Engineering Science and Materials Commons^™

อิทธิพลของการใช้บริการ Cu Toyota Ha:Mo ที่ส่งผลกระทบต่อการเดินทางภายในจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย, ธนพนธ์ มธุรเวช

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

การวิจัยนี้มีจุดประสงค์เพื่อศึกษาอิสระและทางเลือกในการเดินทาง โดยในการศึกษานี้จะพิจารณาความแตกต่างของบริเวณพื้นที่ทั้งบริเวณที่มีสถานีบริการ Ha:mo และบริเวณที่ไม่มีสถานีบริการ Ha:mo เพื่อให้ทราบถึงผลจากการพัฒนาของพื้นที่ดังกล่าว การศึกษานี้ใช้ดัชนีชี้วัดการเข้าถึงพื้นที่ โดยแสดงผลลัพธ์ในรูปแบบของโครงข่ายปริภูมิ การเก็บข้อมูลได้จากกลุ่มผู้ใช้บริการ Ha:mo ในระยะยาว ตั้งแต่เดือน ตุลาคม - พฤศจิกายน พ.ศ. 2562 จํานวน 3,587 ข้อมูล ในขณะนั้นมีสถานีบริการ Ha:mo ทั้งหมด 22 สถานี และมีการเก็บข้อมูลในสถานการณ์เดินทางจริง จากรูปแบบการเดินทางต่าง ๆ ได้แก่ การเดิน, การใช้รถโดยสารสาธารณะประจําทาง, การใช้รถ ปอ.พ. ของจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย และการใช้บริการ Ha:mo จากผลการวิเคราะห์ พบว่า การใช้บริการ Ha:mo สามารถอํานวยความสะดวกในการเดินทางได้มากกว่าการใช้รถโดยสารสาธารณะ และรถ ปอ.พ. ของจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย ผู้เดินทางที่กําลังวางแผนจะเดินทางด้วยระบบขนส่งสาธารณะ จะมีช่วงเวลาในการเดินทางที่นานกว่าปกติ ในขณะที่ ผู้เดินทางที่ กําลังรออยู่ที่ป้ายโดยสาร ก็จะต้องใช้เวลาในการรอค่อนข้างนานเช่นเดียวกัน หากมีจํานวนเที่ยวรถโดยสารที่ ให้บริการไม่เพียงพอ ก็จะต้องใช้เวลาในการรอที่นานขึ้น ในขณะที่ การเลือกใช้บริการ Ha:mo ในการเดินทาง โดยยอมจ่ายอัตราค่าบริการสูงกว่ารถโดยสารสาธารณะ หรือรถ ปอ.พ.ของจุฬาลงกรณ์มหาวิทยาลัย สามารถอํานวยความสะดวกได้มากกว่า รวมถึงยังส่งผลทำให้เพิ่มระยะการเดินทางส่วนบุคคลอีกด้วย นอกจากนี้ การศึกษานี้ได้สำรวจข้อมูล First-Last Mile Travel จากกลุ่มผู้ใช้บริการ Ha:mo ตั้งแต่ เดือนกันยายน – พฤศจิกายน พ.ศ. 2563 โดยใช้การสํารวจแบบ Stated Preference ผลการวิเคราะห์ข้อมูลจากกลุ่มตัวอย่างจํานวน 149 ตัวอย่าง พบว่า การใช้บริการ Ha:mo ส่งผลกระตุ้นการเดินเพื่อมาใช้บริการ Ha:mo ในปริมาณที่มากกว่าการเดินเพื่อไปใช้ระบบขนส่งสาธารณะ และบทบาทของการใช้บริการ Ha:mo ในพื้นที่การศึกษาต่อระบบขนส่งสาธารณะ มีหลากหลายขึ้นอยู่กับวัตถุประสงค์ในการเดินทาง ซึ่งการใช้บริการ Ha:mo สามารถทดแทนการใช้ ระบบขนส่งสาธารณะได้ 30%, เดินทางเพื่อเข้ามาในพื้นที่การศึกษา 24%, เดินทางออกจากพื้นที่การศึกษา 22%, …

