Prezenční studium

4 roky

doc. Ing. Pavel Rudolf, Ph.D.

Předseda :
doc. Ing. Pavel Rudolf, Ph.D.
Člen interní :
prof. Ing. Jan Jedelský, Ph.D.
prof. Ing. Zdeněk Jegla, Ph.D.
doc. Ing. Jaroslav Katolický, Ph.D.
prof. Ing. Jiří Pospíšil, Ph.D.
Člen externí :
Ing. Milan Kořista, Ph.D.

Cílem doktorského studia v navrhovaném programu je:
• Příprava tvůrčích vysoce vzdělaných pracovníků v oblasti energetického inženýrství a blízce příbuzných strojírenských oborů, kteří budou připraveni pro působení ve výzkumu a vývoji v průmyslových firmách, výzkumných ústavech a organizacích u nás i v zahraničí.
• Umožnit doktorandovi rozvoj talentu k tvůrčím aktivitám a další rozvoj vědecké či inženýrské osobnosti. Zajistit rozvoj jeho schopností zpracovávat vědecké poznatky ve studovaném oboru a oborech souvisejících.
• Absolventi budou schopni samostatné vědecké práce především v oblasti aplikovaného ale také základního výzkumu.
• Doktorand je veden nejen k získání poznatků ve studovaném oboru, ale také k jeho dalšímu rozvoji.
• Zaměření studia je primárně na základní a aplikovaný výzkum v těchto oblastech: návrh, vývoj a provoz energetických a tekutinových strojů a zařízení, spalování, technika prostředí, procesní inženýrství, mechanika tekutin, termomechanika.
• Absolvent má velmi dobré znalosti teorie oboru i moderních přístupů v oblasti výpočtového a experimentálního modelování.
• Absolvent má dovednosti a schopnosti v oblasti publikace a sdílení výsledků VaV v českém a především anglickém jazyce.

• Profil absolventa odpovídá současnému stavu vědeckého poznání v oblasti energetického inženýrství a umožňuje mu další rozvoj výzkumu v dané oblasti.
• Absolvent je tvůrčí osobnost schopná samostatné i týmové vědecké práce, má dostatečné schopnosti pro přípravu, realizaci a vedení VaV projektů.
• Absolvent je schopen přenášet výsledky mezi základním a aplikovaným výzkumem a spolupracovat v multidisciplinárních mezinárodních vědeckých týmech.
• Doktorand během studia získá široké znalosti a dovednosti v oblasti proudění tekutin, přenosu tepla, návrhu a provozu energetických strojů, zařízení a systémů.
• Předpokládá se, že absolventi najdou uplatnění jako VaV pracovníci akademických výzkumných organizacích nebo ve výzkumných ústavech a odděleních aplikovaného výzkumu průmyslových podniků v ČR i v zahraničí a to v řadových i vedoucích pozicích.

Absolvent doktorského studijního programu Energetické inženýrství bude připraven pro samostatnou i týmovou VaV práci v akademickém prostředí, výzkumných organizacích nebo výzkumných odděleních průmyslových firem v oblasti energetiky, jak tuzemských, tak zahraničních.
Absolvent bude mít komplexní pohled na současné výzvy a problémy v oblasti energetiky a bude schopen reagovat analýzou problematiky, návrhem vhodných modelů resp. technických opatření a zařízení. Proto bude vhodným kandidátem nejen na pozice v oblasti VaV, ale také ve veřejné správě, konzultačních firmách nebo manažerských pozicích firem se zaměřením na energetiku.

Viz platné předpisy, Směrnice děkana Pravidla pro organizaci studia na fakultě (doplněk Studijního a zkušebního řádu VUT v Brně).

Pravidla a podmínky pro tvorbu studijních programů určují:
ŘÁD STUDIJNÍCH PROGRAMŮ VUT,
STANDARDY STUDIJNÍCH PROGRAMŮ VUT,
STUDIJNÍ A ZKUŠEBNÍ ŘÁD VUT,
SMĚRNICE DĚKANA Pravidla pro organizaci studia na fakultě (doplněk Studijního a zkušebního řádu VUT v Brně),
SMĚRNICE DĚKANA FSI Jednací řád oborových rad doktorských studijních programů FSI VUT v Brně.
Studium v DSP se neuskutečňuje v kreditovém systému. Klasifikační stupně jsou „prospěl“, „neprospěl“, u obhajoby disertační práce je výsledek „obhájil“, „neobhájil“.

