí textů. Všichni účastníci workshopu měli možnost vyzkoušet si program v praxi na konkrétních příkladech a v následné diskusi zhodnotit přednosti a nedostatky tohoto softwaru pro konkrétní bilinguální či multilinguální projekty.Odpoledne následovalo kolokvium s názvem „Beyond corpus construction: exploitation and maintenance of parallel corpora“ (Pozadí výstavby korpusů: využití a údržba paralelních korpusů) vedenou specialistou na strojové překlady Oliverem Čulou z univerzity Saarland. V rámci kolokvia bylo předneseno několik krátkých příspěvků, které vyvolaly živou diskusi. Ke stěžejním tématům patřila otázka zefektivnění spolupráce mezi jazykovědci a počítačovými techniky, zajištění kvality ukládaných korpusových dat a možnosti uchování paralelních korpusů pro budoucí generace.Druhý den konferenci zahájil svou plenární přednáškou specialista na aplikovanou lingvistiku, prof. Douglas Biber z Northern Arizona University. Následovalo jednání v deseti paralelních sekcích: Corpus compilation (výstavba korpusu); Dictionaries, Terminology (slovníky a terminologie); Tools, Software (nástroje a software); Applications (aplikace); Grammar, Syntax, Morphology (gramatika, syntax, morfologie); Contrastive corpus linguistics (kontrastivní korpusová lingvistika); Learning, Teaching (Učení se a výuka); Specialised Corpora (specializované korpusy); Translation (překlad); Discourse Studies (studie diskurzu).Plenární přednášky a jednání v sekcích pokračovala i další dny a byla ukončena ve čtvrtek 23. 7. v odpoledních hodinách společným zhodnocením přínosu konference pro další rozvoj korpusové lingvistiky.


Jako přínos tohoto projektu uvádím prezentaci výsledků mezinárodní spolupráce mezi Oddělením germanistiky Ústavu cizích jazyků Slezské univerzity v Opavě a Katedrou německého jazyka na partnerské univerzitě ve Würzburgu (SRN) na mezinárodní

- 65 -

vědecké konferenci. Obě zmíněné instituce vytvářejí německo-český kontrastivní korpus a předávají si tak zkušenosti o metodologii výstavby a práce s jazykovým korpusem, stejně jako o schopnosti korpusová data účelně interpretovat a získané poznatky aplikovat v různých oblastech bádání.Pracovníci Ústavu cizích jazyků v Opavě, který má mimo jiné oprávnění konat doktorské studium v oboru Korpusová lingvistika se zaměřením na konkrétní jazykovou skupinu (angličtina, němčina), se již několik let intenzivně věnují vytváření česko-německého paralelního korpusu. Jde zde o srovnání dvou nebo více jazyků na základě překladů. Tyto korpusy bývají tvořeny jak originálními texty, tak jejich transláty. Vytváření těchto paralelních korpusů nabývá v posledních letech nebývalých rozměrů. Výzkumy založené na práci s korpusy tohoto typu dokazují větší různorodost cizojazyčných ekvivalentů, než byla zmapována dosud. Nabízí se zde tedy vize značného obohacení již existujících dvojjazyčných slovníků. Zároveň lze paralelní korpusy velmi dobře uplatnit při výuce budoucích překladatelů. V současné době korpus sestává ze čtyř románů (dva německé originály a jejich transláty do češtiny a dva české originály s jejich transláty). Hlavními směry vědecké činnosti kmenových pracovníků Oddělení germanistiky Ústavu cizích jazyků jsou srovnávací analýzy češtiny a němčiny z hlediska nových interdisciplinárních přístupů k řešení dané problematiky. Tento výzkum vychází zcela z hlavních zásad korpusové lingvistiky představující v současné době jednu z nejefektivnějších metod zpracování jazykových dat a jejich interpretace. Prezentací tohoto projektu na mezinárodní konferenci tak dochází ke zviditelnění a propagaci jednoho z vědeckých pracovišť Slezské univerzity v Opavě a Moravskoslezského kraje. Na mezinárodní konferenci v Liverpoolu byly také navázány kontakty s předními odborníky na řešenou problematiku, především z Německa a Švýcarska. Vzhledem k faktu, že Ústav cizích jazyků Slezské univerzity v Opavě plánuje v nejbližších letech rozšíření paralelního korpusu o anglické texty, je velkým přínosem účasti na této konferenci možnost odborných rozhovorů k tématu s předními odborníky, např. Mike Scott z University of Liverpool nebo Joybrato Mukherjee z University of Gießen a navázání kontaktů s potencionálními partnery z Velké Británie pro další rozvoj paralelního korpusu. Tato textová základna slouží jak vědeckým pracovníkům Ústavu cizích jazyků jako zdroj materiálu pro vědecká bádání, tak posluchačům bakalářských a magisterských studijních oborů, kteří jazykový korpus využívají pro své závěrečné práce. Účast na mezinárodní konferenci ke korpusové lingvistice byla proto velmi přínosná pro další rozvoj aktivit Ústavu cizích jazyků a následné předání získaných poznatků dalším pracovištím v Moravskoslezském kraji (např. Katedra germanistiky Ostravské univerzity), která se kontrastivními jazykovědnými studiemi rovněž zabývají.

- 66 -

Finanční rozbor

Závěrečné vyúčtování Dotace z rozpočtu MSK: (dotace poskytnuta na základě smlouvy č. VaV 04/2009)




Rozpis ubytování

Ubytování v hotelu se snídaní, cena za noc 60 GBP

Celková cena ubytování za 5 nocí 300 GBP


Rozpis doprava

Zpáteční letenka Praha – Liverpool 7.016 Kč

Zpáteční doprava Opava – Praha 926 Kč


Rozpis strava



Délka pobytu 4 dny

Pásmo II. 420 Kč/den (odečteno 105 Kč/den za snídani, jejíž cena je již obsažena v ubytování)





1 GBP 29,97 Kč

Z rozpočtu MSK byly poskytnuty finanční prostředky v celkové výši 34.000 Kč, celkové náklady na realizaci projektu byly 28.499 Kč, nevyčerpaný rozdíl byl vrácen zpět do rozpočtu MSK. Tento projekt byl realizován pouze z prostředků MSK. Vzhledem k omezenému uznatelnému příspěvku na stravu, byly ostatní náklady na stravu hrazeny z vlastních zdrojů.

- 67 -

Poster prezentovaný na mezinárodní konferenci o korpusové lingvistice “The fifth Corpus Linguistics Conference” v Liverpoolu ve Velké Británii.

- 68 -

Pseudo-newtonovské studium vlivu kosmologické konstanty na astrofyzikální procesy

Pseudo-Newtonian study of cosmological constant influence on astrophysical processes


Řešitel projektu: RNDr. Jiří Kovář, Ph.D.


Anotace

Předkládaný projekt je zaměřen na prezentaci výsledků výzkumu navrhovatele a jeho spolupracovníků z Ústavu fyziky FPF SLU v Opavě v oblasti relativistické fyziky a astrofyziky na mezinárodní vědecké konferenci „5th Australasian Conference on General Relativity and Gravitation“. Účelem projektu je kromě cílů v odborné rovině i propagace Slezské univerzity jako významné vědecko-vzdělávací instituce Moravskoslezského kraje.Z odborného hlediska se projekt zabývá vlivem kosmologické konstanty na procesy probíhající v silných gravitačních polích kompaktních objektů (černých děr). Ke studiu těchto problémů je použit pseudo-newtonovský přístup, založený na definici gravitačního potenciálu pro prostoročasy s nenulovou kosmologickou konstantou. V případě studovaných problémů, týkajících se geodetického pohybu testovacích částic a rovnovážných konfigurací dokonalé tekutiny, se ukazuje, že rozdíly mezi takto získanými výsledky a výsledky obecně-relativistickými lze považovat za zanedbatelné. Zejména dobrá shoda ve výpočtu hmotností, průběhů hustotních profilů a teplot toroidálních rovnovážných konfigurací dokonalé tekutiny naznačují, že výsledky pseudo-newtonovského přístupu budou relevantní i v případě studia odtoků hmoty z tlustého akrečního disku kolem kompaktního objektu. V rámci obecné teorie relativity tento problém nebyl ještě vyřešený.

Abstract

Presented project is focused on a presentation of the research in the field of relativistic physics and astrophysics within the international scientific conference “5th Australasian Conference on General Relativity and Gravitation”, whereas the considered research was done by the applicant and his co-workers from the Institute of Physics, Faculty of Philosophy and Science, Silesian University in Opava. Besides scientific purposes, the reason of this project is to highlight the Silesian University as the important scientific and academic institution of the Moravian-Silesian Region.

- 69 -

From the scientific point of view, the project concerns studies of an influence of the cosmological constant on processes in strong gravitational fields of compact objects (black holes). In order to study the processes, the pseudo-Newtonian approach is applied. It is based on the special gravitational potential definition for the spacetimes with a non-zero cosmological constant. In the case of problems, such as geodesic motion of test particles and equilibrium configuration of perfect fluid tori, the differences between the pseudo-Newtonian and general- relativistic results turn out to be negligible. Especially, the good agreement in the evaulation of mass, density profiles and temperature of the the toroidal equilibrium configurations of perfect fluid suggest that the results of the pseudo-Newtonian study of the matter outflow from an accretion disc surrounding a compact object can be relevant. Within General theory of relativity, this problem has not been solved yet.


Projekt „Pseudo-newtonovské studium vlivu kosmologické konstanty na astrofyzikální procesy“ byl realizován ve třech fázích.V první fázi bylo nutné zpracovat výsledky týkající se výše uvedeného problému a připravit vhodnou ústní prezentaci. Ta byla připravena způsobem takovým, který umožňoval představit ty nejpodstatnější, s tématem související, výsledky výzkumu pracovní skupiny Ústavu fyziky FPF SLU v Opavě ve složení: Prof. RNDr. Zdeněk Stuchlík, CSc., RNDr. Petr Slaný, Ph.D. a RNDr. Jiří Kovář, Ph.D., za posledních několik let, stejně jako nejnovější, dosud nepublikované závěry. Druhá fáze projektu se týkala přímo prezentace v rámci mezinárodní konference „5th Australasian Conference on General Relativity and Gravitation“, konající se ve dnech 15.–18. prosince 2009 ve městě Christchurch, na Novém Zélandu. Vzhledem k počtu účastníků (cca. 50) je možné jistě tuto konferenci zařadit ke konferencím menším. Svým způsobem jsou prezentace na těchto konferencích efektivnější než na konferencích větších, neboť zde nebývá zvykem pořádat paralelní sekce, na kterých bývá účast většinou kolem 30 posluchačů. Je možné tvrdit, že příspěvek vzbudil u publika zájem, soudě podle diskuse následující po přednášce. Vznesené dotazy se týkaly jednak pozorování vlivu kosmologické konstanty a také konfigurací dokonalé tekutiny ve studovaných Kerrových-de Sitterových prostoročasech. Přednáška také vzbudila i poměrně velký zájem o některé naše publikované práce v zahraničních časopisech.


Za hlavní přínos projektu pro MSK lze považovat prezentaci Slezské univerzity jakožto významného vědecko-vzdělávacího centra Moravskoslezského kraje. Mimo implicitní prezentaci ve formě výsledků a práce samotné byla Slezská univerzita a Moravskoslezský kraj v několika minutách stručně představeny v úvodu přednášky. Účastníci konference byli také pozváni na menší mezinárodní konferenci „RAGtime“,

- 70 -

kterou každý rok pořádá Ústav fyziky, FPF SLU v Opavě, jejíž jedenáctý ročník proběhl v září 2009. Poměrně velký zájem o práci naší astrofyzikální skupiny Ústavu fyziky FPF SU v Opavě projevil a pozvání přijal prof. Lev Titarchuk, z George Mason University, Laboratory for High Energy Astrophysics, Goddard Space Flight Center, NASA.

Finanční rozbor

Závěrečné vyúčtování dotace z rozpočtu MSK: (dotace poskytnuta na základě smlouvy č. 00317/2009/ŠMS)




Pavilions Hotel, Christchurch – 940 NZD


Letenky:

Praha – Melbourne, Christchurch – Praha

38.931 Kč

Letenka: Melbourne – Christchurch 3.772 Kč

Storno poplatek za zpáteční letenku: Praha – Havana

5.883 Kč

Jízdné: Olomouc-Praha a zpět 1.020 Kč

Místní přeprava: Praha (nádraží – letiště a zpět) 100 Kč

Místní přeprava: Melbourne (letiště – hostel a zpět) 2x16 AUD

512 Kč

Místní přeprava: Christchurch (letiště - hotel a zpět) 10 + 7.5 NZD

222 Kč


datum odjezdu z ČR: 10. 12. 2009

datum příjezdu do Christchurche: 14. 12. 2009

datum odjezdu z Christchurche: 21. 12. 2009

délka pobytu: 8 dní

nárok na stravu za 6 dní (pásmo III., 360 Kč/den)




Pro přepočet zahraničních měn byl použit kurz dle ČNB ze dne 10. 12. 2009

1 NZD 1 AUD

12.711 CZK 16.004 CZK

Přibližně měsíc po počátku realizace projektu (1. 3. 2009) došlo v důsledku rychlého nástupu viru tzv. „prasečí chřipky“ ke zrušení konference „4th International Meeting

- 71 -

on Gravitation and Cosmology“, která se měla konat ve dnech 1.–5. 6. 2009 na Kubě, kam jsem měl podle původního projektu namířeno. V souladu s rozhodnutím MSK mi bylo umožněno změnit konferenci na „5th Australasian Conference on General Relativity and Gravitation“, konanou na Novém Zélandu, přičemž celkové náklady na realizaci projektu musely zůstat zachovány. V důsledku nutnosti zrušení již zakoupené letenky na Kubu, zaplacení storno poplatku a zakoupení letenek jiných, dále potom zajištění nového ubytování a zaplacení jiného konferenčního poplatku než bylo původně při sepisování žádosti předpokládáno, nebyly finanční prostředky čerpány přesně podle původního záměru. Celková čerpaná částka však nepřesáhla původní rozpočet.Vzhledem k velké vzdálenosti místa konání konference a termínu konaní konference (před vánočními svátky), nebylo možné najít vhodný přímý letecký spoj. Cesta byla nejen časově velmi náročná, ale vyžadovala také jednodenní zastávku s noclehem a přestupem v Melbourne v Austrálii. Dále potom, vzhledem k omezenému uznatelnému příspěvku na stravu, byly náklady na stravu v průběhu několikadenní cesty tam a zpět hrazeny z vlastních zdrojů, stejně jako zdravotní pojištění, které mám vlastní. Celkem tak bylo z poskytnuté dotace 69.500 Kč čerpáno pouze 69.251 Kč, přičemž rozdíl 249 Kč byl vrácen do rozpočtu kraje.

Stručný úvod do problematiky přednášené práce a stěžejní výsledky výzkumu

Kosmologická konstanta je „konstanta“ vyskytující se v Einsteinových rovnicích, jejichž řešení popisují geometrie prostoročasů kolem hmotných objektů. Mezi „užitečná“ řešení těchto rovnic patří například Schwarzschildovo a Kerrovo řešení, popisující prostoročas v okolí kompaktních objektů jako jsou černé díry a nahé singularity, ale i obyčejné hvězdy či planety. Za další důležité řešení Einsteinových rovnic lze považovat i Friedmannovo řešení, popisující vývoj vesmíru jako celku, závisející na hodnotě kosmologické konstanty. Platí, že pro různé hodnoty kosmologické konstanty můžeme získat kvalitativně zcela odlišná chování našeho vesmíru (rozpínající se či kolabující vesmír).Měření z posledních několika let poukazují na kladné hodnoty kosmologické konstanty, což v důsledku znamená, že kosmologická konstanta má repulsivní (odpudivé) účinky a „působí“ proti gravitaci. V poslední době se také začal diskutovat i astrofyzikální význam kosmologické konstanty. Tedy to, jak se konstanta projevuje při „běžných“ fyzikálních procesech například v okolí černých děr. Zkoumání takového problému patří k oblastem zájmu i na Ústavu fyziky FPF SLU, kde již na toto téma bylo sepsáno několik odborných prací. Stručně řečeno, zkoumají se zde astrofyzikální procesy probíhající v Kerrově či Schwarzschildově geometrii (popisující „čisté“ prostoročasy kolem černých děr bez vlivu kosmologické konstanty) a procesy probíhající v Kerrově-de Sitterově či Schwarzschildově-de Sitterově geometrii (popisující prostoročasy s vlivem kosmologické konstanty).Výzkum je možné rozdělit na studium pohybu obyčejných testovacích částic, zkoumání pohybu testovacích částic se spinem a na studium pohybu částic tvořících dokonalou tekutinu. Srovnáním výsledků získaných na pozadí Schwarzschildovy, Kerrovy,

- 72 -

Schwarzschildovy-de Sitterovy a Kerrovy-de Sitterovy geometrie je potom možné získat představu o vlivu kosmologické konstanty na astrofyzikální procesy popsané právě pomocí těchto modelových případů. K problémům je možné přistupovat jednak standardními způsoby relativistické fyziky, ale také alternativně, pseudo-newtonovsky. Pseudo-newtonovský přístup je založen na používání standardních newtonovských metod, přičemž místo newtonovského gravitačního potenciálu se definuje nový gravitační potenciál, popisující významné rysy geometrie silných gravitačních polí. Nespornou výhodou této metody je jistě možnost používat dobře známých a relativně jednoduchých metod klasické mechaniky a zkoumat tak jistým způsobem obecně-relativistické problémy téměř bez znalostí obecné teorie relativity.Jak vyplývá z našeho výzkumu, rozdíly ve výsledcích při použití pseudo-newtonovské metody a metody čistě obecně-relativistické lze ve většině zkoumaných problémů označit za zanedbatelné, případně zde žádné rozdíly dokonce nejsou. A nejedná se jen o přesné „podchycení“ základních charakteristických rysů dynamiky částic ovlivněné kosmologickou konstantou, jako je například tzv. „statický poloměr“ (static radius), na kterém je gravitační působení centrálního objektu (černé díry) kompenzováno kosmickou repulzí, či poloh tzv. „vnějšího hrotu“ (outer cusp) akrečního disku, tedy místa, kudy může hmota z disku odtékat směrem od zdroje gravitačního pole. Poslední výpočty dokonce naznačují velkou shodu při výpočtech hmotností a hustotních profilů akrečních disků. Pseudo-newtonovské zkoumání jevů probíhajících v okolí černých děr se započítáním vlivu kosmologické konstanty se tak zdá být metodou velice nadějnou. V blízké době se chystáme pseudo-newtonovskou metodu použít i pro výpočty odtoků hmoty z akrečních disků. Řešení takového komplexního problému je totiž v rámci obecné teorie relativity velice náročné.S podrobnými výsledky je možné se seznámit v odborných publikacích, jejichž seznam a pracovní verze jsou umístěny na webovských stránkách Ústavu fyziky: http://www.physics.cz/

- 73 -

Zplyňování a pyrolýza uhlí a plastových odpadů v simulovaných podmínkách šachtových pecí

Gasification and pyrolysis of coals and plastic wastes under simulating conditions in shaft furnaces


Řešitel projektu: Ing. Jan Krejzek

Název výzkumné instituce: Institut für Eisenhüttenkunde der RWTH Aachen University; Katedra tepelné techniky VŠB-TU Ostrava

Klíčová slova: Pyrolýza, Zplyňování, Uhlí, Plasty, Odpady, Šachtové pece

Keywords: Pyrolysis, Gasification, Coals, Plastics, Waste, Shaft furnaces

Anotace

Hlavním cílem projektu je environmentálně přijatelná likvidace plastových odpadů využívaných jako surovinový zdroj. Produkty termického zpracování plastových odpadů ve formě plynných, kapalných či pevných uhlovodíků mohou být dále využívány v chemickém průmyslu nebo metalurgii.Cílem projektu je environmentálně příznivou cestou snížit jak ekonomické náklady, tak samotné množství vyprodukovaných odpadů s dalším využitím takto získaných produktů. Možnost užití plastových odpadů při výrobě by v tomto případě byla zcela ideální, neboť je možno zneškodňovat velmi obsáhlou část jak komunálních, tak průmyslových odpadů plastového původu. Další velmi podstatná věc je, že částečným snížením spotřeby lze dosáhnout i ekologických a ekonomických úspor již při získávání průmyslových surovin. Existují však plastové odpady, které jsou v průběhu používání znehodnoceny do té míry, že je již nelze dále materiálově recyklovat a je třeba je zpracovávat jinou formou. V současné době lze téměř s jistotou říci, že dvě nejrozšířenější formy zpracování těchto odpadů jsou skládkování a spalování ve spalovnách komunálního odpadu. V projektu bylo zkoumáno chování jednotlivých druhů plastových odpadů při termickém rozkladu v předem určených podmínkách pecních agregátů. Nedílnou součástí je však kvantitativní a kvalitativní definování vznikajících uhlovodíkových produktů s aktuální možností jejich využití jako surovinového zdroje pro chemický a metalurgický průmysl.

- 74 -

Abstract

The main target of the project is to determine environmentally friendly liquidation of plastic waste like a source of raw materials. The products of thermal processing in a liquid, gaseous and solid hydrocarbon form can be then used in a chemical industry or in metallurgy.The aim of the project is to lower the economical cost in processing of plastic waste by environmentally friendly way as well as reducing those wastes and to create further use of these waste products. The occasion of plastic waste utilization in fabrication would be quite ideal because the significant part of municipal as well as industrial waste could be disposed off. Furthermore, the partial reducing in consumption of these polymers would achieve ecological and economical savings of industrial materials. There are some plastic wastes, which are depreciated within the lifetime to such a degree that they can’t be recycled anymore. Thus depreciated materials have to be reutilized by other various ways. Currently, can be, for a certainly, told, that there are only two most widespread methods how to treat with a plastic wastes, namely waste disposal and waste incineration in municipal incineration plants. This project has been focused on the behavior of different types of plastic waste during the thermal disintegration in previously given conditions at oven aggregates. The integral part of this project is quantity and quality definitions of the rising hydrocarbon products with the actual opportunity of their use as a source of base material in chemical industry and metallurgy.


Projekt byl víceméně zahájen již diskusí v listopadu 2007, kdy bylo rozhodnuto, že v podobě diplomové práce bude zpracováno společné téma, které by předcházelo následnému pobytu v zahraničí a kooperaci na projektu. Po následných vyjednáváních bylo s konečnou platností ustanoveno téma diplomové práce „Energetické využití plastových odpadů a bioodpadů“, a to za účasti zástupce vedoucího katedry IEHK (RWTH). V návaznosti na tento elaborát následovala spolupráce na výše jmenovaném projektu. V prvé řadě byly stanoveny dílčí cíle projektu a taktéž přerozděleny role na jednotlivé spoluautory.Průběžné výsledky projektu byly prezentovány na 16th International Students Day of Metalurgy 2009, konané ve dnech 23.–25. 5. 2009 v Ostravě. Konferenci s mezinárodní účastí, kde oficiálním jazykem byla angličtina, pořádala VŠB-TU Ostrava, Fakulta metalurgie a materiálového inženýrství.V rámci této konference, kde jsem působil rovněž jako spoluorganizátor, byly po prvním dni prezentací pořádány 4 exkurze. Každý ze spoluorganizátorů rovněž působil jako překladatel v rámci těchto exkurzí uskutečněných V ArcelorMittal Ostrava a.s., EVRAZ VÍTKOVICE STEEL a.s. a Hayer-Lemmerz Autokola a.s.Rovněž na mezinárodní konferenci 24. Aachener Stahlkollloquium – Metallurgie (Rohstoffe, Werkstoffe und Gesellschaft) konané ve dnech 17.–18. 9. 2009 v Německém Aachen byly formou posteru prezentovány další dílčí výsledky daného projektu.

