Automotive Engineering Commons^™

Dynamics Of Separated Flows In Diffusers With Vortex Generators, Sandeep Eldho James

Mechanical and Aerospace Engineering Dissertations - Archive

Flow through curved diffusers is complicated due to the possibility of flow separation and secondary flows. Vortex generators (VGs) are a class of passive flow separation control devices used to improve the flow quality in curved diffusers by suppressing flow separation. However, the literature review demands an in-depth investigation on the physical mechanisms related to flow separation control. Thus, this study aims to improve the understanding of the underlying flow physics associated with VG-induced flow separation control in confined flows. The chosen geometry for this study is a well-documented asymmetric diffuser which exhibits a mild flow separation.

The theoretical formulation …

Undergraduate Research On 5g Propagation Analysis In Naval Ship Environment, Otilia Popescu, Dimitrie Popescu, Murat Kuzlu

Engineering Management & Systems Engineering Faculty Publications

Wireless communication systems have experienced rapid advancements over the last decade, with 5G systems becoming the regular standards and 6G systems being under development. However, the naval ship environment still requires more study due to the special indoor characteristics of the spaces below the deck, where the metal structures strongly impact the propagation characteristics, being prone to signal degradation, dead spots, and unreliable connectivity. This paper presents the research work conducted by a team of undergraduate students from Electrical and Computer Engineering (ECE) and Electrical Engineering Technology (EET) majors. The work was a partnership between Old Dominion University engineering programs …

Kinodynamic Motion Planning For A System With Squid Dynamics, Logan E. Beaver, Cong Wei, Wei-Kuo Yen

Mechanical & Aerospace Engineering Faculty Publications

This paper introduces a path planning algorithm for a system with squid dynamics in a cluttered environment. We capture the complex interactions of fin, arms, and body patterning by analyzing experimental data collected from observing squid motion. We extract nine motion primitives to build the control sequence for a time-optimal trajectory. This task is formulated as a mixed-integer program, and we generate the minimum-time trajectory using a sample-based approach. Numerical simulations illustrate the efficacy of this strategy and motivate ongoing and future efforts to exploration of squid motion features, improvement of the modeling, and experimental demonstrations of the motion planning …

Enhancement Of The Performance And Emission Attributes For The Diesel Engine Using Diesel-Waste Cooking Oil Biodiesel And Graphene Oxide Nanofluid Blends Through Response Surface Methodology, Medhat Elkelawy Prof. Dr. Eng., E A El Shenawy, Hagar Alm-Eldin Bastawissi, Mahmoud M. Shams

Mansoura Engineering Journal

This study examined how diesel fuel and waste-cooked oil (WCO) biodiesel blends added by various concentrations of graphene oxide (GO) nanoparticles can effect on the performance and emission characteristics of constant-speed, four-stroke, single-cylinder, water-cooled diesel engines. The GO nanoparticles concentrations are 50,100 and 150 ppm dispersed in different diesel-WCO biodiesel blends are pure diesel fuel (B0), 20% WCO biodiesel and 76% diesel fuel (B20), and 40% WCO biodiesel and 56% diesel fuel (B40). In addition 4% toluene in all blends which used as a surfactant. The diesel engine fueled with these blends and operated at various engine loads are 2, …

Development And Evaluation Of Blind Spot Detection Safety System Based On 2d-Lidar Technology As An Optimization For Adas Systems, Timothy J. Sutton

Honors College Theses

Distracted driving poses a significant safety hazard and will only exacerbate as the number of modern-day distractions increases. To mitigate this problem, Advanced Driver Assistance Systems (ADAS) features, such as blind spot detection, have been pivotal for the safer operation of vehicles. Towards the same objective, the goal of this research is to utilize 2D LiDAR sensors to create a blind spot detection system that will detect objects and surfaces that are outside of the driver’s field of view. A comparative analysis was conducted by developing a 2D LiDAR-based system utilizing NVIDIA Jetson Orion Nano and Python alongside an ultrasonic-based …

V2i-Based Adaptive Collision Avoidance For Safety And Traffic Efficiency, Vaishnavi Balambeed

