Automotive Engineering Commons^™

A Cfd Study Investigating Drag Reduction For Different Offset And Inline Distance For Two Trucks Platooning, Wael Mokhtar, Kyle Dinger, Shardul Kachare, Mdrazib Hossain, Colin Britcher

Mechanical & Aerospace Engineering Faculty Publications

The automotive industry invests huge resources to improve fuel consumption of commercial vehicles by improving their aerodynamic efficiency. Recently, numerous studies investigating the effect of platooning on aerodynamic drag of semi-trucks have been performed by researchers indicating a positive impact. For the present study, a three-dimensional computational study was performed to investigate the effect of varying offset and linear distance during platooning on the total drag of two semi-trucks. The study was conducted on a full-scale model using Reynold’s Averaged Navier-Strokes governing equations for a moving ground simulation using the STAR-CCM+ computational package. Furthermore, for turbulence, the standard k- …

Design Of An Anti-Jerk Controller For Both Locked And Slipping Torque Converter Conditions In A Vehicle, Syed Ahmad Nadeem

Dissertations, Master's Theses and Master's Reports

With the advancement in the automotive technologies, the customer scrutiny on the ride comfort of automobiles has come to light. Vehicle drivability is one of the important aspects that defines the ride comfort for a vehicle. Drivability of a vehicle is a qualitative measure and may differ from person to person, however, researches have come up to highlight a few parameters that can categorize the drivability performance of a vehicle into good or bad for a majority of the targeted audience. One of those parameters include shuffle, which is defined as the longitudinal oscillations that occurs in the drivetrain when …

Defects Analysis Of Seat Belt Tensioner Cast Body, Artur Soroczński, Piotr Czyżewski, Krzysztof Rechowicz

VMASC Publications

The article presents an analysis of the implementation of a selected element of the traveler safety system used in road transport. The results of metallographic tests were presented, and the state of stress introduced to the casting by means of forming the element by means of plastic forming was analyzed. An analysis of the manufacturing process was carried out indicating the risks that may lead to cracks in the material structure. Possible causes of founding defects were pointed out and possible technological solutions were pointed out in order to avoid them.

Atv Dynamics And Pediatric Rider Safety, James T. Auxier Ii

Theses and Dissertations--Biomedical Engineering

It has been observed through numerous academic and governmental agency studies that pediatric all-terrain vehicle ridership carries significant risk of injury and death. While no doubt valuable to safety, the post-hoc approach employed in these studies does little to explain the why and how behind the risk factors. Furthermore, there has been no prolonged, widespread, organized, and concerted effort to reconstruct and catalog the details and causes of the large (20,000+) number of ATV-related injuries that occur each year as has been done for road-based motor vehicle accidents. This dissertation takes the opposite approach from a meta-analysis and instead examines …

Filtered-Dynamic-Inversion Control For Unknown Minimum-Phase Systems With Unknown Relative Degree, Sumit Suryakant Kamat

Theses and Dissertations--Mechanical and Aerospace Engineering

We present filtered-dynamic-inversion (FDI) control for unknown linear time-invariant systems that are multi-input multi-output and minimum phase with unknown-but-bounded relative degree. This FDI controller requires limited model information, specifically, knowledge of an upper bound on the relative degree and knowledge of the first nonzero Markov parameter. The FDI controller is a single-parameter high-parameter-stabilizing controller that is robust to uncertainty in the relative degree. We characterize the stability of the closed-loop system. We present numerical examples, where the FDI controller is implemented in feedback with mathematical and physical systems. The numerical examples demonstrate that the FDI controller for unknown relative degree …

Radio Frequency Studies Of Soot Loading And Ammonia Storage On A Diesel Particulate Filter With A Scr Catalyst Coating, Shreyans Sethia

Dissertations, Master's Theses and Master's Reports

The radio frequency (RF) measurement technique has been shown to be a viable method for measurement of the amount of soot loaded onto DPF’s ^[1] and the amount of NH₃ stored on SCR catalysts ^[2]. In one of the configurations, a microwave resonant cavity is formed by the metal can encasing the enclosed catalyst. Two metal probes acting as antennas are placed on either side of the catalyst. Power transmitted between the antennas is monitored as the frequency of the signal is swept. At certain frequencies, resonance is achieved. Measurements of the resonance frequencies, amplitude at resonance, and …