Capillary Forces And Wetting Dynamics By Diffuse-Interface Modeling, Fanny Thomas

Dissertations and Theses

Wetting phenomena underlie many natural and industrial processes, from the proper functioning of the lungs to the thin coating of surfaces. The three-phase interactions involved at microscopic scales play a critical role. Adding solid particles to an emulsion, for example, can drastically change the flow behavior due to capillary bridging between the particles. The study of these three-phase systems is especially relevant to the petroleum industry, where gas hydrates forming large clusters in subsea pipelines during crude oil transportation is a major concern. The dynamics of such systems is also of great interest from a fundamental perspective. Indeed describing non-equilibrium …

Development Of Bio-Based 2t Engine Oil In Marine Engine Application / Babooraman Shanmuganathan, Babooraman Shanmuganathan

Student Works (2020-2029)

Two-storke enginers are simple and lightweight two-cycle spark ignition engine with no oil sump is needed. The use of bio-based lubricants was analyzed to replace commercial mineral and synthetic-based lubricants. Lubricants were prepared by mixing three components of oil which comprise of base oil, additives, and solvent. In this research, four samples of base oil had been prepared with a different weight ratio of the PFAD-NPGester and Type II mineral. Then each of the simples were added with a similiar weight ratio of additives and solvent. A commercial lubricant was used as areference lubricant to be compared with samples prepared. …

Dynamic Loading Experimentation And Surface Imaging Of Pressure Vessel Loadcell Fractures, Austin T. Sumner

Honors College Theses

Pressure vessels are very common pieces of equipment in industry and they are used for a variety of applications. It is standard in industry to rest pressure vessels on load cells. For some special cases, the pressure vessels are rested on load cells instead of solid foundation. Pressure vessels and their loadcells are generally designed for static environmental conditions and loading and tend to experience adverse effects when exposed to dynamic environments, such as hurricanes and earthquakes. These adverse-loading conditions cause vibrations and asymmetrical loading on the load cells, which can concurrently cause unexpected failure. This research investigates the effects …

ผลกระทบของมุมของหลุมจุลภาครูปร่างสี่เหลี่ยมข้าวหลามตัดในการสร้างกลุ่มเซลล์คล้ายเนื้อเยื่อ, ธนภัทร ชุนฟ้ง