Na VUT jsou zohledněny potřeby rovného přístupu k vysokoškolskému vzdělávání. V přijímacím řízení ani ve studiu nedochází k přímé či nepřímé diskriminaci z žádných důvodů. Studujícím se specifickými vzdělávacími potřebami (poruchy učení, fyzický a smyslový handicap, chronická somatická onemocnění, poruchy autistického spektra, narušené komunikační schopnosti, psychická onemocnění) je poskytováno poradenství v poradenském centru VUT, které je součástí Institutu celoživotního vzdělávání VUT. Podrobně tuto problematiku řeší Směrnice rektora č. 11/2017 „Uchazeči a studenti se specifickými potřebami na VUT“. Rovněž je vytvořen funkční systém sociálních stipendií, který popisuje Směrnice rektora č. 71/2017 „Ubytovací a sociální stipendium“.

Nově navrhovaný doktorský studijní program Energetické inženýrství vzniká jako nový v rámci institucionální akreditace oblasti vzdělávání „Energetika“. Navazuje na bakalářské vzdělání ve specializacích bakalářského studijního programu Energetika a navazující magisterské studijní programy Energetické a termofluidní inženýrství a Procesní inženýrství. Jedná se o vzdělání kombinující solidní teoretické základy v aplikované mechanice, konstrukci energetických strojů, projekci a provozu energetických systémů, znalosti a dovednosti ve výpočtovém a experimentálním modelování v oblasti energetiky a aplikované mechaniky tekutin a termomechaniky.
V případě uchazečů z jiných fakult nebo vysokých škol je nutné, aby zvládali výše zmíněné disciplíny na úrovni vyučované v těchto programech.

1. kolo (podání přihlášek od 01.04.2026 do 31.05.2026)

1. Atomizér s adaptabilním sprejem pro aplikace se silnou interakcí s okolním prouděním

   Rostoucí využití bezpilotních prostředků (UAV) v oblasti zemědělství nebo hašení požárů klade vysoké nároky na kvalitu a stabilitu spreje. Na rozdíl od stacionárních aplikací zde dochází k velmi silné interakci spreje s okolním prouděním. Toto vede k významnému riziku odvanu, nerovnoměrné depozice kapek a nízké efektivitě rozprašování.

   Cílem disertační práce bude vývoj a optimalizace trysky určené pro drony. Práce se zaměří na výzkum rozpad kapalného filmu, tvorbu spreje a jeho interakci s komplexním proudovým polem. Práce se bude zabývat jak samotným návrhem atomizéru, tak hodnocením vlivu provozních parametrů a letových podmínek na velikost kapek a jejich trajektorii.

   Budou využity moderní optické diagnostické metody (např. vysokorychlostní kamera, PIV, PDA/LDV) v kombinaci s numerickými simulacemi (CFD, případně LES), které umožní detailní popis proudění a transportu kapek.

   Na základě experimentálních a numerických dat bude zkoumán potenciál využití metod strojového učení a umělé inteligence pro „chytrou“ adaptaci spreje – například úpravu provozních parametrů trysky (tlak, průtok, víření) s cílem minimalizovat ztráty a maximalizovat účinnost aplikace.

   Doktorand se bude podílet na návrhu a realizaci zkušebního zařízení simulujícího podmínky provozu na dronu, provádět experimenty a vyhodnocovat naměřená data. Výsledky práce přispějí k lepšímu pochopení fyzikálních procesů atomizace kapalin v komplexních proudových polích a k vývoji pokročilých sprejových systémů pro UAV aplikace.