Dissertations, Master's Theses and Master's Reports

To leverage the growing communication and connectivity among modern vehicles, Vehicle-to-Vehicle (V2V) and Vehicle-to-Infrastructure (V2I) systems are increasingly being used to implement active safety applications. However, current research often overlooks the impact of algorithms such as collision avoidance on traffic flow efficiency. This work investigates the adaptation of a collision avoidance algorithm implemented in V2I to incorporate a variable time headway and spacing control strategy. The proposed approach aims to maintain higher average speeds among vehicles, lower individual vehicle’s waiting, and travel times in the vicinity of the infrastructural unit while simultaneously avoiding collisions; thereby enhancing both safety and traffic …

Modeling Coupled Driving Behavior During Lane Change: A Multi-Agent Transformer Reinforcement Learning Approach, Hongyu Guo, Mehdi Keyvan-Ekbatani, Kun Xie

Civil & Environmental Engineering Faculty Publications

In a lane change (LC) scenario, the lane change vehicle interacts with surrounding vehicles. The interactions not only affect their driving behaviors but also influence the traffic flow. This study aims to model the coupled behavior of the lane changer and the follower in the target lane during LC. Large-scale real-world connected vehicle (CV) data from the Safety Pilot Model Deployment (SPMD) program are used to extract LCs and study vehicle interactions. A multi-agent Transformer-based deep deterministic policy gradient (MA-TDDPG) method is proposed to model the coupled behaviors during LC. The multi-agent framework can handle the multiple agents’ behaviors with …

Bv2trs Appraiser Model: Enforcing Bharat Version2 In Tree Soft Modelling For Appraising E-Mobility Hurdles, Mona Mohamed, Florentin Smarandache, Michael Gr. Voskoglou

Branch Mathematics and Statistics Faculty and Staff Publications

Electric vehicles (EVs) are being introduced to lessen greenhouse gas (GHG) emissions, air pollution, and reliance on fossil fuels. As a result of the government's aggressive promotion of EVs and rising environmental consciousness, EVs are quickly rising to the top of the low-carbon transportation market. Several viewpoints suggested that shifting to electric vehicles has been seen as a potential way to achieve sustainable mobility. Nevertheless, many studies discussed the obstacles and hurdles that obstruct the embracing of various electric-mobility (E-mobility) as EVs and electric-scooters (E-scooters) as eco-friendly means. Herein, we discussed these hurdles and determined them through surveys for prior …

Development Of A Solidworks Api, Andrew Magyar

Williams Honors College, Honors Research Projects

With the current advancements in CAD software, and precision of modern motors, we believe that a new way to communicate from hardware to software is possible. This report details the steps we have taken to attempt just that. The essential idea behind this is that modern controls for robotics are not as user friendly as they can be. The general action taken is to create an API for SolidWorks that connects it to the other necessary controller software and makes it so that a robot, and its exact current position, can be changed simply and intuitively from SolidWorks. Furthermore, the …

Adjustable Load On Cvt Driven Project, Elijah Saxton, Colin Mcconnell, Trent Bolek, Caleb Malboeuf, Alexander Rawson

Williams Honors College, Honors Research Projects

SAE Baja, also known as Baja SAE (Society of Automotive Engineers Baja), is a series of collegiate design competitions organized by the Society of Automotive Engineers (SAE). These competitions challenge teams of students to design, build, and race off-road vehicles that can withstand rough terrain and perform in various dynamic events. The objective of this Senior Design Project is to design, manufacture, and test an adjustable driven Continuous Variable Transmission (CVT) pulley to adjust the preload on the spring. This will allow easier adjustment on the CVT preload at smaller increments. This design could be used for future Zips Baja …

Schaeffler E-Axle Value Engineering, Andrew Powers

Williams Honors College, Honors Research Projects

This project aims to design a manufacturable E-Axle end housing that improves system performance while reducing cost. The project is focused on utilizing Schaeffler's manufacturing competencies to achieve a simple assembly with a significant reduction in cost per part, while using existing machines or processes within the company. The design development process will follow the conceptual design stage through Finite Element Analysis and classical engineering calculations. Cross-functional design reviews will be conducted to ensure that agreement can be reached on the manufacturing feasibility of the design. Concepts will be entered in a decision analysis sheet to identify the best one …