Hybrid Electric Vehicle Energy Management Strategy With Consideration Of Battery Aging, Bin Zhou

Dissertations, Master's Theses and Master's Reports

The equivalent consumption minimization strategy (ECMS) is a well-known energy management strategy for Hybrid Electric Vehicles (HEV). ECMS is very computationally efficient since it yields an instantaneous optimal control. ECMS has been shown to minimize fuel consumption under certain conditions. But, minimizing the fuel consumption often leads to excessive battery damage. The objective of this dissertation is to develop a real-time implementable optimal energy management strategy which improves both the fuel economy and battery aging for Hybrid Electric Vehicles by using ECMS. This work introduces a new optimal control problem where the cost function includes terms for both fuel consumption …

An Examination To Pathways Powering Car Using Clean Energy, Marina Miranda

Graduate Theses, Dissertations, and Problem Reports (ETD)

Traditional vehicles powered by internal combustion engines contribute significantly to increasing emissions of greenhouses gasses (GHG). There has been increasing interest in powering vehicles using green energy include using electricity produced by wind turbine and solar panel. The green electricity can be used to directly charge the Battery Electric Vehicles (BEV), or producing hydrogen as fuel for Fuel Cell Electric Vehicles (FCEV) by converting electrical energy to hydrogen (H₂) through water electrolysis. The low energy density H₂ produced can be stored on board as either compressed H₂ or liquefied H₂.

This research examines the …

The Covid-19 Pandemic And Transportation Engineering, Chris Hendrickson,, Laurence Rilett

Department of Civil and Environmental Engineering: Faculty Publications

The COVID-19 pandemic has been an enormous global disruption with immense economic, environmental, and social impacts throughout the world. Only world wars and the flu pandemic of 1918 are comparable in the wide range of consequences, including fatalities, over a relatively short period of time. Unfortunately, we can expect other major disruptions to occur in the future. In this editorial, we intend to discern some lessons for the transportation engineering profession that can be learned from the current catastrophe that can help us prepare for future disruptions. We will ignore nontransportation aspects of the pandemic such as the development of …

Route Planning For Long-Term Robotics Missions, Christopher Alexander Arend Tatsch

Graduate Theses, Dissertations, and Problem Reports (ETD)

Many future robotic applications such as the operation in large uncertain environment depend on a more autonomous robot. The robotics long term autonomy presents challenges on how to plan and schedule goal locations across multiple days of mission duration. This is an NP-hard problem that is infeasible to solve for an optimal solution due to the large number of vertices to visit. In some cases the robot hardware constraints also adds the requirement to return to a charging station multiple times in a long term mission. The uncertainties in the robot model and environment require the robot planner to account …

Investigation Of Particle Measurement In Different Dilution Ratios With Gasoline Direct Injection And Port Fuel Injection, John Adam Phillips

Graduate Theses, Dissertations, and Problem Reports (ETD)

Ambient air quality has been a concern in the United States since the mid-1900’s, forcing legislations like the Air Pollution Control Act and Clean Air Act necessary to bring focus on air pollution and quality. The Environmental Protection Agency (EPA) continues to update the requirements for more efficient vehicles and emissions sampling methods. Today the EPA has implemented regulations on modern spark ignited engines without any major focus on the type of injection technologies being used. While particle matter (PM) is a requirement to measure for a vehicle certification, more research should focus on the particle number (PN) measurements that …

Implementation Of Radial Basis Function Artificial Neural Network Into An Adaptive Equivalent Consumption Minimization Strategy For Optimized Control Of A Hybrid Electric Vehicle, Thomas P. Harris

Graduate Theses, Dissertations, and Problem Reports (ETD)

Continued increases in the emission of greenhouse gases by passenger vehicles has accelerated the production of hybrid electric vehicles. With this increase in production, there has been a parallel demand for continuously improving strategies of hybrid electric vehicle control. The goal of an ideal control strategy is to maximize fuel economy while minimizing emissions. The design and implementation of an optimized control strategy is a complex challenge. Methods exist by which the globally optimal control strategy may be found. However, these methods are not applicable in real-world driving applications since these methods require a priori knowledge of the upcoming drive …