- 75 -

Projekt

Projekt byl neformálně zahájen, jak již bylo zmíněno, zpracováním diplomové práce. Samotný projekt pak probíhal nastudováním literatury, zpracováním literárního přehledu současné publikované literatury v oboru pyrolýzy, zplyňování, koksování uhlí, ko-pyrolýzy atd. Praktická část projektu pak byla v první fázi zaměřena na termické a kinetické chování jednotlivých materiálů.Pro účely zpracování plastových odpadů v simulovaných podmínkách šachtových pecí formou termického rozkladu posloužily vzorky plastových odpadů pocházejících ze separovaných složek tuhého komunálního odpadu německé společnosti Remondis AG & Co. KG. S pobočkou ve Vídni – Remondis Austria GmbH.Předmětem zkoumání byly dva chemicky podobné materiály, jmenovitě Granulat a Peletten A, viz Tabulka 1 a Tabulka 2.Tabulka 1. Složení plastového odpadu Granulat

Vzorek v dodaném stavu Vzorek bezvodý Hořlavina vzorku

Voda celková % 4.79

Popel % 6.69 6.16

Hořlavina % 88.52 93.84 100.00

Spalné teplo kJ.kg-1 36654 38498 41025

Výhřevnost kJ.kg-1 33461 35260 37574

H % 14.97 15.72 16.75

C % 64.32 67.56 71.99

N % 1.40 1.47 1.57

O % 8.65 9.09 9.69

S % <0.001 <0.001 <0.001

Tabulka 2. Složení plastového odpadu Peletten A

Vzorek v dodaném stavu Vzorek bezvodý Hořlavina vzorku

Voda celková % 1.3

Popel % 9.72 6.16

Hořlavina % 88.98 93.84 100.00

Spalné teplo kJ.kg-1 30200 30598 32607

Výhřevnost kJ.kg-1 27316 27706 29524

H % 13.86 14.04 14.96

C % 60.21 61 65.00

N % 1.04 1.05 1.12

O % 17.52 17.75 18.91

S % <0.001 0.001 <0.001

- 76 -

Tyto materiály byly podrobeny TGA, DTA a DSC analýzám – souhrnně nazývaných termické analýzy, kdy na základě několika rozličných způsobů zaznamenávání úbytků hmotností jsou zkoumány termo-kinetické vlastnosti jednotlivých materiálů, a lze takto predikovat možné chování materiálu v praxi.Podmínky, za nichž byly jednotlivé vzorky zkoumány, jsou shrnuty v následující Tabulce 3.Tabulka 3. Podmínky termických analýz pro zkoumání kinetiky plastových odpadů

Název vzorku Materiál Velikost zrna Tepelný profil P r o u d í c í médium Tmax

Granulat PGO 3–4 mm 5 K.min-1 Argon 1100°C(1

Granulat PGO 3–4 mm 5 K.min-1 Vzduch 1100°C(1

Peletten A PPO 3–4 mm 5 K.min-1 Argon 1100°C(1

Peletten A PPO 3–4 mm 5 K.min-1 Vzduch 1100°C(1





Granulat PGO 3–4 mm 5 K.min-1 Vzduch 1500°C(2

Peletten A PPO 3–4 mm 5 K.min-1 Vzduch 1500°C(2

PGO – plastový granulovaný odpad ze složek separovaného komunální odpaduPPO – plastový peletizovaný odpad ze složek separovaného komunální odpadu(1 Doba zdržení na teplotě Tmax= 1100°C byla 0 min(2 Doba zdržení na teplotě Tmax= 1500°C byla 30 min

Celý tento proces, jež simuloval podmínky pyrolyzního procesu, byl analyzován užitím inertního plynného media – argonu. Dosažené výsledky s využitím tohoto inertu byly následně porovnány se vzdušným médiem, což znamená, že tyto podmínky byly blíže spalovacímu procesu, neboť zde bylo užito vzduchu, který, jak je známo, obsahuje cca 21 % kyslíku.

- 77 -

Výsledky těchto testů jsou souhrnně zobrazeny na Obrázcích 1 a 2.

Obrázek 1 Srovnání výsledků termické analýzy s teplotním profilem do 1100°C

Zelená křivka ukazuje úbytek hmotnosti vzorku Peletten A v argonové atmosféře. Modrá křivka zobrazuje rovněž úbytek hmotnosti, tentokrát však s užitím atmosférického média. Fialová a černá křivka vyobrazují hmotnostní úbytky vzorku Granulat, analyzovaného pod argonovým, respektive vzdušným médiem. Na obou obrázcích jsou hmotnostní úbytky vyjádřeny v procentech původní hmotnosti.

Obrázek 2 Srovnání výsledků termické analýzy s teplotním profilem do 1500°C

- 78 -

V návaznosti na termické analýzy těchto odpadních materiálů, byla zpracována pilotní praktická zkouška v elektricky vyhřívané vertikální peci zvané Tamman ofen. Jednalo se opět o simulované podmínky pyrolyzního procesu v šachtové peci v inertním argonovém prostředí s teplotním profilem 900°C. Výsledkem tohoto pokusu bylo praktické ověření informací, získaných během termických analýz. Viz Obrázek 3, kdy celkový hmotnostní úbytek tvořil 88,41 %hm.

Obrázek 3 Výsledný graf termické desintegrace materiálu Granulat

Shrnutí projektu a výsledky

V projektu „Zplyňování a pyrolýza uhlí a plastových odpadů v simulovaných podmínkách šachtových pecí byly zkoumány podmínky pyrolyzního procesu pro možnosti zpracování či ko-zpracování plastových odpadů a eventuálně uhlí. Po dobu pobytu stráveného na IEHK RWTH Aachen University, tedy doby projektu spolufinancovaného z rozpočtu Moravskoslezského kraje, byly zpracovány dílčí části projektu, který je koncipován na dobu tří let. V rámci publikování výsledků tohoto projektu je tedy možné konstatovat, že předem stanovené cíle byly naplněny. Výsledky jsou shrnuty v následujícím textu:

Simulovanému procesu pyrolyzního zpracování odpadních látek – plastových •odpadů, byly podrobeny dva vzorky získané ze separovaného komunálního odpadu.

Byly zjištěny skutečnosti, že v této úloze hraje velmi důležitou roli rychlost ohřevu •materiálu a také doba zdržení v reakčním prostoru. Z grafů výše zobrazených je zcela jasné, že teplotní profil ohřevu vzorku 35 K.min-1, je pro dezintegraci materiálu zcela nevhodný, neboť užitím takto vysokých hodnot je docíleno pouze rychlého rozložení materiálu, jehož výsledkem je pouhá přeměna tuhé frakce původního vzorku na prchavou hořlavinu, což není účelem pyrolýzy.

Nižší rychlost ohřevu materiálu společně s delší rezidenční dobou v reakčním •prostoru pece vede k několikastupňové dekompozici materiálu, kde jsou v jednotlivých fázích postupně rozkládány jednotlivé uhlovodíky, obsažené v těchto odpadních materiálech.

- 79 -

Úkolem pyrolýzy na rozdíl od prostého spalování materiálu je recyklovat původní •chemickou energii dané suroviny a poskytnout tak nejvyšší možnou účinnost transformace.

Přínos mobility pro MSK

V průběhu realizace projektu, byla podepsána a tím prodloužena spolupráce mezi VŠB-TU Ostrava a RWTH Aachen University. Tento fakt může být velkým přínosem pro studenty nadcházející ročníků, jež mají chuť dále se vzdělávat a během studií chtějí rovněž získat zkušenosti ze zahraničních stáží.Konkrétní přínos této mobility pak vidím ve faktu, že byly utuženy vztahy mezi katedrami zabývajícími se problematikou výroby železa a oceli, což může vést k získání dalších projektů v oblasti metalurgie a tím pádem rozvíjet a obohacovat vědomosti a zkušenosti ve sféře průmyslu, který je pro Moravskoslezský kraj jedním z nejdůležitějších.Konkrétní přínos této mobility, tohoto projektu pak vedl ke získání dalších teoretických a praktických zkušeností ve smyslu zpracování problematických druhů odpadů s využitím pyrolyzního procesu.

Finanční rozbor

Závěrečné vyúčtování Dotace z rozpočtu MSK – dotace byla poskytnuta na základě smlouvy k projektu VaV 19/09.Tabulka 4. Finanční rozbor dotace poskytnuté MSK

Druh nákladů Poskytnutá dotace Čerpáno z dotace Skutečné náklady

Ubytování 45.000 Kč 58.007 Kč 80.076 Kč

Doprava 5.000 Kč - 9.300 Kč

Příspěvek na stravu 20.000 Kč 11.993 Kč 87.480 Kč

Celkem 70.000 Kč 70.000 Kč 176.856 Kč

Rozdíl 0 Kč vráceno do rozpočtu MSK

Kurz zahraničních měn dle ČNB stanovený pro den počátku čerpání dotace 1. 1. 2009 – 1 EUR = 26,88 CZK. Příspěvek na stravu stanoven dle příslušné sazby daného pásma – 360 Kč/denně. Délka pobytu v rámci mobility dotované z prostředků MSK od 1. 1. 2009 do 31. 8. 2009. Skutečná délka projektu od 1. 11. 2008 do 31. 8. 2009. Poskytnuté finanční prostředky z rozpočtu MSK byly čerpány v celkové výši 70.000 Kč. V plném rozsahu byly využity na realizaci projektu. Poskytnuté prostředky byly upotřebeny na ubytování a částečně na stravu. Celkové náklady na realizaci projektu činily 176.856 Kč. Částka poskytnutá MSK byla vyčerpána v celé své výši, tudíž nebyl vrácen žádný nevyčerpaný rozdíl. Do celkových nákladů nejsou např. započítány platby za zdravotní pojištění, výdaje na cestovném z ČR do Německa a zpět atd.

- 80 -

Hodnocení technického stavu mostních konstrukcí z oceli Atmofix.

Technical conditions evaluation of bridge structures from weathering steels.


Řešitel projektu: Ing. Vít Křivý, Ph.D.

Název výzkumné instituce: VŠB-TU Ostrava, Fakulta stavební, Katedra konstrukcí

Klíčová slova: ocelové konstrukce, koroze, patinující ocel, atmofix

Key words: steel structures, corrosion, weathering steel, atmofix

Anotace

Patinující oceli se pro realizaci mostních konstrukcí používají ve světě (především USA, Japonsko, Švédsko) i v České republice již asi 40 let. Pro silniční i železniční mosty je použití patinujících ocelí poměrně výhodné z řady technických, ekonomických, ekologických a časových důvodů. Největší část mostních konstrukcí z patinujících ocelí Atmofix byla, v rámci celé ČR, vyrobena (mostárny ve Vítkovicích a v Lískovci u Frýdku) a také postavena v Moravskoslezském kraji. V 80. létech byly postaveny velké městské mosty (např. silniční a tramvajové mosty přes trať ČD v Ostravě-Svinově, silniční most přes řeku Ostravici ve Frýdku-Místku, železniční most přes řeku Opavu v Krnově). Mezi novější konstrukce lze zařadit především velké spřažené mosty na úseku dálnice D 4708 (např. most přes řeku Odru či most přes Polaneckou, Rojek a ČD).Cílem předkládaného projektu je posouzení reálného technického stavu mostních konstrukcí. Na základě výsledku prohlídek bude vyhodnocen vývoj patiny na různých površích nosné konstrukce mostů. Bližší pozornost se pak zaměří na místa s nepříznivým vývojem patiny, analyzovány budou příčiny poruch, bude provedeno měření korozních úbytků, vyhodnocen vliv korozního oslabení na spolehlivé fungování konstrukce a navržena opatření vedoucí ke stabilizaci poruchových míst. Současně bude pokračovat práce na vývoji softwaru umožňující vyhodnocení spolehlivosti konstrukcí vystavených účinkům koroze.

Abstract

Weathering steels have been used for realization of bridge structures not only in foreign countries (mainly in USA, Japan, and Sweden) but also in Czech Republic already for 40 years. Application of weathering steels in road and railway bridge design is quite favourable because of many technical, economical, ecological and time reasons. In Czech Republic, most bridge structures from weathering steels were fabricated (bridge

- 81 -

building works in Vítkovice and Lískovec u Frýdku) and also erected in the Moravian-Silesian Region. Large city bridges were erected in eighties (e.g. road and tram bridges across the railway line in Ostrava-Svinov, road bridge across the Ostravice river in Frýdek-Místek or railway bridge across the Opava river in Krnov). New composite bridges on the highway road D 4708 are designed also from weathering steels (e.g. bridge across the Odra river or bridge across Polanecká road, pond Rojek and railway line).The principal aim of this project is the assessment of technical conditions of the bridges. Patina development on various structural surfaces will be evaluated upon the results of planned inspections. Higher attention will be focused on the details with unfavourable patina development. The failure causes will be analyzed, the corrosion losses will be measured, the influence of corrosion weakening on structural reliability will be evaluated and the suggestions leading to the stabilization of failure details will be proposed. The development of static software allowing the reliability assessment of steel structures exposed to corrosion effect is also a part of this project.


Dílčí část projektu souvisí s tvorbou softwarového produktu MCD 1.2, který je vyvíjen řešitelem projektu v rámci vědecko-výzkumné práce na VŠB-TU Ostrava jako původní nástroj k pravděpodobnostnímu posuzování spolehlivosti ocelových prutových konstrukcí vystavených účinkům koroze. Dosažené výsledky byly zpracovány do příspěvku určeného k prezentaci na zahraniční konferenci.S finančním přispěním „Programu podpory mobilit studentů a mladých pracovníků výzkumu a vývoje“ vyhlášeného Moravskoslezským krajem se řešitel Vít Křivý zúčastnil mezinárodní konference 12th International Conference on Civil, Structural and Environmental Engineering Computing, která se konala ve Funchalu (Portugalsko, Madeira) ve dnech 1. až 4. 9. 2009. Na konferenci byl přednesen následující příspěvek:KŘIVÝ, V. Reliability assessment of steel frames allowing for corrosion effects. In Proceedings of the Twelfth International Conference on Civil, Structural and Environmental Engineering Computing. Funchal: Civil-Comp Press, 2009. ISBN 978–905088-32–4Přednesený příspěvek se zabýval, v souladu se zadáním řešeného projektu, problematikou hodnocení bezpečnosti, použitelnosti a trvanlivosti ocelových konstrukcí vystavených účinkům koroze. Pozornost byla věnována rovněž problematice korozních defektů vyskytujících se na nízkolegovaných ocelích se zvýšenou odolností proti atmosférické korozi, v ČR dříve vyráběné pod názvem ATMOFIX. Po přednesení příspěvku následovala otevřená diskuse, během které byly zodpovězeny dotazy a faktické připomínky posluchačů z řad odborné veřejnosti. Především diskusi s renomovanými odborníky z celého světa lze označit za nejpřínosnější část pobytu předkladatele projektu na konferenci. Podařilo se získat mnoho cenných a podnětných doporučení a připomínek, které přispějí k dalšímu budoucímu rozvoji výše uvedené problematiky.

- 82 -

Konference pod názvem „International Conference on Civil, Structural and Environmental Engineering Computing“ se dlouhodobě zaměřují na problematiku modelování a posuzování spolehlivosti stavebních konstrukcí s využitím výkonné výpočetní techniky. Čtyřdenní konference byla rozdělena do 65 sekcí. Řešitele projektu zajímaly především příspěvky v sekcích Steel and Steel-Concrete Structures, Probabilistic Approaches to Structural Mechanics, Assessment of Structures using Numerical Models, Steel Structures, Timber Structures, Control of Structures, Bridge Engineering, Tall Buildings, Building Design.


Je vhodné připomenout, že největší část mostních konstrukcí z patinujících ocelí byla, v rámci celé ČR, vyrobena (mostárny ve Vítkovicích a Lískovci u Frýdku-Místku) a také postavena právě v Moravskoslezském kraji. V 80. létech byly postaveny velké městské mosty (např. silniční a tramvajové mosty přes trať ČD v Ostravě-Svinově, silniční most přes řeku Ostravici ve Frýdku-Místku, železniční most přes řeku Opavu v Krnově).Mezi novější konstrukce lze zařadit především velké spřažené mosty na úseku dálnice D 47 (např. mosty přes Odru v Ostravě a v Bohumíně; most přes Ostravici; nadjezd nad dálnicí v Ostravě-Svinově, mostní estakáda přes ulici Polaneckou, rybník Rojek a trať ČD; mostní estakáda přes řeku Opavu a trať ČD v Ostravě, mosty na tzv. Severní spojce v Ostravě). Výsledky projektu se mohou uplatnit v oblasti návrhu a výroby nových mostních konstrukcí či při rekonstrukcí stávajících mostních objektů z patinujících ocelí.Vzhledem k příznivému ohlasu a rozsáhlé diskusi, která pokračovala po přednesení příspěvku, lze další přínos spatřovat v upozornění odborné veřejnosti na výsledky vědecko-výzkumné práce, kterých bylo dosaženo na pracovišti Fakulty stavební, VŠB-TU Ostrava.

- 83 -

Finanční rozbor





Ubytování v hotelu Tivoli,

Funchal; 52,5 € za den; 7 nocí


Rozpis doprava:

doprava v ČR 1.399 Kč

letenka Praha – Funchal – Praha 11.629 Kč

Příspěvek na stravu 0 Kč 2.160 Kč

6 dní po 360 Kč;


Placeno z jiných zdrojů – GAČR



Kurzy zahraničních měn dle ČNB ze dne 28. 8. 2009: 1€ = 22,420 KčZ rozpočtu MSK byly poskytnuty finanční prostředky v celkové výši 40.000 Kč, celkové náklady na realizaci projektu byly 36.861 Kč, nevyčerpaný rozdíl byl vrácen zpět do rozpočtu MSK. Tento projekt byl dále spolufinancován z projektu Grantové agentury České republiky, projekt č. GAČR 103/07/0557.


V souhrnu je možné konstatovat, že soustava velkých dálničních mostů na dálnici D47 (nyní D1) je z hlediska optimálního uplatnění patinujících ocelí řešena koncepčně správně a progresivně, což vytváří dobré předpoklady pro jejich dlouhodobou spolehlivou funkci s minimálními nároky na jejich nutnou údržbu. Při porovnání se stavem v 70. a 80. létech minulého století jsou současné podmínky pro používání patinujících ocelí bez protikorozní ochrany ve výstavbě mostů i v dalších typech venkovních ocelových konstrukcí (tj. pro dosažení příznivého vzhledu a ochranné funkce korozní vrstvy) výrazně příznivější zejména z následujících základních a všeobecných důvodů:

Projektanti a konstruktéři mají dostatek konkrétních a ověřených poznatků •a zkušeností (dobrých i špatných) z dlouhodobé funkce dříve realizovaných staveb. Konstrukce z patinujících ocelí tak mohou navrhovat jen s minimálním rizikem nevhodného řešení a naopak plně využívat technické, ekonomické, ekologické a vzhledové výhody, které tato materiálová koncepce umožňuje.

- 84 -

Moderní hutní technologie výroby plechů s minimem povrchových defektů •a všeobecně pro výrobu konstrukcí používané tryskání povrchu materiálu vytváří velmi dobré předpoklady pro rychlé a rovnoměrné vytvoření vzhledově příznivé vrstvy korozních produktů s dostatečnou ochrannou funkcí.

Při snížení korozní agresivity atmosféry na území ČR v období po roce 1990 jsou •podmínky pro vznik a vlastnosti ochranné vrstvy korozních produktů obecně příznivější než dříve.U starších mostních objektů z patinujících ocelí je situace odlišná. Přestože je většina ploch chráněna příznivě vyvinutou patinou, na mostních konstrukcích se vyskytují místa či detaily s poruchami vývoje patiny, která mohou významně ovlivňovat spolehlivé fungování nosné konstrukce mostu. U dlouhodobě exponovaných mostních konstrukcí, na kterých byla identifikována místa s vizuálně nepříznivým vývojem ochranných korozních produktů, byla proto provedena systematická měření zbytkových tlouštěk. Aby bylo možno vyhodnotit závažnost poruchy, byla měření provedena vždy v místě identifikované vizuální poruchy a v nejbližším sousedním místě s příznivým nebo přijatelným vývojem patiny.U všech posuzovaných mostních konstrukcí byly vyhodnoceny také příčiny vzniklé poruchy. Hlavní příčiny významných poruch vývoje patiny lze na základě prohlídek mostních konstrukcí rozdělit do následujících skupin (příčiny se často vzájemně doplňují):a) Poruchy plynoucí ze zanedbané údržby mostu:

nefunkční mostní závěry;•poruchy odvodňovacích žlabů a potrubí (zanesené, prokorodované, ukradené •

apod.);poruchy částí mostu, které nejsou navrženy z konstrukční oceli (popraskaná vozovka, •

porušené chodníky a římsy apod.);dlouhodobé nánosy a nečistoty na vodorovných plochách ocelové konstrukce a na •

opěrách mostu.b) Poruchy plynoucí z návrhu konstrukce:

problematická volba konstrukčního systému (např. velké množství šroubovaných •styčníků u příhradových konstrukcí);

problematické detaily (především částečně uzavřené kouty);•systém odvodnění mostu (zatékání na ocelovou konstrukci z odvodňovacích otvorů, •

nevhodné prstové mostní závěry apod.).c) Poruchy plynoucí z dodatečných zásahů do konstrukce mostu. d) Další příčiny (např. přímý přístup zvěře ke konstrukci mostu; kumulace nečistot od bezdomovců aj.).Pro vyhodnocení vlivu poruchy na spolehlivé fungování konstrukce je rozhodující zjištění, zda dochází k významnému oslabování konstrukce, ve které části nosné ocelové konstrukce a na jak velké ploše k tomuto oslabování dochází. Vizuální hodnocení stavu patiny či měření tloušťky korozních produktů slouží především jako vodítko

- 85 -

ke stanovení příčiny poruchy a k vyhledání potencionálně nebezpečných míst na konstrukci. Z výsledků prohlídek a provedených měření vyplývá, že v místech s vizuálně ne zcela příznivým vývojem patiny často nedochází k výraznému oslabování konstrukce v porovnání s přilehlými plochami s příznivým vývojem patiny. Nezanedbatelná korozní oslabení byla zjištěna především v místech vzniku vrstevnatých korozních produktů.Spolehlivost každé konstrukce, nejen mostní, vystavené nepříznivému koroznímu oslabování je potřeba hodnotit individuálně, přičemž konečné rozhodnutí o závažnosti poruchy a případné opravě nosné konstrukce musí učinit zkušený a kvalifikovaný projektant-statik při zohlednění názoru dalších odborníků z oblasti protikorozní ochrany, svařování, výroby, montáže, diagnostiky, kontroly a údržby ocelových konstrukcí. V této souvislosti je potřeba upozornit na skutečnost, že zdaleka ne všechny vizuální poruchy vývoje patiny mají významný vliv na spolehlivost dané konstrukce. Kupříkladu lokální oslabení dolních pásnic hlavních nosníků z P20 o 1,5 mm v místě zanedbatelného ohybového momentu, tj. v místě kloubového uložení na opěře mostu, zcela jistě neohrožuje spolehlivé fungování konstrukce. Autor článku tím v žádném případě nechce závažnost některých zjištěných poruch mostů z patinujících ocelí bagatelizovat (v oblasti kloubu na opěře u výše uvedeného příkladu naopak působí maximální posouvající síla – stejné oslabování koutových krčních svarů jako přilehlých dolních pásnic tak může být velmi závažné). Pouze je potřeba zdůraznit, že u každé zjištěné poruchy je nutno racionálně analyzovat její příčinu a závažnost, poté realizovat přiměřená a účinná opatření vedoucí především k potlačení příčiny poruchy a v případě potřeby sáhnout k opravě konstrukce.

- 86 -

CML systémy pro Belushov-Zhabotinského chemické reakce

CML systems for Belushov-Zhabotinskii chemical reaction


Řešitel projektu: RNDr. Marek Lampart, Ph.D.

Název výzkumné instituce: VŠB-Technická univerzita Ostrava, FEI, KAM

Klíčová slova: sdružená zobrazení na mřížce, kladná topologická entropie, chaos ve smyslu Li-Yorkeho, chaos ve smyslu Devaneyho.

Key words: coupled map lattice, positive topological entropy, chaos in the sence of Li-Yorke, chaos in the sence of Devaney.

Anotace

Hlavním cílem projektu byla podpora výzkumu dynamiky sdružených zobrazení na mřížce (zkráceně CML) a prezentace dosažených výsledků na prestižní mezinárodní konferenci The 2nd Chaotic Modeling and Simulation International Conference v Chanii, Kréta, Řecko, 1.–6. 6. 2009.Zkoumaná oblast diskrétních dynamických systémů patří mezi rychle se rozvíjející oblasti moderní matematiky a přináší mnohé aplikace nejen v chemii, ale také v informačních technologiích (celulární automaty) i jinde.Mezi hlavní výsledky základního výzkumu patří popis některých dynamických vlastností. Konkrétněji: bylo dokázáno, že za jistých podmínek je CML systém chaotický ve smyslu Li-Yorkeho i Devaneyho (J. L. García Guirao and M. Lampart, Chaos of a coupled lattice system related with Belusov-Zhabotinskii reaction, Journal of Math. Chem. – to appear). Navíc bylo dokázáno, že takovýto systém má kladnou topologickou entropii a ta narůstá v závislosti na dimenzi výchozího prostoru (viz J. L. García Guirao and M. Lampart, Chaos of a coupled lattice system related with Belusov-Zhabotinskii reaction, Journal of Math. Chem. – to appear).