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

การศึกษานี้แบ่งออกเป็นสองวัตถุประสงค์หลัก วัตถุประสงค์แรกเป็นการศึกษาผลกระทบของมุมของหลุมจุลภาครูปร่างทรงพีระมิดฐานสี่เหลี่ยมข้าวหลามตัดทั้ง 3 รูปร่างคือ มุมแหลม (66 องศา) มุมด้านเท่า (90 องศา) และมุมป้าน (106 องศา) ต่อการสร้างกลุ่มเซลล์คล้ายเนื้อเยื่อสำหรับการเลี้ยงที่ใช้การไหลแบบต่อเนื่อง โดยแต่ละหลุมจุลภาควางเรียงชิดกันเพื่อลดพื้นที่ว่างไม่ให้เซลล์ไปเกาะหรือเกิดการสูญเสียเซลล์ไป ในบริเวณก้นหลุมจุลภาคมีทรงกระบอกรัศมี 450 ไมโครเมตร ติดตั้งอยู่ ซึ่งเป็นตำแหน่งที่จะเกิดการสร้างกลุ่มเซลล์คล้ายเนื้อเยื่อขึ้น และทำให้ความลึกรวมทั้งหมดของหลุมจุลภาคเท่ากับ 550 ไมโครเมตร ในการทดลองได้ใช้อัตราการไหลเท่ากับ 10 ไมโครลิตรต่อชั่วโมง ทั้งจากผลการคำนวณ และผลการทดลองพบว่า ในกรณีหลุมจุลภาคที่มีมุม 66 องศา ของไหลที่ไหลผ่านหลุมมีการเบี่ยงเบนทิศทางเข้าสู่กึ่งกลางหลุมมากกว่าหลุมแบบอื่น และน่าจะทำให้เกิดการสร้างกลุ่มเซลล์คล้ายเนื้อเยื่อของเซลล์ลำบาก เพราะถูกรบกวนจากของไหลค่อนข้างสูง ในกรณีหลุมจุลภาคที่มีมุม 90 องศา ของไหลมีการเบี่ยงเบนทิศทางเข้าสู่กึ่งกลางลดลง ทำให้มีการสร้างกลุ่มเซลล์คล้ายเนื้อเยื่อได้ดีขึ้น อย่างไรก็ตาม เมื่อหลุมจุลภาคมีมุม 106 องศา ของไหลมีการเบี่ยงเบนทิศทางเข้าหากึ่งกลางหลุมน้อยลงมาก ทำให้เซลล์บางส่วนไม่ถูกพัดพามารวมกันที่บริเวณก้นหลุมทรงกระบอก โดยเซลล์บางส่วนติดอยู่บนบริเวณผนังด้านข้าง ทำให้การสร้างกลุ่มเซลล์คล้ายเนื้อเยื่อลดต่ำลง ดังนั้นผลการศึกษาจึงบ่งชี้ว่าหลุมจุลภาคทรงพีระมิดฐานสี่เหลี่ยมข้าวหลามตัดมุม 90 องศา มีความเหมาะสมที่สุดในการสร้างกลุ่มเซลล์คล้ายเนื้อเยื่อ นอกจากนั้น ผลการทดลองยังแสดงให้เห็นด้วยว่าอัตราการรอดชีวิตของเซลล์มีแนวโน้มดีกว่าหลุมจุลภาคแบบอื่นอีกด้วย วัตถุประสงค์ที่สองคือการสร้างระบบของไหลจุลภาคที่ใช้ต้นทุนต่ำ และรวดเร็ว โดยการสร้างแม่พิมพ์ด้วยการพิมพ์สามมิติด้วยเรซิ่น สำหรับการพิมพ์สามมิติจะทำให้สร้างแม่พิมพ์ที่มีรูปร่างที่ซับซ้อนมากได้ แต่ขนาดที่เล็กสุดยังจำกัดอยู่ และความแข็งแรงทางกล และความทนทานต่อความร้อนไม่ดีนัก อย่างไรก็ตาม วิธีการที่พัฒนาที่ขึ้นสามารถใช้งานได้ดีในการหล่อสารพอลิไดเมทิลซิโลเซนสำหรับระบบของไหลจุลภาค ซึ่งใช้งานอย่างมากในงานวิจัยทางด้านนี้

การศึกษาการใช้พลังงานของระบบปรับอากาศแบบแยกส่วนสำหรับร้านสะดวกซื้อ, ไกรวิชญ์ เศาภายน