Extending Trailer, Alex Grove

Williams Honors College, Honors Research Projects

The goal of this research project is to revolutionize the convenience in towable transportation. This innovative design aims to enhance the versatility of pull-behind trailers by incorporating an extendable feature, allowing users to effortlessly adjust the length according to their specific needs. Whether navigating tight spaces or accommodating extra cargo, our trailer adapts to diverse situations, providing unmatched flexibility. In addition to its adjustable length, the trailer is engineered to be compactable, addressing the storage constraints often faced by users with limited space. The collapsible design ensures easy storage without compromising on functionality, making it an ideal solution for individuals …

Electrification Of A Heavy-Duty Off-Road Material Handler: Energy Savings And Emission Reductions, Bryant Goodenough

Dissertations, Master's Theses and Master's Reports

Federal regulations are driving the adoption of electrification technologies to reduce carbon dioxide equivalent (CO₂e) emissions, a metric that quantifies the global warming potential of various greenhouse gases in terms of carbon dioxide (CO₂). Although no specific CO₂ regulations exist for heavy-duty off-road machines, future reductions are likely, given stricter emissions standards for on-road vehicles. The heavy-duty off-road sector offers significant fuel-saving potential, as its focus has traditionally been on reliability and performance rather than fuel efficiency. This dissertation examines fuel and CO₂e savings opportunities on a heavy-duty off-road material handler, the Pettibone …

Investigation Of Operational Parameter Differences Between The Standard Ron Test Method And Knock-Limited Modern Spark-Ignition Engine Operation, Alexander Hoth

Dissertations, Master's Theses and Master's Reports

Octane numbers (ONs) are used worldwide to rate the knock propensity of gasoline-like fuels for spark-ignition engines, making ONs the leading indicator of fuel quality for commercial distribution. The ONs were established 90 years ago and have only received minor changes compared to significant advancements in modern engine operation and fuel composition. This has resulted in discrepancies between knock-limited modern engine operation and standard ON ratings. This dissertation used a standard CFR octane rating engine at Argonne National Laboratory that was instrumented with modern combustion research tools to investigate key differences between the Research Octane Number (RON) rating conditions and …

Application Of Fusion Based Deep Learning Models To Improve Millimeter Wave Beamforming, Abishek Subramanian

Dissertations, Master's Theses and Master's Reports

This study addresses the challenge of selecting millimeter Wave (mmWave) beamforming pairs for vehicle-to-infrastructure (V2I) communication, to mitigate latency in highly dynamic vehicular environments. We investigate the use of out-of-band sensor data as side information to model mmWave ray tracing paths and predicting a subset of top-K optimal beamforming pairs for efficient and low-latency searches. Unimodal-Fusion Deep Learning (F-DL) networks was applied to enhance mmWave beamforming process. We started by first investigating the centralized architecture, and then explored a novel distributed architecture through federated learning to minimize resource and latency overheads. The distributed architecture incorporates two biased client selection strategies: …

แนวทางการจัดการฝุ่นละอองขนาดเล็กไม่เกิน 2.5 ไมครอน:กรณีศึกษาพื้นที่เขตดินแดงและเขตปทุมวัน, ณัชภรณ์ ภัทรพงศ์ดิลก

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

มลพิษทางอากาศโดยเฉพาะจาก PM2.5 เป็นปัญหาสำคัญที่ส่งผลกระทบต่อสุขภาพและคุณภาพชีวิตของมนุษย์ในปัจจุบัน ประเทศไทยเป็นอีกหนึ่งประเทศที่ประสบปัญหาจาก PM2.5 โดยเฉพาะในพื้นที่กรุงเทพมหานครที่มีค่าเกินมาตรฐานที่กำหนดไว้ ซึ่งส่งผลกระทบต่อความมั่นคงของประเทศทั้งในด้านเศรษฐกิจและสังคมอีกทั้งรวมไปถึงส่งผลกระทบต่อสุขภาพของประชาชน ก่อให้เกิดการตายก่อนวัยอันควรในประเทศไทย ประมาณ 50,000 คนต่อปี และกระทบต่อภาพลักษณ์ของกรุงเทพมหานครในฐานะศูนย์กลางการท่องเที่ยว โดยงานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาแหล่งกำเนิดของมลพิษฝุ่น PM2.5 กรณีศึกษาเขตปทุมวันและเขตดินแดง วิเคราะห์แนวโน้มความสัมพันธ์ระหว่างความเข้มข้นของมลพิษทางอากาศ PM2.5 กับจำนวนของยานยนต์ โดยศึกษาข้อมูลตั้งแต่ปี พ.ศ. 2562-2566 และศึกษามาตรการในการแก้ปัญหา PM2.5 และนอกจากนี้ในงานวิจัยนี้ได้ทำการระบุแหล่งกำเนิดในพื้นที่เขตปทุมวันด้วยวิธี Factor Analysis ผลการศึกษาของการทบทวนเอกสารและผลของการวิเคราะห์ด้วย Factor Analysis พบว่าแหล่งกำเนิดสำคัญที่ส่งผลไปยังมลพิษฝุ่น PM2.5 คือ ฝุ่นถนนและฝุ่นที่ออกมาจากปลายท่อไอเสียยานยนต์ อีกทั้งจำนวนรถที่วิ่งบนถนนในเขตพื้นที่ที่ศึกษาเป็นอีกปัจจัยที่มีผลต่อค่าเฉลี่ย PM2.5 มีรถวิ่งมากยิ่งทำให้จำนวนวันที่ค่าเฉลี่ยมลพิษฝุ่น PM2.5 เกินมาตรฐานมากขึ้น และนอกจากนี้ มาตรการ Work From Home ที่ได้บังคับใช้ในสถานการณ์โควิด-19 สามารถทำให้มลพิษฝุ่น PM2.5 จากแหล่งกำเนิดประเภทยานพาหนะลดลง