การวิเคราะห์เชิงสถิติของปัจจัยที่ส่งผลต่อการเกิดไฟป่าในจังหวัดน่าน, ชัชวาล แซ่โค้ว

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

จังหวัดน่านมักเกิดไฟป่าเป็นประจำทุกปี ซึ่งเป็นสาเหตุของปัญหาน้ำท่วมและดินถล่มในช่วงฤดูฝน ขาดแคลนน้ำได้ง่ายในช่วงฤดูแล้ง รวมถึงปัญหามลพิษอากาศ PM10 เกินค่ามาตรฐาน ส่งผลต่อการอุปโภคบริโภค การเกษตรและการดำรงชีวิตของมนุษย์ ดังนั้น งานวิจัยนี้จึงมีวัตถุประสงค์ในการศึกษาปัจจัยที่ส่งผลต่อการเกิดไฟป่าและสร้างแผนที่ความเสี่ยง เพื่อระบุระดับความเสี่ยงต่อการเกิดไฟป่าในแต่ละพื้นที่ นำไปสู่แนวทางการป้องกันและความคุมไฟป่าอย่างมีประสิทธิภาพต่อไป โดยแบ่งการศึกษาออกเป็น 4 เขต และพิจารณาข้อมูลระหว่างปี พ.ศ. 2555 – 2562 สำหรับตัวแปรที่นำมาวิเคราะห์ได้แก่ เดือนในช่วงฤดูไฟป่า วันในสัปดาห์ (อาทิตย์ - เสาร์) เวลา อุณหภูมิ ความชื้น ระดับความสูง ระดับความชัน ระยะห่างจากถนน ระยะห่างจากพื้นที่เกษตร ระยะระหว่างตำแหน่งจุดเกิดไฟใกล้เคียงและประเภทป่าไม้ ซึ่งได้มีการจัดทำชั้นข้อมูลถนนสายรองเพิ่มเติมในแต่ละเขต เช่น ถนนในพื้นที่เกษตรและบริเวณโดยรอบ ถนนที่เชื่อมต่อเข้าไปในพื้นที่ป่า เป็นต้น ในส่วนของการวิเคราะห์จะประกอบด้วย การหาค่าความถี่ การทดสอบไคสแควร์และสหสัมพันธ์ในรูปแบบเพียร์สัน ร่วมกับค่าถดถอยพหุคูณ ด้วยโปรแกรม IBM SPSS Statistic 22 และนำมาสร้างแผนที่ความเสี่ยง จากการศึกษาพบว่า ทั้ง 4 เขต มีเพียงวันในสัปดาห์ ที่ไม่พบความสัมพันธ์กับการเกิดไฟป่า สำหรับปัจจัยหลักที่ส่งผลต่อการเกิดไฟป่าคือ ระยะห่างจากถนน ระยะห่างจากพื้นที่เกษตรและระยะระหว่างตำแหน่งจุดเกิดไฟใกล้เคียง ดังนั้น จึงนำตัวแปรทั้ง 3 มาสร้างแผนที่ความเสี่ยงและทดสอบด้วยตำแหน่งจุดเกิดไฟป่าของปี 2563 พบว่า ไฟป่ากว่าร้อยละ 55.55 เกิดในพื้นที่เสี่ยงสูงและสูงมาก โดยเฉพาะในเขต 3 เกิดไฟป่าในพื้นที่เสี่ยงสูงมากถึงร้อยละ 81.63 ซึ่งพื้นที่เสี่ยงสูงและสูงมากของทั้ง 4 เขต มีเพียงร้อยละ 8.14 ของพื้นที่ทั้งจังหวัด

การรู้จำและการบ่งตัวตนของเสียงสภาพแวดล้อมและเสียงปืน-ปืนใหญ่ ด้วย Mlp Svm และ Dnn, ชินวัฒน์ จัตุรัส