Abstract

The main aim of the project was to support scientific activities for the topic of coupled lattice maps (briefly CML) and to present results on the international conference The 2nd Chaotic Modeling and Simulation International Conference v Chania, Crete, Greece, 1.–6. 6. 2009.The field of interest of discrete dynamical systems becomes to be very quickly developing region of modern mathematics and give us several applications in chemistry, informatic technologies (cellular automaton) etc.The goal of the basic research is to describe chaotic phenomenon of the CML system. Concretely, it was proved that the CML system is chaotic in the sence of Li-Yorke and

- 87 -

Devaney under some assumptions (see J. L. García Guirao and M. Lampart, Chaos of a coupled lattice system related with Belusov-Zhabotinskii reaction, Journal of Math. Chem. – to appear). Moreover, it was also proved that this system has positive topological entropy and this entropy is increasing with dependence on the dimension of the space (see J. L. García Guirao and M. Lampart, Positive entropy of a coupled lattice system related with Belusov-Zhabotinskii reaction, Journal of Math. Chem. – to appear).


Díky finanční podpoře bylo možno provést jak výzkum v dané oblasti tak je také aktivně prezentovat na mezinárodní konferenci The 2nd Chaotic Modeling and Simulation International Conference v Chanii, Kréta, Řecko, 1.–6. 6. 2009.

Výsledky byly prezentovány na mezinárodní konferenci.1. Vznikly dva samostatné články, které budou publikovány v recenzovaném 2. mezinárodním časopise s kladným impakt faktorem (v prosinci 2009 byly publikovány online):

[GL1] J.L. García Guirao and M. Lampart, Positive entropy of a coupled lattice system related

with Belusov-Zhabotinskii reaction, Journal of Math. Chem. – to appear, DOI: 10.1007/s10910-009-9624-3, IF=1,435.[GL2] J.L. García Guirao and M. Lampart, Chaos of a coupled lattice system related with Belusov-Zhabotinskii reaction, Journal of Math. Chem. – to appear, DOI: 10.1007/s10910-009-9647-9, IF=1,435.


Hlavním přínosem projektu byla podpora výzkumu v oblasti, který nebylo možno financovat z jiných zdrojů. Díky těmto finančním prostředkům bylo možno prezentovat výsledky na přední mezinárodní konferenci a navázat spolupráci s předními světovými odborníky. Došlo tím ke zviditelnění VŠB-TU Ostrava, respektive Moravskoslezského kraje na poli výzkumu diskrétních dynamických systémů a jejich aplikací.

- 88 -

Finanční rozbor

Závěrečné vyúčtování Dotace z rozpočtu MSK:




Doprava 15.700 Kč 16.370,1 Kč



CELKEM 37.400 Kč 35.752,7 Kč

Rozdíl 1.647,3 Kč vráceno do rozpočtu MSK

Z rozpočtu MSK byly poskytnuty finanční prostředky v celkové výši 35.752,7 Kč, nevyčerpaný rozdíl byl vrácen zpět do rozpočtu MSK. Projekt byl spolufinancován výzkumným záměrem MSM6198910027 Ministerstva školství mládeže a tělovýchovy České republiky (bylo hrazeno: rozdíl diet a pojištění).


1. Úvod

Diskrétním dynamickým systémem rozumíme uspořádanou dvojici ),( fX , kde X

je kompaktní metrický prostor a f je spojité zobrazení X do X . Takovéto systémy slouží k modelování a popisování vlastností modelů z oblasti fyziky, chemie, ekonomie a inženýrství (viz [Pu], [Po], [KO] a [Da]). Hlavním výsledkem této práce je prozkoumání chaotického chování CML systému, který je spjat jak s Belushov-Zhabotinského chemickou reakcí tak celulárními automaty, které mají aplikace v mnohých oblastech (třeba v geoinformatice, logistice aj.) Nejprve nadefinujeme nutné pojmy k formulaci Teorému A a B, pak nastíníme konstrukci vedoucí k jejich důkazu.Prostor obecného dynamického systému na mřížce definujeme následujícím způsobem:

},,},{:{ ∞<∈∈== iDd

ii xZiRxxxxX

kde 1≥d je dimenze prostoru zobrazení zobrazující ix , 1≥D je dimenze mřížky a

⋅ je standardní norma prostoru 2l .

Dále budeme pracovat s LDd −1 CML systémem, jehož souvislost s Belushov-Zhabotinského systémem popsal [K]:

,

- 89 -

kde m je diskrétní index času, n je mřížkový index, L je jeho dimenze (tj. n=1,2,K L) a f je unimodální zobrazení jednotkového intervalu do sebe.2. DefinicePřipomeňme nyní pojmy, se kterými zde pracujeme. Definici topologické entropie je možné nalézt v [B], Li-Yorkeho chaosu v [LY] a Devaney chaosu v [D].

Topologická entropie zobrazení f je číslo ],0[)( ∞∈fh definované vzorcem

kde je - rozpětí s nejmenším počtem bodů, tj. množina taková,

že pro každé Xx ∈ existuje vyhovující pro

nj ≤≤1 .

Zobrazení f je topologicky chaotické, je-li 0)( >fh (má kladnou topologickou entropii).

Body Xyx ∈, tvoří Li-Yorkeho pár, je-li:

1. 0))(),((suplim >∞→ yfxf nnn ,

2. 0))(),((inflim =∞→ yfxf nnn .

Množina XS ⊂ se nazývá Li-Yorke chaotická pro zobrazení f, tvoří-li každé dva její různé body Li-Yorkeho pár. Konečně, zobrazení f je Li-Yorke chaotické, existuje-li pro něj nespočetná Li-Yorke chaotická množina.Zobrazení f je Devaney chaotické, je-li:

1. tranzitivní (tj. pro každé dvě neprázdné otevřené množiny XVU ⊂, existuje n

takové, že XVU ⊂, .2. f má hustou množinu periodických bodů.

3. Hlavní výsledky

Vezměme pro jednoduchost OCLL systém (one-way coupled logistic lattice, viz [KW])

definovaný 22: IIH → předpisem

- 90 -

,

.Jelikož f je unimodální zobrazení, tak má kritický bod a bez újmy na obecnosti

můžeme předpokládat, že je roven 1/2. Rozdělme nyní interval I na )3/1,0[1 =P

a ]1,3/2(2 =P . Pak každý bod (Cantorova třetinová množina) může být

reprezentován jako nekonečná posloupnost , kde

Nyní můžeme zobecnit výše provedenou konstrukci pro náš OCLL systém a identifikovat

každý bod s dvou-dimenzionální Cantorovou množinou

�

Λ2 (viz obrázek níže). Tedy daná množina se dá chápat jako prostor posloupností nad 4bodovou abecedou a dané zobrazení jako zobrazení posun (ukousne první symbol dané posloupnosti) pro nulovou párovou konstantu. Lemma 1: [W] Topologická entropie zobrazení posun na k-bodové abecedě je log(K).Tedy podle výše uvedeného lemmatu je topologická entropie OCLL systému rovna 2log(2).

Nyní si stačí všimnout, že nic nebrání zobecnění výše popsané konstrukce na náš 1D- LD CML systém. V takovém případě rovnou dostáváme:

- 91 -

Teorém A. [GL1] Systém má kladnou topologickou entropii, pro . Navíc, jeho topologická entropie je rovna L log(2).K důkazu posledního výsledku je zapotřebí vzít v úvahu:Lemma 2: [DK] Kartézský součin zobrazení s hustou množinou periodických bodů má hustou množinu periodických bodů.Tedy podle Lemmatu 2 a známých vlastností zobrazení posun (posun je tranzitivní a má nespočetnou Li-Yorke chaotickou množinu) plyne:

Teorém B. [GL2] Systém je Li-Yorke a Devaney chaotický, pro .

4. Reference[B] R. Bowen, Entropy for group endomorphisms and homogeneous spaces, Trans. Amer. Math. Soc., 153, 401-414, 1971.[D] R. L. Devaney, An Introduction to Chaotics Dynamical Systems, Benjamin/Cummings, Menlo Park, CA., 1986.[Da] R. A. Dana and L. Montrucchio, Dynamical Complexity in Duopoly Games, J. Econom. Theory, 40 (1986), 40_56.[DK] N. Degirmenci and S. Kocak, Chaos in product maps, Turkish J. Math. – to appear.[GL1] J.L. García Guirao and M. Lampart, Positive entropy of a coupled lattice system related with Belusov-Zhabotinskii reaction, Journal of Math. Chem. – to appear.[GL2] J.L. García Guirao and M. Lampart, Chaos of a coupled lattice system related with Belusov-Zhabotinskii reaction, Journal of Math. Chem. – to appear.[K] K. Kaneko, Globally Coupled Chaos Violates Law of Large Numbers, Phys. Rev. Lett., 65, 1391-1394, 1990.[KO] M. Kohmoto and J. Oono, Discrete model of Chemical Turbulence, Phys. Rev. Lett., 55, 2927-2931, 1985.[KW] K. Kaneko and H. F. Willeboordse, Bifurcations and spatial chaos in an open flow model, Phys. Rew. Lett., 73, 533-536, 1994.[LY] T. Y. Li and J. A. Yorke, Period three implies chaos. Amer. Math. Monthly, 82(10), 985_992, 1975.[Po] B. Van der Pool, Forced oscilations in a circuit with nonlinear resistence, London, Edinburgh and Dublin Phil. Mag, 3 (1927), 109_123.[Pu] T. Puu, Chaos in Duopoly Pricing, Chaos, Solitions and Fractals, 1 (1991), 573_581.[W] P. Walters, An introduction to ergodic theory. Springer, New York, 1982.

- 92 -

Daňové reformy a daňové zatížení ve vybraných zemích OECDTax Reforms and Tax Burdens in selected OECD countries


Řešitel projektu: Ing. Kateřina Maková

Název výzkumné instituce: VŠB-TU Ostrava, Ekonomická fakulta

AnotaceV posledním období (od roku 2000) probíhá v mnoha zemích diskuze o možné eliminaci složitosti osobní důchodové daně, např. ve střední a východní Evropě se začíná v některých zemích projevovat nový fenomén ve zdaňování – tzv. rovná sazba daně1. Ta se stala s účinností od 1. 1. 2008 součástí daňového systému i České republiky.Rovná sazba daně samozřejmě při existenci nezdanitelných částí základu daně, odpočitatelných položek či slev na dani je rovněž daní progresivní. Nutno však dodat, že nominální sazby o skutečné míře zdanění vypovídají málo. Objektivnějším způsobem, jak poměřovat daňové poměry poplatníků, jsou relativní ukazatele. Mezi ně lze zařadit daňové zatížení poplatníka s násobkem průměrné mzdy, různé výpočty efektivní sazby daně či měření daňové progresivity, na jejichž zkoumání se projekt zaměří.Stať má za cíl srovnat vývoj daňového zatížení ve vybraných zemích OECD. Dosažené výsledky a použitá metodika mohou v budoucnu napomoci i při hodnocení dopadu změn v daňových systémech jiných zemí.

AbstractRecently (since 2000), there has been discussion in many states about possible elimination of the complications in relation to personal income tax, e.g. the countries of Central and Eastern Europe in particular tend to consider a new tax phenomenon – an even tax rate2. An even tax rate has become a part of the Czech tax system since 1/1/2008. Such a rate is – viewing the existence of deductibles, allowances or tax credits – progressive tax as well, though. Moreover, the nominal tax rates predicate the real rate of taxation insufficiently. A more objective way of measuring the tax circumstances of taxpayers in individual countries is relative indicators such as the tax burden of a taxpayer with an average wage, the calculation of an efficient tax rate or measuring the tax progressiveness.1 Autorka se zde záměrně vyhýbá pojmu „rovná daň“, neboť při jakékoliv existenci nezdanitelné části zá-kladu daně, odpočitatelné položce nebo slevy na dani bude vždy „rovná daň“ daní progresivní a hodnota efektivní daně teoreticky dosáhne hodnoty „rovné daně“ v nekonečnu.

2 The author purposely avoids the term „even tax“, because at deductibles, allowances or tax credits exis-tence, „even tax“ will always be progressive tax and theoretically the value of an efficient tax will achieve the „even tax“ value in infinitude.

- 93 -

The aim of this paper is to compare the development of the tax burden in selected OECD countries. The achieved results and adopted methodology can help to evaluate the changes of the tax system in other countries.


Prostřednictvím grantu Krajského úřadu Moravskoslezského kraje jsem se v rámci Programu podpory mobilit studentů a mladých pracovníků výzkumu a vývoje pro rok 2009 zúčastnila 10. ročníku mezinárodní konference „EcoMod 2009 – International Conference on Policy Modeling“. Konference EcoMod 2009 se uskutečnila 24.–26. 6. 2009 v Ottawě, Kanadě a probíhala na Fakultě sociálních věd na univerzitě v Ottawě. První den konference proběhlo plenární zasedání vedené předsedou Marcelem Merétte, poté jednání v sekcích. Jednotlivé prezentace příspěvků probíhaly denně po dobu konference od 9 do 5:30 h, délka prezentace jednotlivých příspěvků byla dvacetiminutová, poté byl prostor pro dotazy. Závěrečný den se konalo rovněž plenární zasedání na téma „The Role of Economic Modeling in the Design of Economic Policy“.Cílem projektu bylo srovnat vývoj daňového zatížení, případně daňové progresivity ve vybraných zemích OECD. Dosažené výsledky a použitá metodika mohou v budoucnu napomoci i při hodnocení dopadu změn v daňových systémech jiných zemí.


Daná konference byla pro mě velkým přínosem, umožnila mi mezinárodní srovnání vědeckých přístupů k problematice mého zkoumání a také prezentovat domácí univerzitu VŠB-TU Ostrava v zahraničí. Účast na mezinárodní konference mi dopomohla zkvalitnit výstupy disertační práce a úspěšně dokončit doktorandské studium na Ekonomické fakultě VŠB-TU Ostrava.

- 94 -

Finanční rozbor

Závěrečné vyúčtování Dotace z rozpočtu MSK: (dotace poskytnuta na základě smlouvy č. ***********




Rozpis ubytování

Ubytování Ottawa – 261,25 CAD


Rozpis doprava

OV – Mošnov 32 Kč

letenka 21.950 Kč

železniční přeprava, Praha-Ostrava 490 Kč

cesta MHD - Ruzyně - Praha Hl. nádraží 50 Kč

cesta MHD – z Hl. nádraží Ostrava 12 Kč

doprava v místě pobytu (92,6 CAD) 1.508 Kč

Příspěvek na stravu 460 Kč 1.800 Kč

Rozpis strava



Délka pobytu – 5 dnů

Pásmo 3 – 360 Kč/den




Kurzy zahraničních měn dle ČNB ze dne 23. 6. 2009: 16,283 CADZ rozpočtu MSK byly poskytnuty finanční prostředky v celkové výši 59.900 Kč, celkové náklady na realizaci projektu byly 35.496 Kč, nevyčerpaný rozdíl byl vrácen zpět do rozpočtu MSK. Tento projekt byl realizován pouze z prostředků MSK. Vzhledem k omezenému uznatelnému příspěvku na stravu, byly ostatní náklady na stravu hrazeny z vlastních zdrojů.

- 95 -

Modelování bezbariérové přístupnosti staveb

Modelling the Barrier-free Accessibility of Buildings


Řešitel projektu: Ing. Marek Mihola


Klíčová slova: bezbariérovost, přístupnost, model, stavby, veřejná prostranství

Key words: barrier-free, accessibility, model, buildings, public places

Anotace

Tento projekt se zabývá prezentací výsledků výzkumu v oblasti bezbariérové přístupnosti staveb se zaměřením na geografické informační systémy, které byly prezentovány formou přednášky v anglickém jazyce na mezinárodní vědecké konferenci „Technical Postgraduate Symposium 2009“ pořádané 14.–15. prosince 2009 v Kuala Lumpur v Malajsii.Úvodem je potřeba zdůraznit, že v České republice má současně platný stavební zákon č. 186/2006 Sb. a jeho prováděcí vyhlášek č. 369/2001 Sb. a č. 398/2009 Sb. (o obecných technických požadavcích zabezpečujících užívání staveb osobami s omezenou schopností pohybu a orientace) bránit vzniku nových bariér. Situace se pomalu zlepšuje, dodržování předpisů je stále více hlídáno. Jedná se však o stavby, které jsou nově povolovány. Stejně důležité je i odstraňování stávajících bariér, především u objektů občanského vybavení a veřejných prostranství. Ke zjišťování bariér je zapotřebí systémového přístupu se zapojením nejen popisných (dotazník, databáze), ale i geografických dat, která musí být následně společně zpracována. Vzhledem k velké podrobnosti, která je pro modelování v městském prostředí nutná, např. u digitálního modelu terénu, je zapotřebí speciálních postupů, které nejsou u obecných úloh v geografických systémech zcela obvyklé. Jedná se především zpracování údajů o objektech a zlomech v terénu, které komplikují výpočty v tzv. 2,5D prostoru. Příspěvek dále naznačuje jakým způsobem je potřeba modelovat, aby bylo dosaženo uspokojivých výsledků.

Abstract

The project presents the research in area of barrier-free accessibility of buildings with focus on gegraphical information systems. The results were presented in lecture form at international scientific conference “Technical Postgraduate Symposium 2009”, held in Kuala Lumpur, Malaysia.

- 96 -

We need to accentuate that valid Building Act in the Czech Republic (Act no. 186/2006 of Code), Act no. 369/2001 of Code and Act no. 398/2009 of Code specify the use of buildings by persons with reduced ability of motion and orientation. Both protect new structures from being barriers for disabled. Situation is getting better with reinforcing barrier-free standards in the new structures, but the problem consists in existing structures. Eliminating barriers in the existing buildings is also very important, especially in civic amenities.System approach is needed to locate the barriers using not only attribute (survey-forms, database), but also the geographic data, which have to be compiled together. Regarding to high precision data needed in urban environment some special procedures are necesarry when using digital terrain model, etc. Particularily processing data about objects and faults in the terrain complicating calculations in so called 2,5D space. The paper suggests ways to model barrier-free accessibility and achieve good results.


Hlavním cílem řešeného projektu byla prezentace dosažených výsledků v rámci výzkumu zabývajícího se bezbariérovou přístupností staveb a veřejných prostranství. V geografickém informačním systém byla vytvořena sada geografických vrstev a algoritmů pro zjištění přístupnosti.Získané výsledky byly prezentovány na mezinárodní vědecké konferenci „Technical Postgraduate Symposium (TECHPOS) 2009“ pořádané 14.–15. prosince. 2009 v Kuala Lumpur v Malajsii. V rámci konference byl přednesen příspěvek autora M. Miholy: “Barrier-free Accessibility Model Using High Accuracy Digital Terrain Model”. Příspěvky přednesené na konferenci byly rovněž vydány ve sborníku příspěvků, vydaný Faculty of Engineering, University of Malaya, ISBN 978-983-42035-9-7.Konference byla, vzhledem k širokému okruhu témat, rozdělena na více tematických sekcí. Publikovaný příspěvek byl přednesen v sekci CS06. Po přednášce následovala moderovaná diskuze, kde se k tématu vyjádřili odborníci z řad University of Malaya. Poznatky z konference budou využity k dalšímu řešení uvedeného tématu. Stručné seznámení s řešenou problematikou je provedeno na závěr tohoto příspěvku.


Přednesené téma bylo v rámci konference konzultováno s několika odborníky. Jejich podnětné připomínky budou použity v dalším výzkumu. Poznatky získané na konferenci budou využity k dalšímu řešení uvedeného tématu a pomohou zkvalitnit výzkum v této oblasti.V rámci projektu „Moravskoslezský krajský plán vyrovnávání příležitostí pro občany se zdravotním postižením“ byly, mimo jiné, provedeny průzkumy bezbariérové přístupnosti staveb občanské vybavenosti, které dokládají bariérový stav některých objektů občanské vybavenosti.Hlavní přínos modelování bezbariérové přístupnosti spočívá ve vytvoření nástroje pro vyhodnocení, eventuálně porovnání podmínek přístupnosti pro handicapované

- 97 -

osoby a tím i nástroje, jenž dále umožní zlepšit jejich životní podmínky. Využití by bylo vhodné nejen pro průzkum současného stavu a zamýšlené rekonstrukce, ale i pro řešení novostaveb.Použití nástroje, např. v rámci „Moravskoslezského krajského plánu vyrovnávání příležitostí pro občany se zdravotním postižením“ by pomohlo usnadnit zpřístupňování staveb a/nebo veřejných prostranství a dopravních cest; poukázat na bariéry v širším měřítku (v rámci celého kraje).

Finanční rozbor

Závěrečné vyúčtování Dotace z rozpočtu MSK: (dotace poskytnuta na základě smlouvy č. 00254-2009-ŠMS




•KualaLumpur–4noci

Doprava 38.000 Kč 20.030,45 Kč

•leteckádoprava 19.495,00 Kč

•ostatnídoprava 535,40 Kč




Délka pobytu 3 dny



CELKEM (po zaokrouhlení) 52.900 Kč 32.787,75 Kč


Kurzy zahraničních měn dle ČNB ze dne 11. 12. 2009

1 MYR = 5,129 CZK

Výrazný rozdíl mezi částkami poskytnuté a čerpané dotace byl způsoben slevou letenek během roku 2009 (snížení cen o více než 25 %) a zhodnocováním české koruny na měnových trzích v období mezi podáním žádosti a uplatněním dotace.

Stručná charakteristika

Vyhláška č. 369/2001 Sb., o obecných technických požadavcích zabezpečujících užívání staveb osobami s omezenou schopností pohybu a orientace, rozlišuje osoby: pohybově postižené, zrakově postižené, sluchově postižené, mentálně postižené, pokročilého věku, těhotné ženy a osoby doprovázející dítě v kočárku, děti do tří let. Odlišnou klasifikaci používá například U.S. Census Bureau (USA), která podrobně

- 98 -

rozlišuje například osoby trpící dlouhodobým postižením nebo osoby, které měly během posledních 6 měsíců problémy z důvodů fyzických, duševních nebo emocionálních v oblastech učení, koncentrace, oblékání, pohybu uvnitř obydlí, apod. Obvykle se hovoří o 10 až 20 % obyvatelstva, což je podíl dosti významný.Úkolem stavebního zákona (č. 186/2006 Sb.) a jeho prováděcích vyhlášek č. 369/2001 Sb. a č. 398/2009 Sb. je, mimo jiné, stanovit parametry přístupnosti a bránit vzniku nových bariér. Jedná se však o stavby, které jsou nově povolovány (rekonstruovány). Stejně důležité je i odstraňování stávajících bariér, především u objektů občanského vybavení a veřejných prostranství. Vzhledem k finanční náročnosti není bohužel možné odstranit veškeré bariéry, a proto je potřeba tyto zmapovat a vyhodnotit.

Předpoklady modelování

Hlavním předpokladem budiž dobře zpracované a detailní mapové podklady, včetně digitálního modelu terénu (DMT) a data z průzkumu na místě. Vrstvy mapových podkladů v geografických informačních systémech (GIS) lze zpracovat pomocí vhodných funkcí jako např. přiřazení parametrů, výběr nebo sjednocení na základě parametrů nebo polohy, oříznutí, vytvoření zón (pásů) a upravit tak do podoby vrstvy s rozlišením: zda se jedná o povrch pro chodce a/nebo motorová vozidla, neprůchozí, atd.; zda je průchozí profil vhodný pro daný typ osob s omezením; a zda mohou osoby dle svého omezení změnit směr pohybu. Tato činnost je časově náročná, protože je potřeba vytvořit takovou vrstvu pro každý typ omezení a zároveň s ohledem na průchozí profil osoby v různých výškových hladinách (osoba na invalidním vozíku, zrakově postižený, apod.). Zejména mohou nastat problémy u laviček, telefonních automatů, značek, reklamních poutačů, apod. Průnikem výsledných vrstev získáme oblasti, kde se mohou bezpečně pohybovat všechny skupiny osob s různým omezením.Výsledná přesnost modelu závisí také na výběru vhodného typu DMT – vektorový, rastrový; vstupních bodech (zda jsou náležitě popsány všechny prvky, hustota); popisu terénních singularit (náhlé změny, zlomy, …); a interpolační metodě.V městském prostředí je obzvláště důležité dbát popisu terénních singularit, kterých se zde nachází celá řada. Mimo ty obvyklé jsou to schody a schodiště, rampy, vysoké obrubníky, opěrné zdi, aj. V těchto případech dochází často k nesprávnému popisu terénu, jelikož DMT užívá 2,5D prostor namísto 3D, tj. pro polohopisné souřadnice x, y existuje právě jen 1 hodnota výšky z. Z tohoto důvodu je nutná transformace zlomu (obr. 1) a zachování diferencí s původními hodnotami ke každému takto pozměněnému bodu.