On The Modes Of Nanosecond Pulsed Plasmas For Combustion Ignition Of Quiescent Ch₄-Air Mixtures, Chunqi Jiang, Akash C. Dhotre, Meimei Lai, Sayan Biswas, James R. Macdonald, Isaac W. Ekoto

Bioelectrics Publications

The effect of transient plasma modes on ignition kernel development are discussed here for a quiescent CH₄-air combustion model system. A 10 ns high-voltage pulse was applied to a pin-to-pin electrode in lean fuel-air mixtures at room temperature and atmospheric pressure. High-impedance streamer, transient spark and low-impedance spark discharges were identified based on pulse waveforms of voltage and current. A sustained ignition kernel expansion was observed when the plasma discharge transitioned into a transient spark or spark discharge. The minimum ignition energy was obtained at the transient spark mode, which has less than a third of the energy …

Predictive Modeling Of Healthcare Traffic Using Machine Learning: A Comparative Study, Shadman Mahmood Khan Pathan, Sakan Binte Imran, M. M. Shabab Iqbal, Muhammad Enayetur Rahman, Md Nurul Absar Siddiky, Muhammad Rezaur Rahman, Md. Rafid Hassan, Nondon Lal Dey, Md. Sobuj Hossain

Electrical & Computer Engineering Faculty Publications

Effective healthcare traffic management is critical for ensuring prompt medical services, particularly in emergencies where delays can have life-threatening consequences. This study conducts a comparative analysis of three popular machine learning models—Linear Regression, Decision Trees, and Random Forests—for predicting healthcare-related traffic volumes. Utilizing a comprehensive dataset from a metropolitan interstate traffic system, the models were evaluated based on key performance metrics, including Mean Squared Error (MSE), R² Score, and execution time. The findings demonstrate that the Random Forest model outperforms the others, offering superior predictive accuracy and efficiency. These insights are valuable for optimizing traffic management in healthcare, ultimately contributing …

การวิเคราะห์ความอ่อนไหวของตัวแปรที่มีผลต่อแบบจำลองพฤติกรรมของไฟ, ธวัช งามศรีตระกูล