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

วิทยานิพนธ์ฉบับนี้เสนอแนวทางการรู้จำและการบ่งตัวตนของเสียงสภาพแวดล้อมและเสียงปืน-ปืนใหญ่ โดยเสนอแบบจำลอง Support Vector Machine (SVM) Multi-Layer Perceptron (MLP) และ Deep Neural Networks (DNNs) อีกสองชนิด ได้แก่ Convolutional Neural Networks (CNNs) และ Recurrent Neural Networks (RNNs) วัตถุประสงค์หลักเพื่อศึกษาการรู้จำเสียงสภาพแวดล้อมและเสียงปืน-ปืนใหญ่ และขยายขอบเขตให้สามารถจำแนกระหว่างเสียงที่ไม่เป็นอันตรายและเสียงที่เป็นอันตราย ปัญหาหลักของการจำแนกเสียงเกิดจากสัญญาณเสียงมีคุณลักษณะที่ไม่คงที่ (Non-Stationary) และข้อมูลมีขนาดมิติทางเวลาสูง ด้วยเหตุนี้วิทยานิพนธ์นี้จึงเสนอแนวทางการแก้ปัญหาด้วยการประมวลผลก่อนหน้าด้วยผลการแปลงฟูเรียร์สั้น (Short-Time Fourier Transform, STFT) แล้วทำการสกัดคุณลักษณะด้วยการวิเคราะห์องค์ประกอบหลัก (Principal Components Analysis, PCA) และทำการจำแนกด้วย SVM และ MLP นอกจากนี้ด้วยสมมติฐาน เบื้องต้นที่ว่า STFT สามารถแปลงจากสัญญาณเสียงที่มีมิติขนาดหนึ่งมิติมาเป็นสัญญาณภาพ (image) ที่มีขนาดสองมิติได้ ทำให้เราสามารถนำ spectrogram ที่ได้จาก STFT มาประยุกต์ใช้กับการเรียนรู้ลึกชนิด CNN หรือ RNN ได้ในกรณีนี้ CNN และ RNN จะทำหน้าที่สกัดคุณลักษณะ และจำแนกไปพร้อมกับในระหว่างการเรียนรู้ ผลการทดลองวิทยานิพนธ์สรุปได้ว่าเครื่องมือที่สามารถทำนายเสียงสภาพแวดล้อมและเสียงปืน-ปืนใหญ่ ได้แม่นยำสุดคือ DNN ชนิด CNN

ผลกระทบจากกรรมวิธีทางความร้อนในการฟื้นฟูโครงสร้างจุลภาคในโลหะผสมพิเศษเนื้อพื้นนิกเกิลที่ได้จากการหล่อและผ่านการให้ความร้อนมาเป็นระยะเวลานาน, วรา วัชรถานนท์

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้ได้ทำการศึกษาและประเมินผลของการทำกรรมวิธีทางความร้อน ซึ่งประกอบด้วยการทำละลายที่อุณหภูมิ 1175 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 4 ชั่วโมง แล้วปล่อยให้เย็นตัวในอากาศ และการบ่มแข็งที่อุณหภูมิ 845 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 24 ชั่วโมง แล้วปล่อยให้เย็นตัวในอากาศ เพื่อปรับปรุงและฟื้นฟูโครงสร้างจุลภาคในโลหะผสมพิเศษเนื้อพื้นนิกเกิลเกรดจีทีดี-111 ที่มีการเติมธาตุอะลูมิเนียม, นิกเกิล และ/หรือโคบอลต์เพิ่มเติม หลังจากผ่านการจำลองการใช้งานจริงที่อุณหภูมิ 900 องศาเซลเซียส และ 1000 องศาเซลเซียส เป็นเวลา 400 ชั่วโมง พบว่าการทำกรรมวิธีทางความร้อนด้วยเงื่อนไขนี้เหมาะสมกับชิ้นงานที่ผ่านการจำลองการใช้งานจริงที่อุณหภูมิ 900 องศาเซลเซียส แต่โครงสร้างจุลภาคที่เกิดขึ้นยังไม่สามารถกลับคืนสู่สภาพเดิมได้ทั้งหมด เมื่อเปรียบเทียบกับโครงสร้างจุลภาคของชิ้นงานดั้งเดิมที่ยังไม่ผ่านการจำลองการใช้งานจริงจากงานวิจัยก่อนหน้านี้ ซึ่งแสดงให้เห็นว่าอุณหภูมิ และ/หรือเวลาที่ใช้ในการทำละลายยังไม่มากเพียงพอต่อการละลายอนุภาคแกมมาไพรม์แบบหยาบให้กลับสู่เนื้อพื้นแกมมาได้ สำหรับแนวโน้มของการเติมธาตุผสมทั้งสามต่อขนาดของอนุภาคแกมมาไพรม์และสัดส่วนเชิงพื้นที่ของเฟสแกมมาไพรม์ที่เกิดขึ้นหลังจากการทำกรรมวิธีทางความร้อน มีความใกล้เคียงกับผลที่ได้จากชิ้นงานดั้งเดิมมาก แต่อย่างไรก็ตามค่าต่าง ๆ ที่ได้จากการวิเคราะห์ด้วยภาพถ่าย โดยเฉพาะอย่างยิ่งขนาดของอนุภาคแกมมาไพรม์มีค่าน้อยกว่าชิ้นงานดั้งเดิม