→

Obr 1: Převod 3 D zlomu do 2.5 D

Mimo to je potřeba definovat ke vstupním bodům i tzv. měkké a tvrdé zlomové linie. Pomocí těchto linií můžeme definovat singularity a zlomy a výrazně tak zvýšit přesnost

- 99 -

DMT, jak je popsáno u výsledků (níže). Jejich využití nalezneme u DMT vektorových, event. kombinovaných. Rozdílem je, že měkké zlomové linie zajistí, že výšková hodnota kolem prvku bude zachována, ale na rozdíl od tvrdých zlomových linií nepopisují přerušení v hladkosti povrchu. Tvrdé linie tedy použijeme u schodů a jiných umělých objektů, které tvoří bariéry.

Výsledky modelování

Modelování zlomů bylo úspěšně provedeno s kombinací pole bodů s výškovou souřadnicí a zlomových linií, které bylo nutno nadefinovat z polygonů technické mapy. Jak ukazuje obr. 2a, původní polygony nestačí ke správnému zobrazení terénu a musí být doplněny o další linie tvořící spodní hrany reálných 3D objektů, jak je tomu na obr. 2b (na kterém bylo zároveň doplněno i bodové pole). Posun nových linií (diference) je v tomto případě roven 1 mm, stejně tak jako linií jednotlivých schod, které z výše zmíněných důvodů nemohou být ve 2,5D prostoru přesně nad sebou. Diference jsou uchovávány pro každý bod, pokud by bylo potřeba použít přesného údaje k výpočtům. Na obr. 3 je detail schodiště a opěrné zdi s tučně vyznačenými doplněnými zlomovými liniemi.a) b)

Obr. 2: a) některé zlomové linie chybí; b) správná úprava zlomových linií.

Obr. 3: Modelování schodiště a opěrné zdi ve 2,5D

- 100 -

Při modelování bylo testováno 5 metod interpolace DMT, rastrové Natural Neighbours, Inverse Distance Weighting, Kriging a Spline a vektorový TIN (nepravidelná trojúhelníková síť). Nevýhody rastrových metod pro užití v městském prostředí převážily, a to hlavně z důvodu nemožnosti zahrnout zlomové linie do výpočtu. I vzhledem k obvyklým úpravám zpevněných povrchů, které jsou v tomto ohledu prioritní, nejpřesněji městský terén popisuje TIN (obr. 4).

Obr. 4: Část zkoumaného území; trasa je definovaná linií (vlevo); interpolace nivelety podle použitých metod (vpravo)

- 101 -

Podpora aktivní účasti na mezinárodní vědecké konferenci ICMAME 2009 „International Conference on Mechanical, Aeronautical and Manufacturing Engineering“ a rozvoj spolupráce v oblasti progresivních technologií obrábění kovů

Support active participation in international scientific conference ICMAME 2009 “International Conference on Mechanical, Aeronautical and Manufacturing Engineering” and development of cooperation in the area progressive cutting technology of metals


Řešitel projektu: Ing. et Ing. Mgr. Jana Nováková

Název výzkumné instituce: VŠB-TU Ostrava

Klíčová slova: kreatika, vysokorychlostní obrábění, řezání, měření, integrita povrchu

Key words: creatics, high speed machining, cutting, measurement, surface integrity

Anotace

Projekt byl zaměřen na zpracování a prezentaci výsledků výzkumu v oblasti vysokorychlostního obrábění a nově vzniklé teorie kreativní tvorby produktů. Technologie obrábění má významné místo v průmyslové praxi jako dominující činitel strojírenské výroby. Výroba součástek má své teoretické základy. Právě kreatika je novou vědní disciplínou, která formuluje zákony výroby předmětů a věcí. Odhalené zákony dokazují konvergenci jevů a procesů výroby. Projekt měl za cíl prezentovat výhody kreativní tvorby produktů ve vysokorychlostním obrábění, čímž je bezesporu zkracování strojních časů, při současném zvyšování kvality a efektivity výroby aj.Cílem tohoto projektu byla prezentace odborného příspěvku na téma kreativní tvorby produktů ve vysokorychlostním obrábění a dosažitelné ekonomické důsledky uplatnění kreatiky v praxi v rámci mezinárodní vědecké konference ICMAME 2009 „International Conference on Mechanical, Aeronautical and Manufacturing Engineering“ pořádané pod záštitou WASET (World Academy of Science Engineering and Technology); dále na zpracování a prezentaci výsledků výzkumu v oblasti vysokorychlostního obrábění a nově vzniklé teorie kreatiky (experimentální část byla provedena při zpracování disertační práce); zveřejnění výsledků uvedení kreatiky do strojírenské výroby široké odborné veřejnosti, navázání spolupráce při podávání mezinárodních projektů z oblasti výzkumu a vývoje HSC na Nanyang Technological University (NTU); konzultace,

- 102 -

diskuze, doporučení, výměna zkušeností z oblasti progresivních technologií obrábění zejména se zaměřením na vysoce produktivní obrábění; výměna zkušeností a informací v oblasti výuky odborných předmětů se vztahem k technologiím výroby, montáže či metrologie; posílení publikační činnosti v odborných časopisech.Zásadním přínosem tohoto projektu byla prezentace využití teorie kreatiky v praxi a rovněž aplikace jejích zákonů ve vysoce produktivních technologiích. V současné době jsme jediným pracovištěm v České republice, které se zabývá kreatikou a jejími výhodami pro praxi. Výsledky práce byly podpořeny aktivní účasti na mezinárodní vědecké konferenci ICMAME 2009 „International Conference on Mechanical, Aeronautical and Manufacturing Engineering“ a publikovány v odborných časopisech. Aplikací odhalených zákonů kreatiky ve strojírenské praxi je možno dosáhnout nejen ekonomických, ale také ekologických úspor výroby nejen v průmyslovém regionu Ostravska.

Abstract

The project was dealing with the processing and the presentation of results of the research in the frame of high speed cutting and a new branch of science about the creative formation of the products. The metal cutting displays a significant position in the industrial practise as a dominace factor in the mechanical production. The production of parts has its theoretical background. Creatics is a new science discipline which formulates laws of production of objects and articles. The revealed laws prove convergence of phenomena and processes of the production.The project was aimed to present the advantages of the creative formation of the products at high speed cutting whereby is without question shortening mechanical times and contemporary raising qualities and effectiveness manufacturing and so on. The fundamental of this project was presentation usage creatics in practice and application her laws at highly productive technologies. At present time we have one workplace in the Czech Republic that deals with creatics and its advantages for practice.The results of work were promoted with the active participation at international scientific conference ICMAME 2009 “International Conference on Mechanical, Aeronautical and Manufacturing Engineering” and publicize in special magazines. The application of detected laws of creatics can achieve not only economic but also environmental savings of manufacturing in industrial area of Ostrava.


Projekt byl obecně zaměřen na zpracování a prezentaci výsledků výzkumu kreativní tvorby produktů ve vysokorychlostním obrábění a navázaní spolupráce se zahraničními univerzitami působícími v oblasti strojírenské technologie.Perspektivní výrobní technologie, za pomocí které je usilováno o prokázání přínosů kreativního přístupu ve výrobě a která řeší mnohé problémy „klasického třískového obrábění“, se nazývá HSC (High Speed Cutting – „vysokorychlostní obrábění“).

- 103 -

Rozhodujícím hybným momentem k zavádění produktivních metod obrábění je zejména složení sortimentu obrobků a rostoucí tlak na kvalitu a ekonomiku výroby.Aplikace rychlostního obrábění přináší nové problémy, ale také významné finanční efekty vyvolané zkrácením strojních i vedlejších časů, při současném zvýšení kvality výrobku.Experimentální část projektu byla realizovaná za spolupráce Institute of Mechanical Technology University of Technology z Poznaně v Polsku (kontaktní osoba prof. Stanislaw LEGUTKO, DSc., PhD., MSc., Eng.).Podstatou experimentu bylo navržení kreativního způsobu řešení výrobního procesu v rámci vysokorychlostního obrábění a srovnat je s konvenčním obráběním. Při experimentálním ověřování přínosů kreatiky ve vysokorychlostním obrábění bylo cílem se zaměřit na výsledné parametry integrity povrchu součásti a stanovit jejich závislosti na řezných parametrech. Integritou povrchu označujeme soubor charakteristik, které popisují funkční vlastnosti povrchu součásti. K těmto charakteristikám především patří:

topografie povrchu (geometrické charakteristiky povrchu);•strukturní a fyzikálně-chemické změny v povrchové vrstvě;•stupeň, hloubka a charakter zpevnění;•smysl, velikost a průběh reziduálních pnutí.•

Cílem experimentu bylo ověřit přínosy kreativního přístup ve vysokorychlostním obrábění, tak aby došlo k poklesu strojních časů při výrobě součásti a tím také k poklesu výrobních nákladů na danou součást za současného zlepšení integrity povrchu součásti. Následně se stanoví ekonomické a ekologické přínosy z navrhnutých řešení a v závěru budou zhodnoceny přínosy kreatiky pro praxi a jejího budoucího rozšíření a uplatnění v jiných výrobních procesech.Výsledky experimentu byly prezentovány na mezinárodní konferenci ICMAME 2009 „International Conference on Mechanical, Aeronautical and Manufacturing Engineering“ pořádané pod záštitou WASET (World Academy of Science Engineering and Technology) v Singapuru.


Zásadním přínosem byla prezentace výsledků výzkum odborníkům a diskuze těchto výsledků na odborné mezinárodní konferenci ICMAME 2009 „International Conference on Mechanical, Aeronautical and Manufacturing Engineering“ pořádané pod záštitou WASET (World Academy of Science Engineering and Technology) v Singapuru. Na konferenci bylo zviditelněno a propagováno pracoviště VŠB-TU Ostrava a Moravskoslezský kraj.Důležitým aspektem projektu bylo rozvinutí spolupráce v oblasti kreativní tvorby produktů v HSC v mezinárodním měřítku. Dosavadní spolupráce v rozvoji progresivních metod obrábění s Institute of Mechanical Technology University of Technology z Poznaně v Polsku (kontaktní osoba prof. Stanislaw LEGUTKO, DSc., PhD., MSc., Eng.) byla posílena provedením dalších experimentů. V rámci návštěvy

- 104 -

Singapuru byla realizována návštěva Nanyang Technological University (NTU) za účelem navázání spolupráce při podávání mezinárodních projektů z oblasti výzkumu a vývoje vysokorychlostního obrábění.Výsledky řešení byly zahrnuty do disertační práce a publikovány v řadě odborných časopisů, na národních i mezinárodních konferencích. Publikace přispějí k rozšíření informací o dané problematice do podvědomí vědeckých pracovníků a pracovníků z praxe. V neposlední řadě budou nabyté zkušenosti zúročeny při výuce odborných předmětů na VŠB-TUO a při lektorování kurzů pro širokou veřejnost Moravskoslezského kraje.

Finanční rozbor





Rozpis ubytování

Ubytování od 24.–31. 8. 2009 15.292 Kč


Rozpis doprava

Zpáteční letenka Praha – Singapur 37.526 Kč


Rozpis strava





Pojištění 2.500 Kč 1.670 Kč



Kurzy zahraničních měn dle ČNB ze dne 24. 8. 2009: 1 USD 17,763Z rozpočtu MSK byly poskytnuty finanční prostředky v celkové výši 67.400 Kč, celkové náklady na realizaci projektu byly 67.039 Kč, nevyčerpaný rozdíl byl vrácen zpět do rozpočtu MSK. Tento projekt byl realizován pouze z prostředků MSK. Vzhledem k omezenému uznatelnému příspěvku na stravu, byly ostatní náklady na stravu hrazeny z vlastních zdrojů.

- 105 -


Projekt byl zaměřen na zpracování a prezentaci výsledků výzkumu v oblasti vysokorychlostního obrábění a nově vzniklé teorie kreativní tvorby produktů. Zásadním přínosem tohoto projektu byla prezentace využití teorie kreatiky v praxi a rovněž aplikace jejích zákonů ve vysoce produktivních technologiích. V současné době jsme jediným pracovištěm v České republice, které se zabývá kreatikou ve vztahu k vysokorychlostnímu obrábění a jejími výhodami pro praxi.Výsledky práce byly podpořeny aktivní účastí na mezinárodní vědecké konferenci ICMAME 2009 „International Conference on Mechanical, Aeronautical and Manufacturing Engineering“. Na konferenci byl prezentován příspěvek s názvem: Influence of High Speed Parameters on the Quality of Machined Surface. Další výsledky práce byly publikovány v následujících sbornících a časopisech:

NOVÁKOVÁ, J.; PETŘKOVSKÁ, L.; BRYCHTA, J.; ČEP, R.; OČENÁŠOVÁ, •L. Influence of High Speed Parameters on the Quality of Machined Surface. In World Academy of Science, Engineering and Technology WASET 2009, Volume 56, ICMAME 2009, International Conference on Mechanical, Aeronautical and Manufacturing Engineering, Singapore 26.–28. August 2009. Singapore: World Academy of Science, Engineering and Technology, Singapore, p. 274-277. ISSN 2070-3720.

NOVÁKOVÁ, J.; BRYCHTA, J. Application the Laws of Creatics at Hign Speed •Machining. Technological Engineering, 2009, volume VI., number 2/2009, Slovak Republic. Žilina: Scientific-Technical Society by University of Žilina, 2009, s. 58–61. ISSN 1336–5967.

NOVÁKOVÁ, J.; PETŘKOVSKÁ, L.; BRYCHTA, J.; STANČEKOVÁ, D. •Influence of Cutting Parameters on Integrity Surface at High Speed Cutting. Transactions of the VŠB - Technical University of Ostrava. Mechanical Series, 2009, ročník LV., číslo 1/2009, Česká republika. Ostrava: VŠB-TUO, 2009, s. 203–209. ISBN 978-80-248-2051-4.Výsledky projektu byly zavedeny do disertační práce nazvané „Kreativní tvorba produktů ve vysokorychlostním obrábění“ zpracovávané na Katedře obrábění a montáže Fakulty strojní VŠB-TU Ostrava.Z analýzy postupů tvorby produktů vznikla nová vědní disciplína o tvoření produktů s názvem kreatika. Řešené technologické úlohy mají rutinní anebo kreativní charakter. Podíl rutinní a tvořivé části úloh je různý v závislosti na řešené úloze. Rutinní části úloh jsou řešeny podle vzorů dřívějších řešení. Kreativní části se řeší metodou pokus – omyl – úspěch. Člověk musí vědět, jak se tvoří produkty, aby jich následně mohl tvořit bez zbytečných omylů. Zkoumání výroby produktů a uplatňování kreatiky jako nové vědní disciplíny v praxi má zásadní význam pro rozvoj vědy a výzkumu.

- 106 -

Globální optimalizace struktury vodních klastrů pomocí evolučních algoritmů

Global optimization of water clusters structure by evolutionary algorithms


Řešitel projektu: Mgr. Karel Oleksy


Klíčová slova: globální optimalizace, evoluční algoritmus, klastr vody, protonovaný klastr vody, klatrát, interakční model, vazebná energie

Keywords: global optimization, evolutionary algorithm, water cluster, protonated water cluster, clathrate, interaction model, binding energy

Anotace

Projekt se zabývá navázáním kontaktu s Institutem fyzikální chemie působícím na Christian-Albrechts-Universität zu Kiel za účelem následné spolupráce, vývojem programu pro optimalizaci struktury čistých vodních klastrů a vodních klastrů s protonovou příměsí a implementací pokročilého interakčního modelu vody. Vazebné energie a rovnovážné struktury klastrů jsou jejich základními charakteristikami, které určují jejich stabilitu a chování v různých podmínkách. Z matematického hlediska je určení vazebné energie úlohou na globální optimalizaci, pro kterou se jako velmi vhodné ukázaly být tzv. evoluční algoritmy. Velký zájem je v současnosti o čisté klastry vody, klastry vody s příměsemi a o tzv. klatráty vody, kdy je uvnitř klastru vody „uvězněn“ jiný atom. Univerzita v Kielu spolupracuje se společností IFM-GEOMAR na řešení otázky stability klatrátů vody obsahujících metan, a to v souvislosti s vlivem metanu na globální změny klimatu a s potenciální možností využití těchto klatrátů jako zdroje energie.Cíli projektu je navázání spolupráce se světově významným pracovištěm zabývajícím se globální optimalizací struktur atomových i molekulárních klastrů pomocí evolučních algoritmů a vyvinutí optimalizačního SW pro hledání rovnovážných struktur čistých klastrů vody a klastrů vody s protonovou příměsí; sestavení pokročilého flexibilního interakčního modelu molekul vody. Plánovaným výstupem práce jsou publikace v mezinárodních vědeckých časopisech a prezentace výsledků na mezinárodních vědeckých konferencích.

Abstract

The aim of this project is to arrange contacts with Institute for Physical Chemistry of Christian-Albrechts-Universität of Kiel, to develop software tool for global optimization of structure of pure water clusters and protonated water clusters, and

- 107 -

to implement advanced realistic water interaction model. As a general approach for global optimization an evolutionary algorithms were chosen, which showed to be successful in this field.


Během pobytu na Christian-Albrechts-Universität zu Kiel jsem pracoval na optimalizačním programu pro globální optimalizaci struktury vodních klastrů (jak flexibilních, tak i rigidních). Na Institutu fyzikální chemie zde působí profesor Bernd Hartke, přední světový odborník na problematiku globální optimalizace struktury klastrů, s nímž jsem průběžný vývoj programu konzultoval.


Přínosem mobility pro Moravskoslezský kraj je zviditelnění Ostravské univerzity v Ostravě a Moravskoslezského kraje celkově, navázání kontaktů mezi Ostravskou univerzitou v Ostravě a Christian-Albrechts-Universität zu Kiel s možností následné dlouhodobé spolupráce na společných výzkumných projektech. Díky implementovanému softwarovému vybavení bude možno získat velké množství nových vědeckých výsledků, jejichž prezentace na mezinárodních vědeckých konferencích a publikování v mezinárodních vědeckých časopisech přispěje k budovaní jména Ostravské univerzity v Ostravě.

- 108 -

Finanční rozborZávěrečné vyúčtování Dotace z rozpočtu MSK: (dotace poskytnuta na základě smlouvy č. 00290/2009/ŠMS)

Poskytnutá dotace Čerpáno z dotace




Rozpis částky za dopravu

Zpáteční letenka Ostrava – Hamburk 7.269 Kč

Doprava Hamburk – Kiel 815 Kč

Doprava Kiel – Hamburk 679 Kč


Rozpis částky příspěvku na stravu

Datum odjezdu 1. září 2009

Datum příjezdu 30. září 2009


Pásmo III. – 360 Kč/den




Kurz zahraniční měny dle ČNB ze dne 1. září 2009 byl 1 € = 25,570 KčZ rozpočtu MSK byly poskytnuty finanční prostředky v celkové výši 51.800 Kč, z čehož bylo čerpáno 24.893 Kč; nevyčerpaný rozdíl byl vrácen zpět do rozpočtu MSK. Celkové náklady na realizaci projektu byly 48.623 Kč. Tento projekt byl realizován z prostředků MSK a prostředků Katedry fyziky Přírodovědecké fakulty Ostravské univerzity v Ostravě. Vzhledem k omezenému uznatelnému příspěvku na stravu byly ostatní náklady na stravu hrazeny z prostředků Katedry fyziky Přírodovědecké fakulty Ostravské univerzity v Ostravě.

Výsledky

Byly implementovány pokročilé interakční potenciály TTM2.1 a TTM3 umožňující počítat interakční energie vodních klastrů; tyto potenciály jsou v současné době používány Skupinou chemické fyziky působící na Katedře fyziky Přírodovědecké fakulty Ostravské univerzity v Ostravě pro termodynamické a strukturní výpočty. Byl vyvinut program založený na evolučních algoritmech, který lze použít pro globální optimalizaci struktury nejen čistých vodních klastrů a protonovaných vodních klastrů, ale také pro globální optimalizaci klastrů atomových, obecný molekulových klastrů, jejich binárních směsí a obecnějších směsí. Vyvinutý program je připraven pro spouštění na multiprocesorových počítačích a vykazuje velmi dobré škálování rychlosti běhu v závislosti na počtu procesorů.

- 109 -

Kruhové orbity v ekvatoriální rovině Kerrovy–Newmanovy–de Sitterovy černé díry

Equatorial circular orbits in the Kerr–Newman–de Sitter spacetimes


Řešitel projektu: Mgr. Martin Petrásek


Anotace

V naší práci se zabýváme vlivem kosmologické konstanty na charakter geodetických kruhových orbit v okolí rotující a nabité Kerrovy–Newmanovy černé díry a nahé singularity. Určujeme podmínky existence geodetik, stanovujeme významné limity, jakými jsou statické poloměry a kruhové fotonové orbity. Diskutujeme existenci, orientaci a stabilitu rovníkových kruhových geodetik. V Kerrově–Newmanově–de Sitterově prostoročase nám jsou díky existenci dvou statických poloměrů generována zcela jiná omezení existence kruhových rovníkových orbit, a to jak plusových tak minusových rodin v porovnání s geometrií s nulovým nábojem. Především v nahosingularitních případech mají nyní plusové rodiny omezení rotačního parametru „shora“. Také, pro některé hodnoty elektrického náboje, kosmologického parametru a rotačního parametru, existují minusové rodiny nejen mezi vnějším statickým poloměrem a minusovou kruhovou fotonovou orbitou, ale také mezi vnitřním statickým poloměrem a vnitřní minusovou kruhovou fotonovou orbitou. Cílem projektu bylo prezentovat tyto výsledky na mezinárodní konferenci relativistické astrofyziky „Fifth Australasian Conference on General Relativity and Gravitation“, která se konala v termínu 15.–18. prosince 2010 ve městě Christchurch na Novém Zélandu.

Abstract

We present influence of the cosmological constant on the character of the geodetical equatorial circular orbits in the rotating and charged Kerr–Newman black-hole and naked-singularity spacetimes. Conditions for the existence of geodesics are determined. Significant limits such as static radius, circular photon orbits are presented. We discuss existence, orientation and stability of the equatorial circular orbits. In the Kerr–Newman–de Sitter spacetime geometry the existence of two static radii implies different situation in both plus- and minus-family circular orbits in comparison with the Kerr–de Sitter spacetimes. Especially in naked singularity case, existence of the so called plus-family orbits is now restricted by the rotational parameter from above. Also, for some values of charge, cosmological parameter and rotational parameter, minus-family orbits exists not only between the outer static radius and minus-family circular photon orbit but also between the inner static radius and minus-family circular photon

- 110 -

orbit. The target of the project was to present this work on the international conference of relativistic “Fifth Australasian Conference on General Relativity and Gravitation”, which has been held from December 15th to December 18th, 2009, in Christchurch, New Zeland.


Cílem projektu byla aktivní účast na konferenci „Fifth Australasian Conference on General Relativity and Gravitation“, která se konala 15.–18. prosince 2009 ve městě Christchurch, na Novém Zélandu. V rámci svého projektu „Kruhové orbity v ekvatoriální rovině Kerrovy– Newmanovy–de Sitterovy černé díry“ jsem původně žádal o dotaci, která mi měla umožnit účast na mezinárodní konferenci relativistické astrofyziky „4th International Meeting on Gravitation and Cosmology,“ která se měla konat 1. až 5. června 2009 v kubánské Santa Clara. Z důvodů, které nebylo možno ovlivnit, došlo ke zrušení této konference. Konferenci pořádala Universidad Central „Marta Abreu“ de Las Villas ve spoluprácí s mexickými kolegy. V důsledku hrozby viru A(H1N1) tzv. „prasečí chřipky“ a zrušení letů mezi Kubou a Mexikem byla konference pro tento rok zrušena. Následně jsem tedy požádal o změnu projektu, která mi byla schválena. V tomto projektu jsme zkoumali vliv kosmologické konstanty na astrofyzikální procesy v blízkosti kompaktních objektů. Na konferenci jsme prezentovali vliv kosmologické konstanty na černoděrové a nahosingularitní prostoročasy prostřednictvím nejjednoduššího možného popisu, tedy skrze rovníkové kruhové geodetiky. Prezentovali jsme podmínky existence těchto geodetik, důležité limity jakými jsou statický poloměr, kruhové fotonové orbity, porovnali pak také rozdíly mezi dosud prozkoumanými procesy ve Schwarzschildově, Schwarzschildově–de Sitterově, Kerrově a Kerrově–de Sitterově geometrii. Součástí prezentace bylo také zobecnění a diskuze na Kerrovu–Newmanovu–de Sitterovu geometrii.