   Téma má plné technicko-materiální zabezpečení, zejména laboratorní vybavení, techniku a materiál pro experimenty. Předpokládá se částečná finanční podpora studenta z projektu. Téma má návaznost na stávající či připravované projekty pracoviště v oblasti vývoje trysek a sprejových technologií. Předpokládá se možnost několikaměsíční zahraniční stáže, účast na odborných seminářích a prezentace výsledků na mezinárodních konferencích.

   Školitel: Jedelský Jan, prof. Ing., Ph.D.

2. Škálování sprejových kolon se silnou interakcí plyn–kapalina

   Sprejové kolony využívané v procesech čištění plynů nebo absorpce CO₂ jsou klíčově ovlivněny vlastnostmi použitého atomizéru a jeho interakcí s okolním prouděním. Při přechodu od laboratorního k poloprovoznímu a provoznímu měřítku však často dochází ke zhoršení účinnosti procesu vlivem změn v charakteru spreje, proudění a distribuce kapek.

   Cílem disertační práce bude studium a návrh metod škálování sprejových kolon používající různé atomizéry. Práce se bude zabývat vlivem typu, počtu a umístění atomizéru, provozních parametrů a měřítka zařízení na velikost mezifázové plochy a distribuci kapek v koloně. Experimentální výzkum s využitím optické diagnostiky bude kombinován s CFD simulacemi za účelem identifikace klíčových bezrozměrných parametrů vhodných pro škálování.

   Součástí práce bude syntéza a aplikace škálovacích zákonů a doporučení pro návrh atomizérů a rozstřikových kolon pro maximalizaci mezifázového rozhraní a minimalizaci nežádoucích jevů, jako je unášení kapaliny nebo nerovnoměrná distribuce v koloně.

   Doktorand se bude podílet na návrhu a realizaci sprejové kolony, provádět experimenty a vyhodnocovat naměřená data. Výsledky práce přispějí k lepšímu pochopení vícefázového proudění ve sprejových kolonách.

   Téma má plné technicko-materiální zabezpečení, zejména laboratorní vybavení, techniku a materiál pro experimenty. Předpokládá se částečná finanční podpora studenta z projektu. Téma má návaznost na stávající či připravované projekty pracoviště v oblasti vývoje trysek a sprejových technologií. Předpokládá se možnost několikaměsíční zahraniční stáže, účast na odborných seminářích a prezentace výsledků na mezinárodních konferencích.

   Školitel: Jedelský Jan, prof. Ing., Ph.D.

3. Vývoj a optimalizace sprejových systémů pro cílové aplikace s využitím strojového učení nad interní experimentální databází

   Laboratoř vícefázové mechaniky tekutin na FSI v posledních deseti letech shromáždila rozsáhlou sadu kvalitních obrazových i číselných dat o chování různých rozprašovacích systémů v širokém rozsahu provozních podmínek. Pracoviště se aktuálně zaměřuje zejména na vývoj sprejů pro (1) depozici nanočásticových/funkčních povlaků a (2) intenzifikaci procesů zachycování CO₂.Cílem disertační práce je tato data systematicky utřídit, doplnit metadata a nejistoty a vytvořit reprodukovatelnou databázi vhodnou pro metody strojového učení. ML modely (včetně fyzikálně informovaných přístupů a modelů s odhadem nejistot) budou využity k data miningu, predikci metrik kvality spreje (např. režim atomizace, SMD, úhel kužele, penetrace, depoziční účinnost, charakteristiky přestupu hmoty) a k inverznímu návrhu a více-kriteriální optimalizaci geometrie a provozních podmínek atomizérů. Součástí práce bude experimentální ověření vybraných návrhů a případně návrh doplňujících experimentů (DoE/active learning).Téma je multidisciplinární (vícefázové proudění, experimentální diagnostika, zpracování dat, ML/optimalizace) a má plné technicko-materiální zabezpečení. Předpokládá se částečná finanční podpora studenta z projektu, návaznost na stávající/podaný výzkumný projekt, zahraniční stáž v délce několika měsíců a prezentace výsledků na konferencích. Před přijímacím řízením je nutné kontaktovat školitele a projednat podrobnosti.

   Školitel: Jedelský Jan, prof. Ing., Ph.D.