The Rise, Fall, And Repair Of Trust For Automated Driving Systems, Scott Mishler, Jing Chen

Psychology Faculty Publications

The purpose of this study was to investigate how human driver's trust in the automated driving system is built over time and affected by automation failure. The study expanded trust development over time by measuring trust after a practice demonstration ofthe system capabilities and after each of seven unique, sequential drives. The automation performed perfectly on six of the seven drives but made one of three different responses to a critical hazard event in the fourth drive. Depending on the error-type condition, the automation either perfectly avoided the hazard (no error), issued a takeover request (TOR), or failed to notice …

Zips Racing Electric Can Communications, Andrew Jordan, Adam Long, Susanah Kowalewski, Rami Nehme

Williams Honors College, Honors Research Projects

The CAN protocol has been a standard of electronic communication networks of automotive vehicles since the early 2000s due to its robust reliability in harsh environments. For the 2020 competition year, the Zips Racing Electric design team will be building an entirely new, fully-electric vehicle with CAN communication implemented rather than communicating via pure analog signals. Hardware and software can be utilized to read analog electrical signals from a source, such as accelerator and brake sensors, and encode them into a digital message that meets the CAN 2.0B communication protocol standard. Likewise, software can be used to extract data from …

Autonomous Guided Vehicle Frame For Outdoor Use, Thomas Mcgrath

Williams Honors College, Honors Research Projects

The overall goal for my project is to design a durable Autonomous Guided Vehicle (AGV) frame intended for carrying a heavy load over outdoor terrain. I will not be designing a complete vehicle, only the basic structure that can be used to build a complete AGV on. There will be complete 3D models of the design and its individual parts. I also would like to provide limited Finite Element Analysis of the design using ANSYS software to determine weaknesses and methods for improvement. The design I create is meant to be used as a framework for complete outdoor AGV designs. …

Human Powered Vehicle Internal Systems Design, Zachary Broadbent, Jordan Boos, Patrick Gaertner, Caleb Miner

Williams Honors College, Honors Research Projects

The objective of this design project is to redesign the seat and steering system for the Human Powered Vehicle Team. The goal of the seat design is too improve ergonomics by making it more comfortable and adjustable. In making the seat adjustable, it will be easier for drivers to achieve an optimal efficiency when pedaling. The aim for steering will be to improve the ergonomics as well as performance by analyzing steering systems in the past and evaluating how each design was successful and for what reason. Another main goal of the steering system will be improving the stability and …

Piezoelectric Energy Harvester Improvement, Nathan Embaugh, Jason Mack, Jeremiah Fitzgerald, Zachary J. Lindsey

Williams Honors College, Honors Research Projects

The energy harvester is used to convert a portion of the tire deflection waste energy to power up tire embedded sensors. A piezoelectric energy harvester is designed and some preliminary tests are done on it. So far, it has been shown that this design is sufficient for tire application. The team will need to modify the design of the energy harvester, the measurement setup and add a temperature and a strain senor to the existing setup so that the tire deflection and temperature can be measured and at the same time the energy harvester should be tested to see how …