Hlavním přínosem byla vůbec první prezentace Slezské univerzity na této významné konferenci a prezentace našich výzkumů v pacifické oblasti. V Moravskoslezském kraji je Ústav fyziky Slezské univerzity v Opavě jediným pracovištěm, které se zabývá relativistickou astrofyzikou a z pohledu zahraničních institucí je světově uznávaným pracovištěm, jeho pozice tak dává dobré renomé nejen univerzitě, ale také kraji samotnému. Na konferenci byly navázány kontakty s významnými odborníky, se kterými je žadatel stále v odborném kontaktu. Kromě přednášky prezentuje žadatel své výsledky také prostřednictvím sborníkového článku. Dalším významným přínosem pak je, že významné účastníky konference žadatel pozval na pravidelnou a stále významnější konferenci RAGtime, která se každoročně koná v Moravskoslezském kraji v Hradci nad Moravicí a kterou pořádá Ústav fyziky, Slezské univerzity v Opavě.

- 111 -

Finanční rozbor

Závěrečné vyúčtování Dotace z rozpočtu MSK: (dotace poskytnuta na základě smlouvy č. MSK 00318/2009/ŠMS




Rozpis ubytování

Hotel Pavilions Christchurch 11.921,98 Kč

Hostel Backpackers, Melburne 600 Kč

Doprava 2.500 Kč 6.615,47 Kč

Rozpis doprava

Airport Bus (Airport – Christchurch) 190,65

Tramvaj (místní doprava) 49,60

Tramvaj (místní doprava) 92,80

Airport Shuttle Bus (Airport – Hotel)

256,00

Airport Shuttle Bus (Hotel – Airport) 256,00

Bus MHD 35,59

Bus MHD 35,59

Bus MHD Christchurch – Airport 95,33

Letištní poplatek („Departure Tax“) 317,75

Bus airport express Letiště – Hl. Nádraží

50,00

Vlak Opava – Praha 488,00

Místenka Pendolino (Praha – Ostrava) 200,00

Vlak Praha – Opava 465,00

Místenka Pendolino (Praha – Ostrava) 200,00

Letenka MLB – CHR 3 883,16

Příspěvek na stravu nepožadován



Rozdíl: 8.485 Kč – vráceno do rozpočtu MSK.

- 112 -

Kurzy zahraničních měn dle ČNB ze dne 10. 12. 2009

1 AUD 1 NZD16,00CZK 12,71 CZK

Z rozpočtu MSK byly poskytnuty finanční prostředky v celkové výši 30.800 Kč, celkové náklady na realizaci projektu byly 22.315 Kč, nevyčerpaný rozdíl byl vrácen zpět do rozpočtu MSK. Tento projekt byl realizován prostředků MSK a z prostředků poskytnutých domácí institucí žadatele.

Stručný úvod do problematiky přednášené práce

Řešením Einsteinových rovnic gravitace pro prostoročas generovaný rotujícím a nabitým kompaktním objektem (jakými jsou například černé díry) a zahrnující nenulovou hodnotu kosmologické konstanty je Kerrova–Newmanova–de Sitterova geometrie. Kerrova–Newmanova–de Sitterova geometrie je tedy s velkou pravděpodobností obrazem nejkomplexnějšího popisu v přírodě existujících černých děr. Energetické zdroje kvasarů a aktivních galaktických jader jsou dnes s určitou samozřejmostí akceptovány jako akreční disky okolo supermasivních černých děr a nenulový moment hybnosti u takových černých děr je tedy zřejmý. Z mnoha nezávislých pozorování supernov 1a typu bylo navíc prokázáno, že rozpínání vesmíru se zrychluje, což ve svém důsledku celkem nezvratně ukazuje na existenci a opodstatněnost pozitivní (i když velmi malé) hodnoty kosmologické konstanty. Naopak hodnota elektrického náboje je spekulativní a teoretická. Dosud neznáme jediného kandidáta (černou díru), která by se vůči svému okolí projevovala existencí elektrického náboje. To však neznamená, že můžeme takovéto případy vyloučit. Absence vlivu elektrického náboje totiž může mít hned několik vysvětlení. Buďto mají dosud pozorované objekty hodnotu elektrického náboje velmi malou a našimi přístroji tento vliv nedokážeme zaznamenat, anebo mohou být černé díry s významnou hodnotou elektrického náboje natolik vzácné, že jsme se s nimi dosud nesetkali. Navíc se v poslední době ukazuje, že náboj může být brán také jako matematické řešení ukazující na jiné parametry prostoročasů generovaných kompaktními objekty (např. záporná hodnota elektrického náboje může být interpretována jako tzv. přílivový náboj, který hraje významnou roli v bránových modelech vesmíru).V naší práci jsme se zabývali hledáním ekvatoriálních kruhových orbit v rovníkové rovině, kde je popis takových dějů nejjednodušší. Práce je přitom pokračováním již dříve publikovaných výsledků (Stuchlík, Hledík 2000) a (Stuchlík, Slaný 2004) a spojuje v sobě metody použité v obou článcích. Pohyb testovací částice je dán geodetickou rovnicí. S použitím výsledků získaných Carterem (1973) můžeme najít efektivní potenciál a získat body obratu radiálního pohybu. Následně nacházíme vztahy pro specifickou energii a specifický úhlový moment hybnosti kruhových trajektorií stejně jako toho dosáhl Bardeen (1973) v případě Kerrovy geometrie. Rozborem podmínek existence nacházíme hraniční podmínky, kterými jsou kruhové fotonové orbity a statický poloměr. Řešení se zdá být zdánlivě jednoznačné, avšak

- 113 -

s ohledem na množství parametrů a skutečnost, že naše geometrie není asymptoticky plochá, se klasifikace kruhových orbit komplikuje a není triviální ani její vyjádření pro černoděrové a nahosingularitní prostoročasy. Z řešení však vyplývá, že oproti Kerrově–de Sitterově geometrii jsou ekvatoriální kruhové orbity v Kerrově–Newmanově–de Sitterově geometrii v rotačním parametru omezeny shora. Navíc, v nahosingularitních prostoročasech existuje více výskytů tzv. minusových rodin, což je dáno existencí dvou statických poloměrů, které vznikají v důsledku vlivu nenulové hodnoty elektrického náboje černé díry.

Naše práce nemá dosud dokončenu část diskutující stabilitu kruhových orbit a kompletní klasifikaci kruhových orbit. Řešitel předpokládá, že tato část by měla být dokončena v roce 2010.

- 114 -

Aplikace a využití velkoobjemových průmyslových odpadů z metalurgie železa v geopolymerních systémech

Application of industrial iron and steel metallurgy waste in geopolymer system


Řešitel projektu: Ing. Jiří Petrů

Název výzkumné instituce: FAST, VŠB-TUO, Katedra stavebních hmot a hornického stavitelství

Klíčová slova: Alkalicky aktivované látky, geopolymery, ocelářská struska, vysokopecní struska, pojivové systémy, odpadní materiály

Keywords: Alkalically activated substances, geopolymers, steel slag, blast furnace slag, binding systems, waste materials

Anotace

Podstatou předkládaného projektu bylo navázání bližší spolupráce se dvěma zahraničními univerzitami (maďarskou College of Nyíregyháza a rumunskou North University of Baia Mare) v oblasti „alkalicky aktivovaných látek“ s případným vytvořením společného mezinárodního projektu z oblasti vědy a výzkumu týkající se daného tématu. Dále pak zaměření na vzájemnou výměnu studentů, pedagogů, výzkumných pracovníků a zkušeností z výuky odborných předmětů. Součástí byla prezentace odborného příspěvku týkající se tématu využití průmyslových odpadů z metalurgie železa v geopolymerních systémech na mezinárodní konferenci „INTERNATIONAL MULTIDISCIPLINARY CONFERENCE, Nyíregyháza, Hungary“ pořádané dvěma univerzitami – maďarskou College of Nyíregyháza a rumunskou North University of Baia Mare ve dnech 21.–22. května 2009 v Nyíregyháza v Maďarsku.Projekt se obecně zabývá výzkumem dvou základných aspektů. Jednak vývojem vhodné receptury geopolymerního pojiva na bázi alkalicky aktivovaných hutních strusek a dále pak možnostmi využití stavebních, demoličních a zejména těžebních odpadů jako plniva v geopolymerních systémech na bázi alkalicky aktivovaných metalurgických strusek. Neoddělitelnou součástí je taktéž studium vlastností stavebních, demoličních a těžebních materiálů s následným výběrem vhodných substrátů pro anorganické polymery na bázi alkalicky aktivovaných hutních strusek.

- 115 -

Abstract

The principle of this project was sign on the cooperation with abroad university (North University of Baia Mare, Romania and College of Nyíregyháza, Hungary) in alkali activated materials and create joint international project research and development. Further to the exchange of students, university teachers, researchers and education skills in technical subjects teaching.The part of the project was presentation expert contribution concerning given to theme (usage industrial waste disposal from ferrous metallurgy in geopolymeric systems) at international conference “INTERNATIONAL MULTIDISCIPLINARY CONFERENCE, Nyiregyhaza, Hungary” realized by two universities – Hungarian College of Nyiregyhaza, Romanian North College of Baia Mare during days 21th–22nd May 2009 in Nyíregyháza, Hungary. The project was dealing with the research of two following aspects. Partly with the development suitable recipe geopolymeric binders of alkali activated iron metallurgy slags and the possibilities of use building, demolition and mining waste as filling mass in geopolymeric systems of alkali activated iron metallurgy slags. The inseparable part of project was the study of charakteristics of use building, demolition and mining waste with subsequent by selection suitable substrates for anorganics polymers of alkali activated iron metallurgy slags.


Projekt byl realizován v rámci dlouhodobého výzkumu oblasti alkalické aktivace na Katedře stavebních hmot a hornického stavitelství, Fakulty stavební, VŠB-TUO. Vedle navázání bližší spolupráce se dvěma zahraničními univerzitami, maďarskou College of Nyíregyháza a rumunskou North University of Baia Mare (vytvoření společného mezinárodního projektu z oblasti vědy a výzkumu týkající se daného tématu, reciproční výměna studentů, pedagogů a výzkumných pracovníků, konzultace vedoucí k výměně zkušeností v rámci výuky odborných předmětů aj.) byla stěžejní částí tohoto projektu účast na mezinárodní konferenci „INTERNATIONAL MULTIDISCIPLINARY CONFERENCE, Nyiregyhaza, Hungary“ pořádané dvěma univerzitami – maďarskou College of Nyíregyháza a rumunskou North University of Baia Mare ve dnech 21.–22. května 2009 v Nyíregyháza v Maďarsku. Na této konferenci byl prezentován následující příspěvek:PETRŮ, J.; VAVRO, M.; TOMKOVÁ, V.; VLČEK, J. Application of industrial iron and steel metalurgy waste in geopolymer systems. In Sbor. International Multidisciplinary Conference 8th Edition, p. 287–294, 21.–22. May 2009, College Of Nyiregyhaza, Hungary, Nyiregyhaza, Hungary. ISSN 1224-3264.Po přednesení vlastního příspěvku následovala otevřená diskuse, během níž byly zodpovězeny dotazy a připomínky posluchačů z řad odborné veřejnosti. Podařilo se tímto získat mnoho cenných a podnětných připomínek, které tímto razantně přispívají k budoucímu rozvoji dané problematiky.

- 116 -


Geopolymerní pojiva a kompozitní systémy představují látky, které jsou z hlediska jejich výroby, daleko méně energeticky a ekonomicky náročné a ekologicky podstatně šetrnější k životnímu prostředí než klasická pojiva na bázi portlandského slínku. Z tohoto pohledu lze geopolymery označit jako nízkoenergetická a ekologicky přijatelná pojiva, jejichž výroba daleko lépe koresponduje s principem trvale udržitelného rozvoje, než je tomu u pojiv portlandských. Zásadním přínosem řešeného projektu jsou vedle využití stavebních, demoličních a těžebních odpadních materiálů zejména aplikace velkoobjemových průmyslových odpadů z metalurgie železa, konkrétně vysokopecních a pánvových strusek z výroby oceli. Strusky z druhotné metalurgie nemají prozatím v současné době žádné zásadní praktické využití. Jejich aplikací v geopolymerech tak může být dosaženo kvalitního materiálového využití druhotných surovin, produkovaných v průmyslovém regionu Ostravska.

Finanční rozbor

Závěrečné vyúčtování Dotace z rozpočtu MSK:(dotace poskytnuta na základě smlouvy č. 00256/2009/ŠMS)

Druh nákladů Přiznaná výše dotace

Skutečné náklady hrazeny z MSK

Tvůrčí činnost, mobility




Příspěvek na stravu 600 Kč 600 Kč

Zdravotní připojištění 400 Kč 250 Kč

CELKEM 16.700 Kč 16.700 Kč


Země Měna Množství Kód Kurz

Maďarsko Forint 1 HUF 9,581

Z rozpočtu MSK byly poskytnuty finanční prostředky v celkové výši Kč 16.700 Kč celkové náklady na realizaci projektu byly Kč 16.700 Kč. Tento projekt byl realizován pouze z prostředků MSK. Vzhledem k omezenému uznatelnému příspěvku na stravu, byly ostatní náklady na stravu hrazeny z vlastních zdrojů.

- 117 -


Geopolymerní systémy jako takové jsou materiály s velkým potenciálem využití do budoucna. Problematice alkalické aktivace je v současné době věnována celosvětově značná pozornost. Tyto materiály jsou velmi žádané, jelikož jsou při jejich výrobě používány materiály zejména odpadního charakteru. Materiály vznikající alkalickou aktivací mají celou řadu výhod a je možné připravit pojiva širokého spektra požadovaných vlastností. Mezi hlavní výhody patří zejména vysoká pevnost v tlaku, dlouhodobá stálost bez ztráty původních vlastností, nízké smršťování, rychlé nebo pomalé tuhnutí, vysoká odolnost vůči působení korozivního prostředí, odolnost vůči působení vysoké teploty (do cca 1200°C), nízká tepelná vodivost, vyšší vodonepropustnost a mrazuvzdornost, schopnost imobilizovat toxické odpady aj. Významnou skupinu alkalicky aktivovatelných látek tvoří strusky z metalurgie železa a oceli. Roční produkce v České republice se pohybuje kolem 2 000 kt vysokopecní strusky a 1 200 kt ocelářské strusky. Značná část strusek je stále ukládána na skládky. Materiálové využití vysokopecní strusky v ČR dosahuje v současnosti téměř sta procent – můžeme tedy hovořit o velmi dobré úrovni. Ovšem využití strusky ocelářské na takové úrovni zdaleka není. Jednoznačně tvrzení, že strusku je možné v dnešní době považovat za velmi cennou surovinu, je více než oprávněné. Aplikace těchto systémů do průmyslové praxe by tak přinesla úsporu finančních prostředků, které je nutno každoročně vynakládat na sanace betonových a dalších konstrukcí.

- 118 -

Vybrané problémy teorie čísel v mezinárodním vědeckovýzkumném kontextu

Sampled problems from number theory in international research context


Řešitel projektu: RNDr. Simona Pulcerová, Ph.D.

Název výzkumné instituce: Katedra matematických metod v ekonomice, Ekonomická fakulta, VŠB-TU Ostrava

Klíčová slova: iracionalita, řetězovozlomková míra iracionality

Key words: irrationality, continued fractional measure of irrationality

Anotace

Oblast mého zájmu se zabývá iracionalitou, iracionálními posloupnostmi, lineární nezávislostí nekonečných řad a lineární nezávislostí posloupností.První zmínky o problémech z teorie čísel můžeme nalézt už ve starodávném Řecku. Mezi nejdůležitější matematiky té doby patří Pythagoras, Euklides, Eratosthenes, Diophantus, Fibonacci a další. Většina výsledků v matematice však spadá do novodobějšího období dějin matematiky, do období asi od 15. století. Co se týče teorie iracionality a transcendence, hlavní zlom nastává až v 18. století. Nejdříve Euler dokázal v roce 1744 iracionalitu čísel log a, kde a je kladné racionální číslo nerovnající se 1. Později Lambert dokázal v roce 1766 iracionalitu čísla a čísla e. Dnes už známe mnohem více výsledků týkajících se iracionality reálných čísel. Mezi novodobé významné matematiky zabývající se iracionalitou a transcendencí patří Badea, Erdos, Hančl, Sándor, Straus a další. Jejich výsledky můžeme najít v různých matematických časopisech zabývajících se teorií čísel.Hlavním výsledkem je článek, Jaroslav Hančl, Tapani Matala-aho, Simona Pulcerová, Řetězovozlomková míra iracionality. V úvodu tohoto článku je definice řetězovozlomkové

míry iracionality, která je následující. Nechť [ ],, 21 aaa = je rozvoj řetězového zlomku

přičemž +∈ Zan pro každé +∈ Zn . n -tý řetězový zlomek je roven [ ]nn

n aaaqp ,,, 21 =

Míru iracionality čísla a definujeme jako ( )n

nqn q

paaIn

−−=∞→

loginflim . Dále

( ) ( ) [ ]{ }+∈== ZccacayyIaC n,,,;inf 2211 nazýváme řetězovozlomkovou mírou

iracionality čísla a přičemž [ ],, 21 aaa = je rozvoj řetězového zlomku a ( )xI je míra

iracionality čísla x . Dále zde uvádíme věty včetně důkazů týkající se ( )aI a ( )aC a také nějaké příklady.

- 119 -

Abstract

The area of my interest deals with the irrationality, irrational sequences, linearly independent sums of series and linearly unrelated sequences.The first reference to problems concerning the issue of the number theory dates back as far as the time of ancient Greece. Pythagoras, Euklides, Eratosthenes, Diophantus, Fibonacci and others rank among the most significant mathematicians of that time. The majority of results in Mathematics, however, belong to more modern times in the region of 15th century. As far as the theory of irrationality and transcendence are concerned, the turning point does not take place until 18th century. Firstly, in 1744 Euler proved the irrationality of real numbers, log a, where a is a positive rational number that is not equal to 1. Later, in 1766 Lambert proved the irrationality of the number and, successively, he proved the irrationality of the number e. At present, we know many more results concerning the irrationality of the real numbers. Badea, Erdos, Hančl, Sándor, Straus and others rank among the mathematicians of the modern age who deal with the transcendence and irrationality. Their results we can find in various mathematical journals from number theory. The main result is paper, Jaroslav Hančl, Tapani Matala-aho, Simona Pulcerová, Continued fractional measure of irrationality. In the introduction of this paper is definition of the continued fractional measure of irrationality which is following.

Let [ ],, 21 aaa = be the continued fraction expansion such that +∈ Zan for each

+∈ Zn . The n -th partial fraction is equal to [ ]nn

n aaaqp ,,, 21 = . The measure of

irrationality of the number a we define as ( )n

nqn q

paaIn

−−=∞→

loginflim . We call

( ) ( ) [ ]{ }+∈== ZccacayyIaC n,,,;inf 2211 the continued fractional measure of

irrationality for the number a while [ ],, 21 aaa = is its continued fractional expansion

and ( )xI is the measure of irrationality of the number x . Then we introduce theorems

with proofs about ( )aI and ( )aC and also some examples.


Hlavním cílem tohoto projektu byla příprava publikace v zahraničním recenzovaném časopise na základě spolupráce s významnými pracovníky zahraniční univerzity a následné seznámení odborné veřejnosti s těmito novými výsledky.Ve dnech 9. 7. 2009–11. 8. 2009 jsem pobývala v Liverpoolu ve Velké Británii. Na University of Liverpool, Department of Mathematical Sciences jsem se účastnila speciálního semináře z teorie čísel. Během svého pobytu jsem měla přednášku na semináři na téma míra iracionality. Tento příspěvek je součástí článku „Continued

- 120 -

fractional measure of irrationality“, který byl vytvořen během mého pobytu v Liverpoolu. Mobilita mi dále umožnila studium zahraničních publikací v zahraniční knihovně a výměnu názorů a znalostí v rámci odborného semináře. Výsledek této spolupráce bude završen v článku publikovaném v uznávaném zahraničním časopise.Uvedené výsledky budou také prezentovány na 20. česko-slovenské mezinárodní konferenci z teorie čísel. Na této konferenci budou přítomni odborníci na teorii čísel nejen z České republiky a Slovenska, ale i z dalších států Evropy a z celého světa.


Největším přínosem této mobility pro Moravskoslezský kraj je vědecká spolupráce se zahraniční univerzitou. Dají se očekávat nejen výsledky mobility ve formě publikace v recenzovaném časopise a přednášky na mezinárodní konferenci z teorie čísel, ale také pokračování spolupráce mezi univerzitami. Uvedená mobilita a publikace přispívá k rozvoji matematické disciplíny na evropské úrovni, rovněž k rozvoji týmové práce nejen vědeckých týmů mladých a zkušených pracovníků z EkF VŠB-TUO a PřF Ostravské univerzity, ale i v mezinárodním kontextu.

- 121 -

Finanční rozbor

Závěrečné vyúčtování Dotace z rozpočtu MSK: dotace poskytnuta na základě smlouvy č. 00288/2009/ŠMS




Rozpis ubytování

od 9. 7. 2009 do 11. 8. 2009, 33 nocí po 60 GBP/noc, 1 980 GBP


Rozpis doprava

Ostrava – Krakov – Ostrava 479 Kč

Krakov – Liverpool – Krakov 3.099 Kč

MHD – Liverpool 1.987 Kč


Rozpis strava

Datum odjezdu: 9. 7. 2009

Datum příjezdu: 11. 8. 2009

Strava hrazena 32 dnů

Pásmo II., 420 Kč/den




Kurzy zahraničních měn dle ČNB dne 9. 7. 2009, 1 GBP = 30,104 Kč.Z rozpočtu MSK byly poskytnuty finanční prostředky v celkové výši 80.000 Kč. Celkové náklady na realizaci projektu byly 78.611 Kč, nevyčerpaný rozdíl 1.389 Kč byl vrácen zpět do rozpočtu MSK. Tento projekt byl realizován pouze z rozpočtu MSK.

- 122 -

Prediction of sheeting failure by the theory of fictitious elastic strain at failure

Prediction of sheeting failure by the theory of fictitious elastic strain at failure


Řešitel projektu: Ing. Miroslav Rosmanit, Ph.D.

Název výzkumné instituce: Vysoká škola báňská-Technická univerzita Ostrava, Stavební fakulta, Katedra konstrukcí

Anotace

Tento projekt se zabývá prezentací výsledků výzkumu na Katedře konstrukcí, Fakultě stavební, VŠB-TU Ostrava. Na výzkumu podobné problematiky se podílí řada, především zahraničních, odborníků. Výsledky byly prezentovány formou přednášky v angličtině na mezinárodní vědecké konferenci „12th International Conference on Civil, Structural and Environmental Engineering Computing“, která se konala ve Funchalu na Madeiře ve dnech 1. až 4. 9. 2009. V popisu projektu je uveden abstrakt přednášky, která byla prezentována. Cílem tohoto projektu je prezentace výsledků dosažených ve výzkumu jedné z dílčích oblastí návrhu tenkostěnných za studena tvarovaných konstrukcí. Tenkostěnné za studena tvarované ocelové profily jsou v dnešní době stále častěji využívány v konstrukcích hal, trapézové plechy a tenkostěnné kazetové profily pak tvoří opláštění a střešní krytiny mnoha dalších moderních staveb v našem okolí. Protože se tyto konstrukce používají opakovaně, je velmi důležité z hlediska hospodárnosti návrhu co nejlépe vystihnout jejich skutečné chování. Za studena tvarované ocelové profily nejsou tak masivní jako běžné profily válcované za tepla a proto u nich nelze použít podobné návrhové postupy, jako pro tlustostěnné průřezy. Teoretickou analýzou tenkostěnných ocelových konstrukcí a jejich částí se zabývají mnohá zahraniční pracoviště.Ocelové konstrukce tvoří vzhledem k industriálnímu charakteru Moravskoslezského kraje významnou skupinu stavebních objektů. Nemalá část těchto konstrukcí je tvořena tenkostěnnými profily, jejichž návrh se výrazně liší od návrhu klasických tlustostěnných ocelových konstrukcí. Autor projektu se domnívá, že výzkum v oblasti tenkostěnných ocelových konstrukcí je vzhledem k dalšímu rozvoji Moravskoslezského kraje přínosný. Uplatnění výsledků, dosažených při řešení projektu, lze očekávat jak při návrhu nových ocelových konstrukcí, tak také při analýze a případném hodnocení stavu konstrukcí stávajících.