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

ปัญหาไฟป่าในภาคเหนือของประเทศไทยนับเป็นปัญหาสิ่งแวดล้อมที่เกิดขึ้นทุกปี โดยเฉพาะอย่างยิ่งจังหวัดเชียงใหม่ที่มีพื้นที่ความเสียหายจากไฟป่าสูงกว่าจังหวัดอื่นๆ ซึ่งปัญหาดังกล่าวได้ส่งผลกระทบต่อมนุษย์ สัตว์ และทรัพยากรธรรมชาติในพื้นที่ การจัดการเชื้อเพลิงเป็นหนึ่งในวิธีการควบคุมไฟป่าที่มีประสิทธิภาพโดยเป็นการลดปริมาณเชื้อเพลิงที่สะสมภายในพื้นที่ เพื่อลดความรุนแรงของไฟป่า แบบจำลองพฤติกรรมของไฟเป็นเครื่องมือที่ใช้ในการศึกษาพฤติกรรมของไฟป่า ที่มีการนำมาใช้ในการวางแผนเพื่อกำหนดวิธีการควบคุมไฟป่าและการจัดการเชื้อเพลิง ในงานวิจัยนี้ได้นำแบบจำลองพฤติกรรมของไฟ FlamMap มาศึกษาพฤติกรรมของไฟและวิเคราะห์ความอ่อนไหวของแบบจำลอง โดยมีพื้นที่อุทยานแห่งชาติสุเทพ-ปุยเป็นพื้นที่ศึกษา และข้อมูลที่เกี่ยวข้องกับเชื้อเพลิง ภูมิศาสตร์ และอุตุนิยมวิทยาในพื้นที่ศึกษาเป็นข้อมูลนำเข้า ซึ่งได้ทำการจำลองพฤติกรรมของไฟจากชุดข้อมูลนำเข้าจำนวน 10 วันภายใต้ 5 สถานการณ์จำลอง ได้แก่ ไม่มีการจัดการเชื้อเพลิง และมีการจัดการเชื้อเพลิงในพื้นที่ (10%, 15%, 20% และ 30%) พบว่า ความยาวของไฟมีค่า 0.11 – 0.774 เมตร ค่าอัตราการลุกลามของไฟอยู่ในช่วง 0.208 - 1.828 เมตรต่อนาที ค่าความรุนแรงของไฟอยู่ในช่วง 2.07 – 139.93 กิโลวัตต์ต่อเมตร ค่าพลังงานความร้อนต่อหน่วยพื้นที่มีค่า 2.07 – 5,253.72 กิโลจูลล์ต่อตารางเมตร และเวลาที่น้อยที่สุดในการเคลื่อนที่ของไฟอยู่ในช่วง 6,420 – 102,319 นาที และการศึกษาความอ่อนไหวของตัวแปรที่มีผลต่อแบบจำลองด้วยค่าความชื้นในเชื้อเพลิงกับพารามิเตอร์ที่เกี่ยวข้องกับพฤติกรรมของไฟนั้นสามารถแบ่งพารามิเตอร์ที่เกี่ยวข้องกับพฤติกรรมของไฟได้เป็น 2 กลุ่ม คือ กลุ่มที่แปรผันตามค่าความชื้นฯ ได้แก่ ความยาวของไฟ อัตราการลุกลามของไฟ ความรุนแรงของไฟ และพลังงานความร้อนต่อหน่วยพื้นที่ เป็นต้น และกลุ่มที่แปรผกผันกับค่าความชื้นฯ คือ เวลาที่น้อยที่สุดในการเคลื่อนที่ของไฟ โดยกลุ่มที่ 1 จะมีค่าลดลงเมื่อค่าความชื้นฯมีค่าสูงขึ้น ในขณะที่กลุ่มที่ 2 จะมีค่าเพิ่มขึ้นเมื่อความชื้นฯมีค่าสูงขึ้น โดย ค่า R2 แต่ละชุดความสัมพันธ์ของข้อมูลมีค่า 0.6596 - 0.9941 (ความยาวของไฟ), 0.6282 – 0.9946 (อัตราการลุกลาม), 0.6331 – 0.9945 (ความรุนแรงของไฟ), 0.6223 – 0.9934 (พลังงานความร้อนต่อหน่วยพื้นที่) และ 0.8298 – 0.9535 (MTT) …

Traffic Light Detection And V2i Communications Of An Autonomous Vehicle With The Traffic Light For An Effective Intersection Navigation Using Mavs Simulation, Mahfuzur Rahman

Theses and Dissertations

Intersection Navigation plays a significant role in autonomous vehicle operation. This paper focuses on enhancing autonomous vehicle intersection navigation through advanced computer vision and Vehicle-to-Infrastructure (V2I) communication systems. The research unfolds in two phases. In the first phase, an approach utilizing YOLOv8s is proposed for precise traffic light detection and recognition, trained on the Small-Scale Traffic Light Dataset (S2TLD). The second phase establishes seamless connectivity between autonomous vehicles and traffic lights in a simulated Mississippi State University Autonomous Vehicle Simulation (MAVS) environment resembling a small city with multiple intersections. This V2I system enables the transmission of Signal Phase and Timing …