- 123 -

Abstract

This project is intended to present the research results of Department of Constructions, Faculty of Civil Engineering at VŠB – Technical University of Ostrava. Many abroad specialists participate at this research. Conclusions will be presented in lecture form at International scientific conference “12th International Conference on Civil, Structural and Environmental Engineering Computing”, which take place in Funchal, Madeira. Lecture abstract is stated in project description.First-generation sheeting may fail if loaded by combined bending moment and concentrated load. Due to the concentrated load the imperfection of the plate can increase rapidly, this imperfection can be predicted by an existing method. In this paper the post-buckling strength of uniformly loaded square simply supported thin plates with sinusoidal shaped initial imperfections and longitudinal edges free to wave in plane is discussed. To predict the elastic post-buckling behavior of plates a large-deflection solution is proposed. Determining the post-buckling strength as the elastic load corresponding to first membrane yield gives very conservative results for some plates. More accurate strength prediction is obtained by using empirical expressions for a fictitious elastic strain at failure. The new prediction method is compared with Eurocode3 and Marguerre’s solution on experimentally tested sheetings.


Projekt byl zahájen přípravou a zpracováním výsledků, kterých bylo dosaženo v průběhu posledních let výzkumu tenkostěnných za studena tvarovaných ocelových profilů. Byla vypracována plná verze příspěvku, který byl prezentován na mezinárodní konferenci.Samotný příspěvek byl prezentován na mezinárodní konferenci 12th International Conference on Civil, Structural and Environmental Engineering Computing, kterou pořádal Civil-Comp Ltd., jmenovitě profesor Barry H. V. Topping (Edinburgh, Skotsko), profesor L. F. Costa Neves (Coimbra, Portugalsko) a profesor R. C. Barros (Porto, Portugalsko). Konference se konala ve Funchalu na Madeiře.V závěru tohoto příspěvku je vložena zkrácená verze článku, který byl prezentován na konferenci. Po přednesení příspěvku následovala otevřená diskuse, během které byly zodpovězeny dotazy a faktické připomínky posluchačů z řad odborné veřejnosti. Především diskusi s renomovanými odborníky (prof. H. Voss, prof. J. Blachut a C. T. F. Ross) lze označit za nejpřínosnější část pobytu předkladatele projektu na konferenci. Především bylo diskutováno téma dalšího postupu při výzkumu a jeho uplatnění v praxi – předložení ucelené části výzkumu sekci odborníků zabývajících se evropskými normami.První den konference byly na programu úvodní přednášky a vyhodnocení nejlepších příspěvků konference (Young Researcher‘s Best Paper). Druhý den byla zahájena jednání v několika sekcích. Součástí konference bylo také několik vyžádaných přednášek převyšujících rámec klasické konference. Příspěvek řešitele projektu byl prezentován čtvrtý (poslední) den konference v sekci Plate and Shell problems (Problematika stěn a skořepin).

- 124 -


Jako přínos tohoto projektu uvádím prezentaci výsledků výzkumu Katedry konstrukcí, FAST VŠB-TU Ostrava na mezinárodní vědecké konferenci. Také dojde k zviditelnění a propagaci jednoho z vědeckých pracovišť VŠB-TU Ostrava a Moravskoslezského kraje. Výsledky výzkumu budou také prezentovány studentům v rámci výuky předmětu Ocelové a dřevěné konstrukce. Řešitel projektu byl opět přizván k účasti na další konferenci – CC2010 The 10th International Conference on Computational Structures Technology, 14–17 September 2010, Valencia, Spain.

Finanční rozbor

Závěrečné vyúčtování Dotace z rozpočtu MSK: (dotace poskytnuta na základě smlouvy č. 00415/2009/ŠMS



Ubytování 12. 000 Kč 9. 342 Kč

Rozpis ubytování

(placeno bankovním převodem) 367,5 €


Rozpis doprava

Letenka Praha – Lisabon – Funchal a zpět 11.629 Kč

autobus MHD Ostrava 15 Kč

vlak Ostrava – Praha 225 Kč

vlak Ostrava – Praha – místenka 200 Kč

airportexpres MHD Praha 50 Kč

vlak Praha – Ostrava 225 Kč

vlak Praha – Ostrava – místenka 200 Kč


Rozpis strava




Pásmo III 360 Kč/den




- 125 -


Měna Euro Kč

Kurz 1 25,42

Z rozpočtu MSK byly poskytnuty finanční prostředky v celkové výši 45.800 Kč, celkové náklady na realizaci projektu byly 40.034 Kč, nevyčerpaný rozdíl byl vrácen zpět do rozpočtu MSK. Tento projekt byl realizován pouze z prostředků MSK. Vzhledem k omezené možnosti čerpání příspěvku na dopravu (taxi Funchal – neexistence městské dopravy z letiště do hotelu), byly ostatní náklady hrazeny z vlastních zdrojů.


Základním nosným prvkem opláštění moderních konstrukcí hal bývá nejčastěji trapézový plech, který má několik stupňů tvarování příčného řezu (množství podélných nebo příčných výztuh). Protože se tato opláštění využívají opakovaně, je velmi důležité z hlediska hospodárnosti návrhu co nejlépe vystihnout skutečné chování konstrukce při zatížení. Běžnou praxí při návrhu je využití dimenzačních tabulek dodávaných výrobci, které jsou převážně stanovovány experimentálně. Běžné postupy výpočtu únosnosti těchto profilů jsou velice zdlouhavé a složité, navíc nezohledňují možné pokritické rezervy únosnosti tenkostěnných průřezů, které mohou být až v desítkách procent. Užším tématem tohoto projektu je ověření nového analytického výpočetního postupu výpočtu únosnosti tlačeného tenkostěnného pásu se zahrnutím vlivu počátečních imperfekcí, který je základní částí konstrukčního systému trapézového plechu. Teoretickou analýzou tohoto konstrukčního systému se zabývají také mnohá zahraniční pracoviště. Postup výpočtu navržený v projektu je plně analytický, dává celkové povědomí o únosnosti posuzovaných částí trapézového plechu a dokáže také z části vystihnout pokritickou rezervu únosnosti. V porovnání s výpočetními postupy danými v normě dává prezentovaný výpočetní postup srovnatelnou nebo dokonce lepší kvalitu výsledků a může být proto považován za alternativu k normovému výpočtu.Navržené analytické řešení problému je založeno na metodě fiktivních elastických přetvoření při porušení tlačené stěny. V závislosti na módu porušení konstrukce, byl navržen postup výpočtu a kritérium únosnosti. Výpočetní model byl konfrontován s již vytvořeným analytickým postupem (Hofmeyer, Bakker) a také s výpočetním postupem dle platných evropských norem. Porovnání bylo provedeno s experimentálně ověřenými konstrukcemi (196 exp.), provedenými na několika světových vědeckých pracovištích v dřívějších letech.


1. Základním kritériem výpočtu je stanovení okrajových podmínek, které musí být dodrženy (geometrie, uložení stěny, zatížení, povolené deformace).2. Dalším problémem je určení počátečních imperfekcí. Nejčastějším řešením těchto imperfekcí je tvar který aproximuje první vlastní tvar konstrukce (tvar nejjednoduššího vybočení při dosažení kritického napětí) – v našem případě je to tvar dvou na sebe kolmých sinových polovln s amplitudou uprostřed stěny.

- 126 -

3. K přesnému řešení tak složitého problému je zapotřebí využití vyspělého výpočetního programu, který dokáže postupně přitěžovat zadanou konstrukci (silově nebo předepsanými deformacemi). Řešení je zde možné pouze metodou konečných prvků, resp. pásů. Náročnost takového řešení a softwarového vybavení je pro běžnou praxi nevhodná.4. Navržená metoda výpočtu a celé analytické řešení nahrazuje při známé geometrii stěny a velikosti počátečních imperfekcí numerické řešení s dostatečnou přesností. Navržená metoda výpočtu je ověřena pro základní (nejběžnější) případy, které se vyskytují v běžné praxi. Přesto však nepokrývá veškeré možné případy. Zde se nabízí pole působnosti pro další výzkum v této oblasti.

Výsledky

Přiložená tabulka porovnává výsledky porovnání správnosti výpočetních postupů dle evropských norem (EC3), stávajícího analytického postupu (A), nově navrženého analytického postupu (B) a reprezentativního vzorku z nově navrženého analytického postupu (C). Z porovnání je patrná průměrná shoda výsledků, metoda (B) je přesnější než složitější metoda (C) a je srovnatelná s metodou doporučenou normami (která ale nevychází z reálného chování tlačené stěny, pouze simuluje nejdůležitější vlastnosti). Z porovnání výsledků (B) a (C) vyplývá, že i když byl nově navržený výpočetní postup odvozen pro omezený rozsah imperfekcí a štíhlostí je možné jeho výsledky aplikovat globálně.V dalším výzkumu by bylo vhodné rozšířit a ověřit navržený výpočetní postup také pro jiné způsoby uložení, zatížení a geometrie, v případě úspěchu by mohla být vypracována obecná metodika návrhu těchto typů konstrukcí, která by byla plně analytická a zároveň dostatečně jednoduchá pro běžnou inženýrskou praxi. Již v této fázi výzkumu je možno prezentovaný výpočetní postup považovat za alternativu k normovému výpočtu. Přesto je stále zapotřebí dalšího vývoje zvláště v oblasti vzorků, ve kterých nebylo dosaženo potřebné kvality výsledků (přibližně v 15 % výsledků byla chyba větší než 20 %, dalších 15 % výsledků vykazuje chybu v určení maximální únosnosti v rozmezí 15 a 20 %). Normový postup vykazuje podobnou kvalitu výsledků.

- 127 -

Tab. 1: Porovnání výsledků dle jednotlivých metod výpočtu

Suma experimentů: 196 (12+135+12+37) – dle autorů EC3 A B C

průměr (Fu / Fu,EXP) 0,994 0,856 0,967 1,011

směrodatná odchylka (Fu / Fu,EXP) 0,156 0,131 0,140 0,143

korelace (Fu - Fu,EXP) 0,977 0,981 0,984 0,973

medián (Fu / Fu,EXP) 1,000 0,830 0,947 0,981

maximum (Fu / Fu,EXP) 1,418 1,268 1,423 1,423

minimum (Fu / Fu,EXP) 0,641 0,475 0,520 0,645

variační koeficient (Fu - Fu,EXP) 0,157 0,153 0,144 0,141

Obr. 1: Přehled počátečních imperfekcí a štíhlostí zkoušených vzorků, ohraničení numerického modelu (pro odvození, ne pro platnost výpočetního postupu)

0,0

1,0

2,0

3,0

4,0

0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0

experiments FEM rangew 0 /t

λ

- 128 -

Hypotéza efektivních trhů na finančních trzích v České republice a v zahraničí v kontextu současné finanční krize

Efficient market hypothesis on financial markets in Czech Republic and abroad in terms of financial crisis


Řešitel projektu: Ing. Petr Seďa, Ph.D.

Název výzkumné instituce: Katedra matematických metod v ekonomice, Ekonomická fakulta, VŠB-TU Ostrava

Klíčová slova: tržní efektivita, informace, náhodná procházka, martingale, finanční krize

Keywords: market efficiency, information, random walk, martingale, financial crisis

Anotace

Tento projekt se zabývá prezentací výsledků výzkumu na Katedře matematických metod v ekonomice, Ekonomické fakultě, VŠB-TU Ostrava, navíc přispívá k diskusi o efektivnosti rozvíjejících se finančních trhů v tranzitivních ekonomikách, stejně jako v ekonomikách vyspělých. Problematika tržní efektivnosti je tématem vysoce aktuálním, a to zejména v současné době, kdy některé země procházejí finanční krizí. Předkládaný projekt navíc plynule navazoval na výsledky a znalosti dosažené při předchozím studiu a zpracovávání disertační práce. Základním vědeckým cílem navrhovaného projektu je empirické posouzení potenciální existence efektivního trhu se zaměřením na finanční trh v České republice a ve vybraných tržních ekonomikách (např. Španělsko, USA), s využitím vybraných jednodušších i náročnějších statistických metod a ekonometrických modelů za použití empirických dat v období od roku 2003 do roku 2009 a to v kontextu finanční krize. K tomuto hlavnímu cíli projektu směřují i jednotlivé dílčí cíle, které budou v projektu sledovány, a to: dopad současné finanční krize na informační efektivnost finančních trhů, reálnost institucionálních podmínek efektivních trhů, využití modernějších a náročnějších metod testování (nelineární modely), sledování dynamiky vývoje efektivnosti finančních trhů v České republice a zahraničí.

Abstract

This project is intended to present the research results of Department of Mathematical Methods in Economics, Faculty of Economics at VŠB – Technical University of Ostrava. In addition, this project is aimed to the discussion on the efficiency of newly emerged financial markets in transition economies and developed economies as well

- 129 -

in connection with financial crisis. The problem of the efficiency is up-to-date theme, especially during financial crisis which has been occurred in some countries. Proposed project became as a continuing of results and knowledge which have been reached upon previous research and creation of dissertation thesis. The principal scientific goal of the proposed project is an empirical evaluation of potential livelihood of efficient financial markets in Czech Republic and in selected market economies (Spain, USA etc.) in terms of financial crisis. We used selected simple and more sophisticated statistical methods as well and econometric models using empirical data in period from 2003 until 2009. With this main goal we adjust also particular aims, which will be investigated in the proposed project, respectively: an effect of instant financial crisis on informational effectiveness of financial markets, an objectivity of presumptions of efficient markets, using more modern and sophisticated methods of testing procedure (non-linear models), an analysis of dynamics of efficiency of financial markets in Czech Republic and abroad.

Popis náplně mobilityJako partnerskou univerzitu jsem si zvolil Universidad de Córdoba ve Španělsku. Konkrétně se jedná o Katedru statistiky, ekonometrie a operačního výzkumu pod vedením pana Prof. Dr. José M. Caridad y Ocerin, Dr.h.c. Myšlenka realizace projektu s touto univerzitou je důsledkem úzké spolupráce mezi výše uvedenou katedrou a mým pracovištěm, Katedrou matematických metod v ekonomice, která probíhá již několik let v rámci jiných výzkumných projektů, programu mobilit vysokoškolských pedagogů Erasmus.Projekt byl zahájen přípravou a zpracováním výsledků, kterých bylo dosaženo v průběhu posledních let při zpracování disertační práce.Během měsíčního pobytu na partnerské na Universidad de Córdoba, jsem pravidelně navštěvoval Katedru statistiky, ekonometrie a operačního výzkumu a konzultoval odbornou problematiku s pracovníky katedry, zejména pak s Prof. Caridadem. Navíc jsem se prakticky seznámil s novým softwarem NeuroShell Predictor, který slouží pro modelování časových řad pomocí neuronových sítí.Za hlavní přínos zahraniční univerzity považuji tedy především možnost získání relevantních dat z oblasti finančních trhů vyspělých zemí (např. Španělsko, USA), studium zahraniční literatury, práce s novým softwarem, konzultací s vybranými zahraničními odborníky, konkrétně pak zejména spolupráci v oblasti metodické, tzn. vhodnosti využití konkrétních statistických metod a konstrukce ekonometrických modelů, zejména těch nelineárních. Po návratu zpět do ČR byl vypracován příspěvek, který bude zařazen do časopisu, který vydává partnerská univerzita.

Jaký byl přínos této mobility pro MSKBěhem pobytu na Universidad de Córdoba ve Španělsku, jsem se stal členem mezinárodní výzkumné skupiny Aplikované statistiky a ekonometrie (SEJ-281) pod vedením Prof. J. M. Caridada, Dr.h.c., která sdružuje odborníky z různých oborů a je zaměřena rovněž na analýzy a modelování v oblasti časových řad.

- 130 -

Jako přínos tohoto projektu uvádím rovněž prezentaci výsledků výzkumu Katedry matematických metod v ekonomice, Ekonomické fakulty, VŠB-TU Ostrava na mezinárodním vědeckém pracovišti. Také dojde k zviditelnění a propagaci jednoho z předních vědeckých pracovišť VŠB-TU Ostrava a Moravskoslezského kraje. Výsledky projektu mohou být využity jako zdroje základních informací pro studenty oboru Finance, např. v rámci předmětu Finanční modely nebo jako studijní materiál pro odborné diskuse s diplomanty v rámci diplomových seminářů a doktorandy, zejména v oboru Finance. Při empirickém testování informační efektivnosti finančních trhů lze využít poměrně široké spektrum jednodušších i složitějších statistických metod a ekonometrických modelů. Také tyto poznatky je možné využít při výuce v bakalářských i magisterských studijních programech, a to v předmětech Ekonometrie či Statistika.Každý mezinárodní výzkumný projekt navíc vždy pozitivně přispívá k hodnocení univerzit nejen v rámci kraje nebo České republiky, ale také celého evropského výzkumného prostoru. Předpokládané výsledky tohoto projektu pak mohou být přínosem při získávání prostředků na další výzkumné projekty a navíc naváží na již započatou výzkumnou spolupráci mezi partnerskými univerzitami.

Finanční rozbor





Rozpis ubytování

Koleje na Universidad de Córdoba 674 €


Rozpis doprava

Letenka (Ostrava – Madrid a zpět) 11 293 Kč

Vlaková jízdenka (Madrid – Córdoba a zpět) 2.427 Kč


Rozpis strava







Rozdíl - 29.358 Kč – vráceno do rozpočtu MSK

Kurzy zahraničních měn dle ČNB ze dne 28. 9. 2009: 25,18 CZK/EUR.

- 131 -

Z rozpočtu MSK byly poskytnuty finanční prostředky v celkové výši 71.300 Kč, celkové náklady na realizaci projektu byly 41.942 Kč, nevyčerpaný rozdíl byl vrácen zpět do rozpočtu MSK. Tento projekt byl realizován pouze z prostředků MSK. Vzhledem k omezenému uznatelnému příspěvku na stravu, byly ostatní náklady na stravu hrazeny z vlastních zdrojů.

Stěžejní cíle výzkumu

V projektu byla přiblížena především základní myšlenková geneze modelu chování finančních procesů. Základem je porovnání klasických předpokladů, ze kterých analýza finančních časových řad často vychází a nových empirických poznatků o chování konkrétních finančních časových řad. Tato konfrontace vede k závěru, že při jejich modelování již nevystačíme s lineárními modely (ARIMA, SETAR, STAR atd.) a s předpokladem normality, je třeba vstoupit do prostoru modelů nelineárních.Základním cílem navrhovaného projektu byla ekonomerická analýza dopadů finanční krize na finanční trhy v podmínkách jedné z nejvyspělejších tranzitivních ekonomik, a to České republiky, a ve vybraných tržních ekonomikách, při použití empirických dat ve vymezených dílčích časových úsecích od roku 2003 do roku 2009 v kontextu jejich informační efektivnosti. Objektem zkoumání byl tedy českých finanční trh a finanční trhy ve vyspělých ekonomikách. Byla tedy testována platnost hypotézy efektivního trhu v její slabé formě, a to nejen lineárními statistickými metodami (Boxův-Pierceův test, test poměrů rozptylů, test sekvencí a zvratů, Hurstova statistika), ale také nelineárními metodami (Whiteův test, Engelův test, Hinichův bispektrální test, BDS test). Na základě výsledků těchto testů byla posuzována platnost zmíněné hypotézy v její slabé formě a naznačen další postup při jejím testování v budoucnu. K tomuto účelu bylo využito několika softwarových produktů (Eviews, NeuroShell Predictor, SPSS for Windows, STATGRAPHICS Centurion, Microsoft Excel).


Neexistuje pouze jedna, nýbrž hned několik teoretických modelových koncepcí efektivních trhů. Konkrétně se jedná o:

modely náhodné procházky,•model martingalu, •model spravedlivé hry.•

Všechny zmiňované modely jsou založeny na společném předpokladu, a sice že v kurzech jsou okamžitě a zcela absorbovány všechny relevantní informace, které jsou dostupné. V této situaci bude potom tržní cena finančního instrumentu srovnána s její vnitřní, čili fundamentální hodnotou. Nastává tedy stochastická rovnováha, kdy není možné jakkoli profitovat z rozdílu mezi tržní cenou a fundamentální hodnotou. Jestliže tok informací není zadržen a je reflektován okamžitě do cen finančních instrumentů,

- 132 -

budoucí cenové změny budou nezávislé na současných cenových změnách. Protože informace jsou z jejich povahy nepředvídatelné, pak cenové změny budou také nepředvídatelné a náhodné. Pro účely toho projektu byla testována hypotéza informační efektivnosti ve formě náhodné procházky.Veškerý výzkum byl zaměřen na akciové trhy. Jako reprezentant českého akciového trhu byl zvolen index PX, středoevropské trhy reprezentují indexy polský WIG a maďarský BUX, vyspělé trhy pak španělský IBEX 35, německý DAX a americký DJ Industrial. Za základní testované období zvoleno období od roku 2003 do září 2009. Jedná se tedy o celkem více než šest a půl roku dlouhou časovou řadu (pracujeme s uzavíracími kursy každého obchodního dne), při denní frekvenci máme k dispozici celkem více než 1700 pozorování. Aby byla dodržena podmínka dostatečného počtu pozorování, byla stanovena následující celkem čtyři dílčí období, která zapadají do základního testovaného období:

první období od roku 2003 do září 2006,•druhé období od roku 2004 do září 2007,•třetí období od roku 2005 do září 2008,•čtvrté období od roku 2006 do září 2009,•

Je patrné, že byla zvolena celkem čtyři více než tři a půl roku dlouhá období (vždy pracujeme s téměř 1000 pozorováními), která byla v čase vždy o rok klouzavě posunována.

Výsledky

Základním cílem navrhovaného projektu byla ekonomerická analýza dopadů finanční krize na finanční trhy České republiky a ve vybraných tržních ekonomikách, a to zejména v kontextu jejich informační efektivnosti. Na datech získaných z českého akciového trhu a dalších rozvíjejících se čí vyspělých trhů byla testována vybranými lineárními a nelineárními metodami slabá forma informační efektivnosti. V nulové hypotéze tvrdíme, že výnosy na trzích se chovají jako náhodná procházka a vykazují tudíž slabou formu efektivnosti.Na zpřesnění metodiky výpočtu a výpočtech samotných se na Katedře matematických metod v ekonomice stále pracuje. Některé parciální výsledky, které se týkají např. pouze 4. testovacího období (zahrnuje tedy také období, kdy probíhá na vyspělých trzích finanční krize), jsou uvedeny v Tab. 1.

- 133 -

Tab. 1: Nulová hypotéza ve vztahu k jednotlivým testům (4. období)

IndexLineární testy Nelineární testy

BP test test S a Z VR test Hurstova statistika

Whiteův test

ARCH test

Hinishův test BDS test

PX (ČR) nezamítá nezamítá zamítá zamítá zamítá zamítá zamítá zamítá

BUX (MAG) nezamítá nezamítá zamítá zamítázamítá zamítá

zamítá zamítá

WIG (POL) zamítá nezamítá nezamítá zamítázamítá zamítá

zamítá zamítá

DAX (GER) zamítá nezamítá nezamítá zamítánezamítá zamítá

zamítá zamítá

IBEX 35 (SPA) zamítá nezamítá nezamítá zamítánezamítá zamítá

zamítá zamítá

DJ INDUSTRIAL (USA) zamítá nezamítá nezamítá zamítá nezamítá zamítá zamítá zamítá

Zdroj: Vlastní výpočty

Výsledky testování ukazují, že pokud slabou formu hypotézy efektivního trhu testujeme lineárními metodami, tak její platnost nemůžeme na základě testových statistik jednoznačně zamítnout. Slabá forma efektivnosti v minulosti byla přijata nebo nebyla jednoznačně zamítnuta na základě jednotlivých testů nebo několika testů v České republice i v dalších zemích; nikdy však její důkaz nebyl přesvědčivý.Využití nelineárních metod ukazuje, že existuje poměrně silná nelinearita přítomná v řadách výnosností, která ovlivňuje chování výnosností v čase, stejně tak chování jejich rozptylu v čase. Tento závěr implikuje, že může existovat model zejména nelineárního charakteru, který s využitím historických dat může úspěšně popisovat chování výnosností na akciovém trhu a předpovídat budoucí výnosnosti z investování do akcií alespoň pro relativně krátký časový horizont. Akciové trhy, včetně těch vyspělých, vykazují chování, které je tedy v rozporu s nulovou hypotézou o efektivitě trhů.Při posouzení celkové efektivnosti analyzovaných trhů, zejména pak v souvislosti s finanční krizí, je třeba však mít na paměti to, že je nutné také prověřit ekonomickou významnost výsledků, protože při testování nebyly vzaty v úvahu informační a transakční náklady. Rovněž při testování bylo abstrahováno od složky rizikové prémie. Výsledky však implikují, že je tedy možné sestavit predikční model, jehož předpovědi jsou přesnější než předpovědi modelu náhodné procházky. K úspěšné realizaci výstupů takového modelu v praxi je třeba přihlížet jak k transakčním a informačním nákladům, tak i k rizikové prémii. Pokud jde o slabou formu hypotézy efektivního trhu, jestliže předpovídaná výnosová míra nepřevyšuje tyto náklady, k obchodování tedy nemusí dojít a nemusí se tedy ještě jednat o skutečnou neefektivnost trhu.

- 134 -

Omezovače šíření trhlin ve vysokotlakových vysokopevnostních potrubních systémech

Composite Crack Arrestor Design in High Strength High Pressure Pipeline Systems


Řešitel projektu: Ing. Tomáš Skočovský

Název výzkumné instituce: OCAS NV Zelzate, Belgie

Anotace

Poruchy vysokotlakových potrubních systémů mohou mít katastrofické následky, jak z hlediska ekonomického, tak hlavně z hlediska dopadu na životní prostředí. Z těchto důvodů musí být za každou cenu zabráněno iniciaci a šíření trhlin při dosažení kritického mezního stavu konstrukce potrubí. Z důvodu zastavení šířící se trhliny bývají doposud vyrobené vysokotlakové potrubní systémy opatřeny omezovačem šíření trhliny, což jsou zpravidla ocelové pláště, které lokálně zvyšují tloušťku stěny potrubí. Donedávna byl tento princip ve vysokotlakových potrubních systémech nejvyužívanější, avšak s rozvojem nových konstrukčních materiálů se do popředí dostávají kompozitní omezovače šíření trhlin.Nedílnou součástí tohoto projektu je samotná studie vláknových kompozitních materiálů určených pro výrobu omezovačů. Hlavním cílem projektu je specifikace vlivu rozdílných konstrukčních parametrů (např. druh vyztužovacích vláken, vlastnosti pojiva kompozitu, technologie navíjení vláken, geometrie návrhu omezovače, struktura kompozitu, tloušťka omezovače atd.) a rozšíření současných prostředků pro počítačovou simulaci šíření trhliny zohledňující mechaniku kompozitních materiálů. Tato specifikace následně umožní softwarovou simulaci iniciace, šíření a zastavení trhliny v moderních vysokotlakových potrubních systémech. Tento výzkumný projekt zahrnuje odvětví mikro-mechaniky vláknových kompozitů, rozšířená kritéria pro hodnocení mezních stavů vláknových kompozitů a konečnoprvkové simulace šíření trhlin v konstrukčních materiálech.

Abstract

Pipeline failure can have devastating consequences, for both the economy and the environment. Hence, the initiation and propagation of ductile cracks has to be avoided at all prices! In order to stop a running crack, high strength pipeline systems are equipped with crack arrestors, i.e. steel sleeves to locally increase the wall thickness of the pipe. Recently, composite crack arrestors are being used in pipeline design as well. The topic of this internship is to study fibre reinforced crack arrestors. The aim is to assess the influence of the different design parameters (like the type of fibres, the

- 135 -

properties of the resin, filament winding, geometry, lay-up, thickness, etc.), and to extend the current simulation tools with the mechanics of composite materials. This allows simulating crack initiation, propagation and arrest in modern pipeline systems.This research project covers micromechanics of fibre reinforced plastics, enhanced failure criteria for composite materials and finite element simulation of crack propagation.


Jedním z pilířů evropské tak i české energetiky je doposud zemní plyn a nafta, které jsou dopravovány skrze komplexní síť vysokotlakových potrubních systému. Potrubní systémy jsou stejně tak používány v každodenním provozu průmyslových továren a jiných energeticky závislých výrobních provozů. Složité a konstrukčně náročné potrubní systémy představují zároveň možné zdroje poruch, které mohou mít katastrofické následky jak z hlediska ekonomického, tak i životního prostředí. Mezi nejčastější zdroje poruch patří tepelné a únavové trhliny konstrukčních materiálů, které se mohou při dosažení kritických mezních stavů těchto materiálu samovolně šířit napříč potrubním systémem a způsobit tak obrovské škody. Z tohoto důvodu byla pozornost průmyslových a zejména výzkumných subjektů zaměřena na vývoj nejrůznějších druhu omezovačů šíření kritických trhlin. S vývojem nadstandardních konstrukčních materiálů se v poslední době dostávají do popředí konstrukce omezovačů trhlin zejména kompozitní materiály, donedávna využívané hlavně v leteckém průmyslu. Mnoho významných, energeticky závislých průmyslových výrobců, jak domácích tak i zahraničních, působí již řadu let v Moravskoslezském kraji a touto problematikou se důsledně zabývají.Kompozitní materiál, který bude využit pro výrobu omezovačů trhlin (Crack Arrestors), se skládá ze dvou hlavních elementů, vláken a matrice, které ve výsledku společně tvoří materiál s lepšími mechanickými vlastnostmi. Kompozitní materiály se všeobecně dělí do tří hlavních skupin, a to polymerní, kovové a keramické kompozity. Pro náš projekt byl výchozí vláknový kompozit (Fibre Reinforced Polymer), který byl definován jako polymerní matrice vyztužená vlákny. Většina z těchto typů kompozitních materiálů se vyrábí ze tří hlavních typů matric, a to polyesteru, vinylesteru a epoxidové pryskyřice. Po důkladné studii byla jako nejvhodnější matrice zvolena, zejména z důvodů výborných mechanických a teplotních vlastností, epoxidová pryskyřice. Stejný postup studie byl proveden pro ztužovací vlákna, kdy byly porovnány tři materiály, jmenovitě sklo, karbon a aramid (Kevlar). Jako nejvhodnější byla zvolena skelná vlákna (E-glass), která jsou převládající pro výrobu polymerních kompozitů. Hlavní důvody této volby byly nízká náchylnost k vlhkosti a vysoké mechanické vlastnosti. Skelná vlákna mají výborné vlastnosti, v mnoha případech shodné s běžnou ocelí.Po volbě výchozího materiálu omezovače proběhly experimentální měření za účelem identifikace příslušných mechanických vlastností kompozitu. Z důvodu anizotropie kompozitu byly příslušné testy provedeny tak, aby byly určeny mechanické vlastnosti

- 136 -

a odpovídající meze pevnosti ve všech hlavních materiálových směrech. Pro tyto účely byla provedena statická tahová a tlaková zkouška. Pro ověření těchto základních zkoušek byl následně proveden test bezdotykovou rezonanční metodou. Pro určení smykového modulu v tahu a odpovídající meze pevnosti byl proveden tzv. „rail shear test“. Teorie mikromechaniky kompozitních materiálů byla aplikována pro určení zbývajících hodnot smykového modulu v tlaku a odpovídající meze pevnosti v tlaku. Všemi těmito testy bylo v konečném souhrnu získáno potřebných šest materiálových konstant ( 2312231221 ,,,,, GGEE uu ) anizotropního kompozitu dle teorie laminátu s odpovídajícími hodnotami mezí pevnosti ( SRYYXX CTCT ,,,,, ).Hlavním cílem mého projektu bylo porovnání tří různých designů omezovače trhlin, které se lišily ve jmenovité délce a tloušťce. Na základě znalosti materiálových charakteristik materiálu potrubí, ocel X100, a materiálu omezovače trhlin, polymerní kompozit vyztužený skelnými vlákny, bylo možno simulovat interakci potrubí a omezovače při působení vnitřního přetlaku v potrubí. Tohoto cíle bylo dosaženo při aplikaci teorie konečných prvků (MKP), kdy bylo využito komerčního softwarového balíku Abaqus CAE. Samotné simulace pomocí MKP lze rozdělit do tří kroků:

statická analýza při vnitřním přetlaku v potrubí v Abaqus Standart •dynamická zkouška padajícím tělesem (Drop Weight test) v Abaqus Explicit•simulace šíření trhliny v potrubí a její interakce s omezovačem trhlin•


Poznatky získané při zahraniční stáži v OCAS Zelzate mohou být uplatněny při budoucí spolupráci s výrobci konstrukčních materiálů a strojírenských komponent působících v Moravskoslezském kraji. Díky této stáži zároveň došlo k zviditelnění a propagaci jednoho z předních vědeckých pracovišť Moravskoslezského kraje, a to VŠB -TU Ostrava.Využití zemního plynu a nafty je doposud nedílnou součástí energetického průmyslu Moravskoslezského kraje a dle energetické politiky ČR tomu tak bude v příštích letech i nadále. Převážné množství těchto energetických zdrojů je do naší republiky importováno pomocí vysokotlakových potrubí. Nejen z tohoto důvodu se široké spektrum vědecko-výzkumných aktivit, technologického vývoje a jeho uplatnění zaměřuje na rozvoj nových výkonnějších potrubních komponent, ale také na specifické “know-how“ vysokopevnostních materiálů určených pro bezpečné a spolehlivé konstrukce vysokotlakových potrubních systémů pracujících při tlacích nad 15 MPa. Při takto vysokých tlakových hladinách může často dojít k poruše integrity konstrukce, zejména v důsledku šíření trhlin v materiálu. Bezpečný provoz těchto systému proto vystupuje v popředí realizace nových, popř. revize dosavadních, potrubních sítí. Nedílnou součástí těchto aktivit je optimalizace doposud známých technických řešení a konstrukce omezovačů šíření trhlin, které zvyšují převážně bezpečnost a životnost potrubních systémů. Moravskoslezský kraj patří se svým strojírenským a technologickým potenciálem ke krajům, které se s otázkou energetiky a dopravy energetický zdrojů pomocí vysokotlakových potrubních systémů setkávají každodenně.

- 137 -

Finanční rozbor







Datum odjezdu leden 2009

Datum příjezdu březen 2009


Pásmo III 360 Kč/den


CELKEM (po zaokrouhlení) 47 000 Kč 47.000 Kč


Kurzy zahraničních měn dle ČNB ze dne 1. 1. 2009: 26,93 Kč/EurZ rozpočtu MSK byly poskytnuty finanční prostředky v celkové výši 47.000 Kč, celkové náklady na realizaci projektu byly 47.000 Kč, nevyčerpaný rozdíl byl vrácen zpět do rozpočtu MSK. Tento projekt byl realizován pouze z prostředků MSK. Vzhledem k omezenému uznatelnému příspěvku na stravu, byly ostatní náklady na stravu hrazeny z vlastních zdrojů.


Výsledkem statické analýzy bylo určení nejvhodnějšího designu omezovače. Pro tuto analýzu bylo využito teorie mezních stavů kompozitních materiálů (Tsai-Wu, Tsai-Hil). Jako nejvhodnější se ukázal design o největší jmenovité tloušťce a nejkratší jmenovité délce, který zároveň odolal nejvyššímu vnitřnímu přetlaku v porovnání s oběma zbývajícími návrhy. Pro další kroky projektu byl tento design použit jako výchozí. Simulace dynamického testu padajícím tělesem nám sloužila jako verifikační test pro ověření Hashinova deformačního modelu, pomocí něhož lze určit počátek (iniciaci) a šíření trhliny v kompozitním materiálu. Samotný experiment bude v budoucnu proveden přímo na testovacím zařízení, které je umístěno na zahraničním pracovišti OCAS; během stáže tak učiněno nebylo. V konečné fázi celého projektu byla provedena explicitní dynamická simulace šíření trhliny v potrubí, k jejíž realizaci bylo použito kohezního modelu (Cohezive Zone Modelling). Takovýto kohezní model nám umožnil separaci ploch trojrozměrných elementů použitých pro model potrubí, kdy při dosažení kritických hodnot deformační energie v příslušných kohezních elementech dojde k deformaci materiálu potrubí dle elasto-plastických konstitučních rovnic. Takto šířící se trhlina v ocelovém potrubí narazí na kompozitní omezovač, jehož progresivní

- 138 -

deformace se řídí dle Hashinova modelu ověřeného v předchozí dynamické zkoušce padajícím tělesem. Výsledkem této explicitní analýzy bylo určení hodnot iniciačních a deformačních konstant, které slouží k popisu deformace omezovače trhlin vyrobeného z vláknového kompozitu, při použití zmíněného Hashinova modelu.

Výsledky

Stěžejní výsledky projektu jsou uvedeny níže formou infografiky.

- 139 -

Podpora aktivní účasti na mezinárodní vědecké konferenci ICSMA 15 – 15th International Conference on the Strength of Materials.

Support for the active participation at the ICSMA 15 – 15th International Conference on the Strength of Materials.


Řešitel projektu: Ing. Martin Sondel, Ph.D.

Název výzkumné instituce: ČESKÝ SVÁŘEČSKÝ ÚSTAV s.r.o.

Anotace

Projekt podpory aktivní účasti na mezinárodní vědecké konferenci ICSMA 15 se zabývá prezentací výsledků výzkumu provedeného v Českém svářečském ústavu s.r.o. Na tomto pracovišti byly prováděny výzkumné práce v oblasti svarových spojů nízkolegovaných Cr-Mo-V ocelí a žárupevných ocelí modifikovaných 9 až 12 hmotnostními % Cr. Zvyšování účinnosti energetických zařízení je možné cestou zvýšení teploty a/nebo tlaku páry.Zvýšení parametrů energetických zařízení není možné bez vývoje nových ocelí se zvýšenou žáropevností. Žárupevné vlastnosti ocelí jsou určovány především jejich chemickým složením, tepelným zpracováním, mikrostrukturou a jejími změnami při vysokoteplotní expozici.Cílem prezentovaného příspěvku je popsat nejdůležitější zpevňující a degradační procesy působících během vysokoteplotní expozice progresivních žárupevných feritických ocelí s ohledem na jejich chemické složení a mikrostrukturní změny a ukázat na možnosti dalšího zlepšení žárupevnosti těchto ocelí.

Abstract

This project is intended to present the research results of the Czech Welding Institute Ltd. The attention of the project is devoted to low alloy Cr-Mo-V steels and chromium modified steels with 9 to 12 mass % Cr content. The efficiency of power plants can be improved by increasing the steam temperature and/or the pressure. Development of more creep and corrosion resistant steels has been driven by requirements for a higher efficiency of power plants.The fundamental knowledge of structural evolution, strengthening and degradation processes occurring during creep exposure is a prerequisite for successful development of ferritic steels with higher creep resistance and was described in the paper.The aim of the paper is to print out the most important strengthening and degradation processes during creep exposure of ferritic steels with respect to the chemical

- 140 -

composition and structural changes occurring during creep at elevated temperatures and show the probable ways how to improve creep resistance of these steels.


Cílem projektu byla aktivní účast na významné mezinárodní vědecké konferenci ICSMA 15 – 15th International Conference on the Strength of Materials. Tato tradiční konference byla organizována Technickou Universitou Drážďany. Hlavní zaměření konference je na problematiku simulací pevnostních modelů materiálů a aplikovaného výzkumu materiálů. Jedná se především o materiály používané v energetickém průmyslu, při ochraně životního prostředí, dopravě vč. kosmické, elektrotechnice, apod.Na konferenci ICSMA 15 jsem prezentoval odborný příspěvek na téma: Vliv nanočástic na žárupevné vlastnosti progresivních žárupevných feritických ocelí. (The role of nanoparticles on the creep properties of advanced ferritic steels).

Pozornost projektu byla věnována nízkolegovaným ocelím s obsahem chrómu do 3 hmotnostních % a modifikovaným ocelím s 9–12% obsahem chrómu. Cílem příspěvku bylo popsat nejdůležitější zpevňující a degradační procesy působících během vysokoteplotní expozice progresivních žárupevných feritických ocelí s ohledem na jejich chemické složení a mikrostrukturní změny a ukázat na možnosti dalšího zlepšení žárupevnosti těchto ocelí.Po ukončení prezentace následovala bohatá diskuze, ve které se díky celosvětové snaze o zvyšování účinností energetických zařízení a tím snížení emisí CO2 diskutovaly otázky spojené se svarovými spoji nízkolegovaných a 9–12% Cr feritických progresivních ocelí a jejich chováním během vysokoteplotní expozice. Byly velmi kladně hodnoceny provedené dlouhodobé zkoušky tečení modelovaných pásem TOO svarového spoje oceli P91. Na závěr diskuze byla Dr. Kouichi Maruyamou nabídnutá spolupráce s TOHOKU University v oblastech dalšího výzkumu energetických materiálů.Velmi přínosné pro můj další odborný růst a vzdělávání se v oboru svařování proto díky účasti na mezinárodní vědecké konferenci ICSMA 15 dále považuji:

získání zkušeností s prezentováním odborného příspěvku v anglickém jazyce,1. navázání kontaktů a výměnu zkušeností,2. srovnání provedených výzkumných prací na mezinárodní úrovni,3. využití poznatků na vědecké i praktické úrovni v oblasti svařování a vývoje ocelí 4. pro energetiku.


Vzhledem k industriálnímu charakteru Moravskoslezského kraje bylo získání nových znalostí a navázaní nových spoluprací ve všech výše jmenovaných oblastech velmi přínosné.

- 141 -

Získané poznatky a zkušenosti budou sloužit pro další plánované výzkumné práce v oblasti svařování a tepelného zpracování ocelí používaných v energetických zařízeních v Moravskoslezském kraji.

Finanční rozbor

Závěrečné vyúčtování Dotace z rozpočtu MSK: (dotace poskytnuta na základě smlouvy č. 00263/2009/ŠMS






Rozpis strava




Pásmo III 360,- Kč/den

Pojištění 400,- Kč 400,- Kč


Rozdíl 0 Kč


EMU 1 EUR

ČR 25,735 CZK

Z rozpočtu MSK byly poskytnuty finanční prostředky v celkové výši 31.000 Kč, celkové náklady na realizaci projektu byly 32.469 Kč. Tento projekt byl realizován z prostředků MSK a z vlastních zdrojů. Vzhledem k omezenému uznatelnému příspěvku na stravu a na dopravu, byly ostatní náklady na stravu a na dopravu hrazeny z vlastních zdrojů.


Hlavními požadavky na nové progresivní nízkolegované oceli jsou vysoká mez pevnosti při tečení v kombinaci s vyhovující úrovní plasticity a dobrou korozní odolností v podmínkách tečení a v neposlední řadě také dobrá svařitelnost. Žárupevné vlastnosti nízkolegovaných a modifikovaných ocelí jsou určovány hlavně jejich chemickým složením a mikrostrukturou těchto ocelí. Vlastní chemické složení těchto ocelí má vliv na výslednou mikrostrukturu, která závisí na tepelném zpracování a dále se vyvíjí v podmínkách vysokoteplotní expozice. Nezbytným předpokladem pro úspěšný vývoj progresivních nízkolegovaných žáropevných ocelí jsou proto nutné základní znalosti o mikrostrukturním vývoji a degradačních mechanizmech působících během vysokoteplotní expozice.

- 142 -

Hlavními zpevňujícími mechanizmy během vysokoteplotní expozice jsou precipitační zpevnění (PS) a zpevněné tuhého roztoku (SSS). Precipitační zpevnění je ovlivňováno střední vzájemnou vzdáleností mezi nanočásticemi sekundárních fází. Střední vzájemná vzdálenost nanočástic v mikrostruktuře ocelí je charakterizována počtem částic na jednotku objemu. S klesající hodnotou střední vzájemné vzdálenosti nanočástic se mez pevnosti při tečení a mez kluzu zvyšují, zatímco rychlost tečení klesá. Úroveň zpevnění tuhého roztoku záleží hlavně na obsahu Mo a/nebo W v tuhém roztoku. Velmi důležitá je znalost meze rozpustnosti Mo a/nebo W. Vyšší obsah Mo a/nebo W v oceli způsobuje precipitaci sekundárních fází bohatých na Mo a/nebo W, jako jsou hrubé karbidy M6C a/nebo Lavesova fáze a tím dochází k poklesu úrovně zpevnění tuhého roztoku. Kromě toho však dále karbidy M6C rozpouštějí nanočástice typu MX. Důsledkem rozpouštění jemných částic MX klesá také úroveň precipitačního zpevnění. Tímto způsobem klesá hodnota meze kluzu při teplotě okolí a meze pevnosti při tečení. Termodynamické výpočty prokázaly, že ekvivalentní obsah molybdenu v oceli (Moeq= % Mo + 0,5 % W) by měl být 0,5 % pro nízkolegované Cr-Mo-V oceli a 1 % pro modifikované 9–12 % Cr oceli.Cílem možného dalšího vývoje v oblasti progresivních žárupevných nízkolegovaných ocelí je ověření možnosti snížení obsahu molybdenu na hodnotu 0,5 hm. % také v případě nové žárupevné oceli s obsahem chromu 2,5 hm. %. Výzkumem nové progresivní žárupevné nízkolegované oceli bude nutné vyhodnotit vliv tepelného zpracování na mikrostrukturu, mechanické vlastnosti, mez pevnosti při tečení a svařitelnost. Pro spolehlivé vyhodnocení meze pevnosti při tečení je vyžadováno, aby zkoušky tečení probíhaly alespoň 40 000 hodin, to znamená přibližně 5 let. Mez pevnosti při tečení je možné dále vyhodnotit pomocí Larson-Millerovy parametrické rovnice. V případě ukončených zkoušek tečení bude rovněž umožněno vyhodnotit pomocí optické a elektronové mikroskopie mikrostrukturní stav nové oceli po dlouhodobé teplotní expozici. Kromě vlastností základního materiálu nové oceli musí být současně definována svařitelnost a tím umožníme srovnání svařitelnosti s dosud známými ocelemi P(T)23 a P(T)24. Snížení ekvivalentního obsahu molybdenu v nové oceli umožní dosáhnout minimálně podobných hodnot meze tečení jako u ocelí P(T)23 a P(T)24 a s ohledem na nižší uhlíkový ekvivalent dojde ke zlepšení svařitelnosti. Vzhledem k výše specifikovaným požadavkům na nový základní materiál, bude současně věnována pozornost vývoji nového přídavného materiálu pro svařování. Nová nízkolegovaná žárupevná ocel se sníženým ekvivalentním obsahem molybdenu bude rovněž s ohledem na úsporné chemické složení levnější.

- 143 -

Nelineární analýza a výpočet betonových konstrukcí

Nonlinear analysis and calculation of concrete structures


Řešitel projektu: Ing. Bc. Oldřich Sucharda, DiS.


Klíčová slova: Stavební konstrukce, analýza, beton, výpočet

Key words: Building structure, analysis, concrete, calculation

AnotaceBeton je nejrozšířenější stavební materiál současnosti a najdeme ho na každé stavbě v Moravskoslezském kraji. Při běžných výpočtech se chování betonu velmi idealizuje (zjednodušuje), zatímco použití pokročilejší nelineární analýzy (výpočtu) umožňuje provádět podrobnější a realističtější výpočty, které zvyšují spolehlivost a bezpečnost navržené konstrukce. Nelineární analýza se uplatní zvláště v oblastech návrhu a analýzy pokročilých stavebních konstrukcí, kdy se modelují návrhové situace, u kterých je konstrukce zatížena vyšší intenzitou zatížení (havárie, výbuch, požár). Podstatným hlediskem nelineární analýzy je, že kombinuje celou řadu numerických metod, mezi které patří metoda konečných prvků, řešení rozsáhlých soustav rovnic, numerická integrace apod. Cílem projektu bylo zpracování nelineární analýzy betonové konstrukce a odborného příspěvku, který byl prezentován na mezinárodní odborné konferenci. Pro analýzu byl použit pokročilý konstitutivní model betonu zahrnující nelineární chování betonu. Mezi další cíle projektu patřilo se zúčastnit odborných diskuzí (navázat nové kontakty) a také zdokonalení v prezentaci na mezinárodní úrovni. Projekt je spolufinancován. Mezi přínosy projektu patří také zvýšení úrovně doktorského studia žadatele.

AbstractConcrete is the most widespread building material nowadays and it can be found on every building in Moravian Silesian region. Within common calculations a behaviour of the concrete idealizes (simplifies) itself whereas a usage of a more advanced nonlinear analysis (calculation) enables to carry out more detailed and more realistic calculations which increase a reliability and a safety of the designed construction. The nonlinear analysis is of use mainly in a sphere of propose and analysis of advanced building structures when designed situations where the construction is loaded by higher the load intensity (accident, explosion, fire) are modelled. Essentials standpoint of the nonlinear analysis is that combines a wide range of numerical methods within Finite element method, a solution to equations system, a numerical integration belong to.

- 144 -

The goal of this project was to elaborate the nonlinear analysis of the concrete structure and an elaboration of the article which was presented in international conference. Within the analysis there was used the advanced constitutive model of the concrete which includes the nonlinear behaviour of the concrete. Among the other goals was to participate in professional discussions (get new contacts) and also an improvement in a presentation on international level. The project is co financed. Within benefits there is also increasing in a level of doctor’s degree program of the applicant.


Projekt se zabývá nelineární analýzou betonových konstrukcí. Tato problematika je v současné době aktuální, protože beton je nejrozšířenějším stavebním materiálem současnosti a najdeme ho na každé stavbě v Moravskoslezském kraji. Cílem projektu bylo zpracování odborného příspěvku, který zahrnoval nelineární analýzu betonové konstrukce a byl prezentován na mezinárodní odborné konferenci The Twelfth International Conference on Civil, Structural and Environmental Engineering Computing konané ve městě Funchal v Portugalsku. Konferenci pořádal Civil-Comp Press. Příspěvek byl prezentován formou přednášky v anglickém jazyce. Konference probíhala v sekcích. Příspěvek byl také zařazen do sborníku příspěvků, který byl vydán u příležitosti konference. Prezentovaný příspěvek je nazván:O. Sucharda and J. Brozovský, „Approach to the Assessment of Concrete Structures based on Non-Linear Elasto-Plastic Analysis“, in Proceedings of the Twelfth International Conference on Civil, Structural and Environmental Engineering Computing, B. H. V. Topping, L. F. Costa Neves, R.C. Barros, (Editors), Civil-Comp Press, Stirlingshire, United Kingdom, paper 121, 2009, ISBN 978-1-905088-32-4. Jednotlivé přednášky příspěvků probíhaly v rámci tematicky zaměřených sekcí. Konference probíhala od 1. 9. 2009 až do 4. 9. 2009 a prezentovaný příspěvek byl zařazen do sekce Reinforced concrete structures. Po prezentaci příspěvku následovala otevřená diskuze, která pokračovala během přestávek. V rámci diskuze zazněly nové podněty, náměty a doporučení pro další práci řešitele.Pro analýzu byl zvolen pokročilý konstitutivní model betonu zahrnující skutečné nelineární chování betonu.


Mezi hlavní přínosy projektu pro Moravskoslezský kraj patří prezentace probíhajícího výzkumu na VŠB-Technické Univerzitě Ostrava, Fakultě stavební, kterou realizuje řešitel projektu. Zvolená problematika nelineární analýzy betonových konstrukcí kombinuje celou řadu moderních sofistikovaných metod, které se uplatní při návrhu a realizaci progresivních stavebních celků nebo technologií. Hlavní cíl projektu, zpracování příspěvku na mezinárodní odborné konferenci umožnil zvýšení odborného růstu řešitele a úrovně jeho doktorského studia. V rámci konference se také řešitel setkal s celou řadou odborníků ze zahraničí a získal nové náměty pro další výzkum.

- 145 -

Finanční rozbor






Příspěvek na stravu 2.520 Kč 0 Kč



Celkové náklady projektu byly 38.414 Kč. Výše dotace z Moravskoslezského kraje činila 29.200 Kč a bylo vyčerpáno 29.200 Kč. Podíl dotace z Moravskoslezského kraje na projektu je 76,0 % z celkových nákladů. Zbylé finanční prostředky spolufinancoval řešitel projektu.


Pro nelineární analýzu stavebních konstrukcí je zvolen konstitutivní model betonu založený na Chenově podmínce plasticity a Ohtaniho modelu zpevnění. Z důvodu velkého rozsahu definic a složitosti problematiky jsou pro názornost uvedeny základní definice v následující kapitole. Ukázkový příklad aplikace je uveden v části numerická analýza.

Chenova podmínka plasticity a Ohtaniho model zpevnění

Chenova podmínka plasticity byla formulována speciálně pro beton na základě experimentů. V oblasti tlak - tlak je popsána funkcí:

a v ostatních oblastech je popsána funkcí:

kde, I1 je první invariant tenzoru napětí, J2 je druhý invariant deviátoru napětí,

ytytycyc τ,A,τ,A jsou materiálové konstanty.

- 146 -

Tato podmínka plasticity zanedbává vliv třetího invariantu deviátoru napětí J3, který má pouze malý vliv. Podmínka je definována pomocí mezí plasticity materiálu v jednoosém tlaku fyc, mezí plasticity ve dvojosém tlaku fybc a mezí plasticity v jednoosém tahu, které jsou označeny na obr. 1

Obr. 1 Chenova podmínka plasticity

Ohtaniho model zpevnění vznikl v návaznosti na Chenovu podmínku plasticity. Navrhli ji Ohtani a Chen a je vhodná pro beton. Model zpevnění je formulovaný pro tři parametry: pro ekvivalentní napětí při jednoosém tlaku, dvojosém tlaku a jednoosém tahu. Tvar funkce zpevnění je:

∂∂

∂∂

+

∂∂

∂∂

+

∂∂

∂∂

=pt

tT

tpbc

bcT

bcpc

cT

c

fffεσ

σα

εσ

σα

εσ

σαψ 321

.

Numerická analýza

Pro numerickou analýzu je zvolena konstrukce nosníku, pro který je vytvořen rovinný výpočetní model. Schéma konstrukce zobrazuje obr. 2. Statická analýza se provádí deformační variantou metody konečných prvků.

Obr. 2 Výpočetní model

Pro diskretizaci výpočetního modelu na konečné prvky je zvolen izoparametrický čtyřuzlový konečný prvek se čtyřmi integračními body. Síť konečných prvků tvoří pravidelná síť obdélníků o rozměrech 0,1 m x 0,05 m.

- 147 -

Obr. 3 Izoparametrický konečný prvek

Konstrukce je zatížena spojitým zatížením g = 20kN/m po celé délce. Nosník je uložen na krajích na svislých neposuvných podporách a na levém okraji je horizontální neposuvná podpora. Výchozím materiálem pro konstitutivní model betonu je beton C20/25. Pro srovnání dosažených výsledků je proveden výpočet také s alternativními konstitutivními modely betonu. První alternativní konstitutivní model je založen na lomové mechanice a druhý na zjednodušeném konstitutivním modelu betonu s predikcí zón namáhání. Zbylé specifické hodnoty vlastností materiálových modelů jsou převzaty z obdobných modelů používaných v doporučeních CEB-FIB. Na obr. 4 jsou srovnány výsledky dosažené pomocí jednotlivých konstitutivních modelů.

Obr. 4 Průběh posunutí uy na nosníku

- 148 -

Modelování a hodnocení průmyslové havárie a jejich následků

Modelling and analysis of industrial accident and their consequences


Řešitel projektu: Ing. Petra Suchardová

Název výzkumné instituce: VŠB-TU Ostrava, Fakulta bezpečnostního inženýrství

Klíčová slova: Analýza, bezpečnost, výbuch, průmysl

Key words: Analysis, safety, explosion, industry

Anotace

Cílem a obsahovou náplní projektu bylo vyhodnocení rizik případné havárie úniku plynů v rámci průmyslového závodu a prezentace výsledků odborné veřejnosti. Hodnocení zahrnuje variantní řešení dle mezinárodních metodik a simulace výbuchu. Výsledky jsou shrnuty do příspěvku na mezinárodní konferenci The First International Conference on Soft Computing Technology in Civil, Structural and Environmental Engineering. Moravskoslezský kraj patří k největší průmyslové aglomeraci v České Republice. Z toho také vyplývají rizika případných průmyslových havárií a aktuálnost řešené problematiky projektu. Zpracovaná problematika se zabývá vybraným odvětvím, a to ocelářským průmyslem, kde se nachází řada technických a technologických zařízení, která mají určitý stupeň nebezpečnosti. Tato zařízení musí být chráněna speciálními typy technické a organizační ochrany.Projekt umožnil prezentovat výsledky na mezinárodní úrovni a prostor k odborné diskuzi. Projekt je spolufinancován také z jiných zdrojů. Mezi přínosy projektu patří zvýšení úrovně doktorského studia a umožnění setkání s mezinárodní odbornou veřejností.

Abstract

A goal and a content of a project is an evaluation of risks within a possible accident with gases releases in the industrial plant and a presentation of results to a professional public. The assessment consists of a variant solution according to the international methodic and a simulation of explosion. The results will be summarized into an article for international conference “The First International Conference on Soft Computing Technology in Civil, Structural and Environmental Engineering”.

- 149 -

Moravian - Silesian region belongs to the biggest industrial region in Czech Republic. Owing to this fact risks of the possible industrial accidents and a topicality of the solving project follow. The project will give a possibility to present the results on the international level and a space for the professional discussion. The project will be co financed also from other sources. Positive benefits from this project are increasing of doctor’s degree studying level and enabling of a meeting with the professional public.


Projekt se zabývá problematikou modelování a hodnocení průmyslových havárií a jejich důsledků. Obsahovou náplní projektu bylo vyhodnocení rizik havárie úniku plynů v rámci průmyslového závodu a prezentace výsledků odborné veřejnosti. Zpracované výsledky analýzy zahrnují variantní řešení dle mezinárodních metodik a simulace výbuchu. Výsledky jsou shrnuty do příspěvku na mezinárodní vědecké konferenci The First International Conference on Soft Computing Technology in Civil, Structural and Environmental Engineering konané ve městě Funchal v Portugalsku. Příspěvek byl prezentován formou přednášky v anglickém jazyce. V rámci konference byl vydán sborník, v němž je uveden zpracovaný příspěvek:P. Jelinkova, A. Bernatik and O. Sucharda, „Risk Analysis and Computational Simulation of Accidents“, in Proceedings of the First International Conference on Soft Computing Technology in Civil, Structural and Environmental Engineering, B. H. V. Topping, Y. Tsompanakis, (Editors), Civil-Comp Press, Stirlingshire, United Kingdom, paper 48, 2009. ISSN 1759–3433 CCP:92, ISBN 978-1-905088-33-1 Book, ISBN 978-1-905088-34-8 CD-ROM, ISBN 978-1-905088-34-8 SET.Jednotlivé prezentace příspěvků probíhaly v rámci tematicky zaměřených sekcí. Po přednesení prezentace příspěvku probíhala diskuze s posluchači. V rámci diskuze řešitelka získala nové náměty a doporučení pro svou výzkumnou práci ve svém doktorském studiu. V rámci konference byly zařazeny také vyzvané přednášky. Konference probíhala čtyři dny od 1. 9. 2009 do 4. 9. 2009. Příspěvek byl zařazen do sekce Risk analysis.

Zpracovaný příspěvek pro konferenci je spojen s městem Ostravou, která leží v České republice. Ostrava byla vybrána, protože je spolu s přilehlými oblastmi známa jako průmyslový region. Zpracovaná analýza se zabývá vybraným odvětvím, a to ocelářským průmyslem, kde se nachází řada technických a technologických zařízení, která mají určitý stupeň nebezpečnosti. Tato zařízení musí být chráněna speciálními typy technické a organizační ochrany. Výrobní cyklus výroby oceli a sekundárních výrobků je podporován systémem plynů, které jsou kontrolovány a regulovány energetickým oddělením. Tyto plyny pocházejí ze samotné výroby nebo jsou uměle připravovány. Zmíněné plyny mají určitý stupeň nebezpečí pro ostatní technologie, okolní zařízení, budovy a obyvatelstvo, které pocházejí z jejich fyzikálně – chemických vlastností a technicko – bezpečnostních parametrů. Nejdůležitější z těchto vlastností jsou rozsah výbušnosti, spalné teplo,

- 150 -

nebezpečné vlastnosti, jako hořlavost, výbušnost a toxicita. Zpracovaný příspěvek zahrnuje výpočetní simulaci nehody, ze které je zpracována případová studie na dopravu plynu v potrubích ve výrobním cyklu.

Obr. 1 Vybrané části technologie

Cílem bylo zhodnotit možné ztráty na okolních budovách a jejich konstrukcích, technických a technologických zařízeních po úniku plynů z potrubí.Součástí zpracovaného příspěvku je popis vlastností plynů, chování plynů během úniků, výčet následků úniků z hlediska závažnosti. Pro analýzu rizika jsou použity výpočetní programy ALOHA a EFFECTSPLUS, které jsou speciálně určeny pro simulaci požárů, výbuchů, iniciovaných a neiniciovaných úniků.


Moravskoslezský kraj patří k největší průmyslové aglomeraci v České republice. Z toho také vyplývají rizika případných průmyslových havárií a aktuálnost řešené problematiky projektu. Přínosem projektu pro Moravskoslezský kraj je odborná prezentace příspěvku na mezinárodní konferenci a diskuze doktorandky s odbornou veřejností.Mezi přínosy projektu patří také zvýšení odborné úrovně doktorského studia, protože problematika průmyslových havárií má charakter mezioborový a mezinárodní. Projekt umožnil setkání řešitelky s mezinárodní odbornou veřejností, ze kterého vyplynuly nové podněty v oblasti výzkumu a dalšího studia.

- 151 -

Finanční rozbor




Ubytování 10.000 Kč 1 516 Kč





Celkové náklady projektu byly 38.414 Kč. Výše dotace z Moravskoslezského kraje činila 26.600 Kč a bylo vyčerpáno 26.600 Kč. Podíl dotace z Moravskoslezského kraje na projektu je 69,2 % z celkových nákladů. Zbylé finanční prostředky spolufinancovala řešitelka projektu.


Výsledkem projektu je konkrétní případová studie pro podnikový systém plynů s následky po vzniku pohotovostní situace, kdy plyn nebo skupina plynů unikne z potrubí a posouzení úrovně závažnosti zejména na konstrukce budov, technologická zařízení včetně stanovení úrovně poškození. V rámci studie byly simulovány vybrané scénáře úniků plynů z potrubí. Pro ukázku je uvedena tabulka č. 1 pro zemní plyn.

Tab. 1 Scénáře úniku zemního plynu

- 152 -

Pro ilustraci jsou na obr. 2 uvedeny zóny ohrožení v případě úniku vysokopecního plynu z potrubí.

Obr. 2 Zóny ohrožení

V rámci projektu byly prezentovány výsledky na mezinárodní úrovni a umožněn prostor k odborné diskuzi. Problematika průmyslových havárií má charakter mezioborový a mezinárodní. Spoluúčast Moravskoslezského kraje na podpoře projektu výrazně přispěla při jeho realizaci a zvýšila odbornou úroveň doktorského studia řešitelsky. Projekt proběhl v souladu s plánem.

- 153 -

Solvatace protonu v protonovaných klastrech vody

Solvatation of proton in protonated water clusters


Řešitel projektu: Mgr. Aleš Vítek

Název výzkumné instituce: Ostravská univerzita v Ostravě, Přírodovědecká fakulta, katedra fyziky.

Klíčová slova: klastry, protonované klastry, voda, termodynamika, parallel tempering, Monte Carlo, MS-EVB.

Key words: clusters, protonated water clusters, thermodynamic, parallel tempering, Monte Carlo, MS-EVB.

Anotace

Tento projekt byl zaměřen na teoretické studium termodynamických a strukturních vlastností protonovaných shluků (klastrů) molekul vody. Stěžejním problémem při počítačovém modelování fyzikálně-chemických vlastností molekulových klastrů je popis mezimolekulových interakcí. V současné době existuje mnoho metod na modelování interakcí v protonovaných klastrech vody. Ty nejpokročilejší (multistate empirical valence bond potential, MS-EVB) byly vyvinuty v letech 2000 až 2008 ve skupině prof. G. A. Votha na University of Utah v Salt Lake City v USA.Cílem mého měsíčního pobytu na University of Utah byla programová implementace interakčního modelu MS-EVB. Tento model je v současné době Vothovou skupinou intenzivně využíván k počítačovému modelování biologických procesů, zejména k popisu transportu protonu ve vodním prostředí a v biomolekulách. Vždy se zatím jednalo o studium dynamických procesů, o simulace metodami molekulární dynamiky. Ve spolupráci s Vothovou skupinou jsem implementoval mírně modifikovaný model MS-EVB, aby mohl být použit ve výpočtech rovnovážných hodnot strukturních a termodynamických parametrů protonovaných klastrů vody metodami Monte Carlo.

Abstract

Constructed project is focused on theoretical study of thermodynamic and structures properties of protonated water clusters. For realistic results is necessary high accuracy but not too much time consuming interaction models for description of inter-molecular interactions. At last two decades have been developed several methods for calculation potential energy surfaces of protonated water. The most advanced of them are models based on empirical valence bond approach (multistate empirical valence bond potential, MS-EVB), which have been developed from 2000 by group

- 154 -

of G. A. Voth at The university of Utah at Salt Lake City. Voth’s group use MS-EVB approach for dynamical simulations of biological process, e. g. proton transport in water environment. During my one month stay at Salt Lake City, I have reimplemented slightly modified MS-EVB model for using in Monte Carlo simulations. Now, MS-EVB model is used for calculation thermodynamic and structural properties of protonated water clusters.


Předkládaný projekt byl zaměřen na realistickém modelování interakcí klastrů molekul vody dopovaných protonem metodou “Multi State Empirical Valence Bond potential”, která zahrnuje kvantovou delokalizaci protonu a je vyvíjena na University of Utah v Salt Lake City od roku 1999 ve skupině vedené profesorem G. A. Vothem1,2,3. Zmiňovaný výzkum vodních klastrů je na katedře fyziky OU jedním ze základních současných výzkumných směrů skupiny chemické fyziky vedené doc. Reném Kalusem rozvíjeným ve spolupráci s pracovníky z univerzity v Toulouse (F. X. Gadéa, Institut de Recherche sur les Systèmes Atomiques et Moléculaires Compexes Univerzity P. Sabatier) a s institutem J. Heyrovského AV ČR (dr. Ivanou Paidarovou). Studium termodynamických a strukturních klastrů molekul vody, čistých i s příměsemi, na katedře fyziky OU i J.H. institutu je rovněž podporován společným grantem GAAV (2007–2011). Má práce navázala na předchozí Monte Carlo simulace započaté v roce 2007 na Univerzitě P. Sabatiera v Toulouse, kde jsem implementoval základní simulační metody Monte Carlo, především simulované žíhání studující klastry při nulové termodynamické teplotě, a parallel tempering Monte Carlo (PT-MC) kombinované s metodou multiple histogram, umožňující výpočet středních termodynamických veličin při nenulové termodynamické teplotě a umožňující studium teplotně podmíněných fázových a strukturních změn v těchto objektech, a dále na zahraniční pobyt v roce 2008 na Univerzitě v Göteborgu ve skupině docenta Klavse Hansena, kde jsem implementoval jednodušší interakční modely pro protonované klastry4 vody a kde jsem se seznámil s možnostmi experimentálního zkoumání těchto zajímavých objektů.Během mého pobytu na univerzitě v Salt Lake City jsem se seznámil s empirickým modelováním interakcí v protonovaných klastrech molekul vody metodou MS-EVB a se všemi jejími úskalími, které je nutno překonat při její programové implementaci a odladění programových modulů. V průběhu měsíce stráveného na University of Utah se mi podařilo implementovat nejnovější verzi této metody, model MS-EVB3, a otestovat ji, zda dává správné výsledky. V současné době testuji její použití v mých již hotových simulačních programech založených na metodách Monte Carlo. Metoda MS-EVB3 byla navržena a doposud využívaná pouze v programech založených na

1 J. Chem. Phys., 111, 1999, p. 9361.

2 J. Chem. Phys., 117, 2002, N. 12, p. 5839.

3 J. Phys. Chem. B 2008, 112, p. 467.

4 J. Chem. Phys. 96, (4), 1992, p. 3131.

- 155 -

metodách molekulární dynamiky, mi se podařilo ve spolupráci se skupinou G. A. Votha tuto metodu mírně modifikovat tak, aby byla použitelná i v metodách Monte Carlo. V následujících měsících plánuji provedení izobaricko-izotermických parallel tempering Monte Carlo simulací protonovaných klastrů, jejichž interakce budou modelovány modelem MS-EVB3. Cílem výzkumu bude chování klastrů a solvatovaného protonu v extrémních podmínkách, zejména při vysokých tlacích. Zároveň metodou simulovaného žíhání plánuji výpočet rovnovážných struktur protonovaných klastrů při nulové teplotě a při nenulových tlacích. Mnou implementovaný interakční model MS-EVB3 zároveň poskytnu ostatním členům naší vědecké skupiny vedené doc. R. Kalusem na katedře fyziky OU pro použití tohoto modelu na výpočet rovnovážných struktur protonovaných klastrů evolučními algoritmy a na provedení dynamických simulací protonovaných klastrů.


Největším přínosem mého pobytu v Salt Lake City je navázání kontaktu se špičkovou teoretickou skupinou prof. Gregory A. Votha, seznámení se s jejich nejaktuálnějšími výsledky, s jejich vědeckými postupy, ale i s jejich pracovním stylem na této významné zahraniční univerzitě, otevření možností budoucí vzájemné spolupráce na poli teoretického modelování fyzikálně-chemických vlastností objektů mikrosvěta, ať už se bude jednat o protonované klastry nebo v budoucnu o komplikovanější problémy, jakými jsou fyzikálně-chemické vlastnosti a biologické procesy (např. transport protonu5) v biomolekulách.V širším kontextu realizace projektu rovněž přispěla k aktivnímu zapojení vybraných studentů katedry fyziky OU i zájemců ze středních škol Moravskoslezského kraje do výzkumu fyzikálně-chemických vlastností atomových a molekulových klastrů katedry fyziky OU, kteří se na výzkumu podílejí v rámci svých bakalářských a diplomových prací, či v rámci Středoškolské odborné činnosti (SOČ, Miroslav Rapčák, David Pěgřímek, Gymnázium Orlová, 1. místo v celostátním kole soutěže SOČ 2009 v sekci fyzika, téma: Monte Carlo simulace atomárních klastrů, vedení studentů: Aleš Vítek).


Byl implementován interakční model MS-EVB pro solvatovaný proton v klastrech 1. vody.Daný model (původně navržený pro metody molekulové dynamiky) byl 2. modifikován pro metody Monte Carlo a následně aplikován v již dříve implementovaných programech využívajících metody Monte Carlo na výpočet struktur (metodou simulovaného žíhání) a termodynamických vlastností klastrů (izobaricko-izotermické parallel tempering Monte Carlo v kombinaci s multiple histogram method.) V současné době probíhají první testovací výpočty. 3.

5 Biophysical Journal, 85, 2003, p. 864.

- 156 -

Výsledky Monte Carlo simulací protonovaných klastrů budou publikovány 4. v impaktovaných časopisech a prezentovány na mezinárodních vědeckých konferencích.

Výsledky dříve vyvinutých metod pro modelování fyzikálně-chemických vlastností byly prezentovány na mezinárodní vědecké konferenci (VÍTEK, A., PAIDAROVÁ, I., KALUS, R., et al. Prezentace: Thermodynamics of water clusters calculated ab initio. Dobogókö: Eötvös Loránd University, Budapest. [2009-09-25-2009-09-28].) a v současné době je v závěrečné fázi příprava článku v impaktovaném časopise (A. Vítek, R. Kalus a I. Paidarová, Structural changes in water tetramer. A combined Monte Carlo and DFT study.)

Ukázky strukturních výpočtů:

Eigenův iont (H5O2 ) Zundelův iont (H9O4 ) vazebná energie 33,05 Kcal/mol vazebná energie 79,70 Kcal/mol

- 157 -

Finanční rozbor

Závěrečné vyúčtování Dotace z rozpočtu MSK: (dotace poskytnuta na základě smlouvy č. VaV 32/2009



Ubytování 22.000 Kč 6.021 Kč (350 USD)


Rozpis doprava

Bydliště – Letiště Praha a zpět 785 Kč

Zpáteční letenka

Praha – New York – Salt Lake City 17.291 Kč


Rozpis strava

Datum odjezdu z bydliště: 15. 9. 2009

Datum odletu z Prahy: 16. 9. 2009

Datum příletu do SLC: 16. 9. 2009

Datum odletu ze SLC: 15. 10 2009

Datum příletu do Prahy: 16. 10 2009

Datum příjezdu do místa bydliště: 16. 10 2009


Pásmo III, 360 Kč/den




Kurzy zahraničních měn dle ČNB ze dne mého odletu z Prahy do Salt Lake City 16. 9. 2009:

1 USD 17,204 Kč

Z rozpočtu MSK byly poskytnuty finanční prostředky v celkové výši 64.000 Kč, celkové náklady na realizaci projektu byly 34.177 Kč, nevyčerpaný rozdíl byl vrácen zpět do rozpočtu MSK. Tento projekt byl realizován pouze z prostředků MSK. Vzhledem k omezenému uznatelnému příspěvku na stravu a vzhledem k tomu, že víza nepatřily do uznatelných nákladů, byly ostatní náklady na stravu a víza hrazeny z vědecko-výzkumných grantů katedry fyziky OU.

Editoři: Martin Petrásek, Bára Šafránková, Miroslav Zeman

Všechna práva jsou vyhrazena podle autorského zákona. Jakákoliv, i částečná, repro-dukce či publikace je možná pouze se svolením editora.

Vydala Slezská univerzita v OpavěVydáno za podpory Moravskoslezského kraje

Počet stran: 160Náklad: 200 ksRok vydání: 2010

Vytiskla Tiskárna Kleinwächter

Publikace neprošla jazykovou korekturou.

ISBN 978-80-7248-588-8

Documents

Sborník Dne tvůrčích činností MSK