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

ปัจจุบันประชากรในประเทศไทยนิยมเลือกใช้บริการร้านสะดวกซื้อมากขึ้น เนื่องจากร้านสะดวกซื้อมีทำเลที่ตั้งที่เข้าถึงได้อย่างสะดวกรวดเร็วเหมาะสมกับการใช้ชีวิตประจำวัน ดังนั้นการเลือกระบบปรับอากาศที่มีความเหมาะสมกับร้านสะดวกซื้อจึงเป็นสิ่งที่สำคัญในเรื่องการจัดการการใช้พลังงานของร้านสะดวกซื้อ งานวิจัยนี้มีจุดมุ่งหมายในการวิเคราะห์การใช้พลังงานของระบบปรับอากาศแบบแยกส่วนสำหรับร้านสะดวกซื้อ ซึ่งเป็นระบบปรับอากาศที่พบว่ามีการใช้งานภายในร้านสะดวกซื้อเป็นส่วนใหญ่ในสภาพอากาศแบบร้อนชื้น โดยการเปรียบเทียบการใช้พลังงานของค่าพารามิเตอร์ต่าง ๆ ในลักษณะของค่าเฉลี่ย ได้แก่ อุณหภูมิ ความชื้นสัมพัทธ์ กำลังไฟฟ้า และการใช้พลังงาน สามารถแบ่งการวิเคราะห์การใช้พลังงานได้ 2 รูปแบบ คือ การวิเคราะห์การใช้พลังงานในแต่ละโซนอุณหภูมิและการวิเคราะห์การใช้พลังงานในแต่ละเดือนของร้านสะดวกซื้อ ในการคำนวณการทำงานของระบบปรับอากาศตลอดทั้งปีนั้นจะใช้โปรแกรม EnergyPlus และโปรแกรม Openstudio โดยจะทำการจำลองพลังงานของระบบปรับอากาศสำหรับร้านสะดวกซื้อ โดยตัวอาคารแห่งนี้มีลักษณะเป็นสี่เหลี่ยมผืนผ้า อาคารเดี่ยว 1 ชั้น ติดตั้งระบปรับอากาศแบบแยกส่วนอยู่ภายในทั้งหมด 4 เครื่อง ในการสร้างโมเดลของร้านสะดวกซื้อจำลองแห่งนี้อ้างอิงจากแบบพิมพ์เขียวของร้านสะดวกซื้อและสร้างขึ้นโดยโปรแกรม SketchUp โดยนำข้อมูลสภาพอากาศที่ใช้ในการจำลองพลังงานจากกรมอุตุนิยมวิทยา สำหรับวัตถุประสงค์ในการเปรียบเทียบการใช้พลังงานของระบบปรับอากาศแบบแยกส่วน จะใช้ข้อมูลแผ่นข้อมูลจำเพาะของอุปกรณ์ที่อยู่ในระบบปรับอากาศที่มีการติดตั้งและใช้งานจริง ผลของการเปรียบเทียบค่าพารามิเตอร์ต่าง ๆ จากการแบ่งโซนอุณหภูมิ 8 ตำแหน่ง สามารถสรุปได้ 3 กลุ่ม คือ โซนที่อยู่บริเวณด้านหน้า ตรงกลาง และด้านหลังของร้านสะดวกซื้อ ซึ่งขึ้นอยู่กับตำแหน่งการติดตั้งเครื่องปรับอากาศ พบว่า บริเวณจุดอับลมมีสัดส่วนการใช้พลังงานสูงที่สุดคิดเป็นร้อยละ 28.1 และ 28.7 และสัดส่วนการใช้พลังงานตลอดทั้งปีของอุปกรณ์ต่าง ๆ ได้แก่ เครื่องปรับอากาศแบบแยกส่วน ตู้เย็น อุปกรณ์ต่าง ๆ และระบบแสงสว่าง คิดเป็นร้อยละ 15.8 39.5 22.3 และ 22.4 ตามลำดับ ถึงแม้จะพบว่าสัดส่วนการใช้พลังงานของระบบปรับอากาศแบบแยกส่วนมีค่าน้อยที่สุด แต่ก็ยังส่งผลกระทบต่อโซนอุณหภูมินั้น ๆ อีกด้วย โดยการใช้พลังงานโดยรวมของร้านสะดวกซื้อในเดือนมีนาคมมีค่ามากที่สุดเมื่อเปรียบเทียบตลอดทั้งปี นอกจากนี้การใช้พลังงานโดยรวมในแต่ละโซนอุณหภูมิต่อพื้นที่ใช้งานจริงสำหรับพื้นที่ปรับอากาศและสำหรับพื้นที่ทั้งหมดของร้านสะดวกซื้อตลอดทั้งปี มีค่าเท่ากับ 429.32 และ 403.22 kWh/m2 ตามลำดับ และยังพบว่า เดือนมีนาคมมีค่ามากที่สุด เท่ากับ 34.90 kWh/m2 ซึ่งมีความสอดคล้องกับการวิเคราะห์ผลการใช้พลังงานในแต่ละเดือนของร้านสะดวกซื้อแห่งนี้อีกด้วย

การประมาณปริมาตรของมันสำปะหลังโดยใช้กล้อง Rgb-D, ชนิกานต์ บัญชาจารุรัตน์

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

มันสำปะหลังเป็นพืชที่ปลูกง่ายและปลูกเป็นจำนวนมากในประเทศไทย เครื่องมือที่เกี่ยวข้องในการตรวจวัดคุณภาพมันสำปะหลังหลังการเก็บเกี่ยวจนไปถึงก่อนแปรรูปที่ใช้ในปัจจุบันเป็นเครื่องมือที่ใช้หลักการวัดทางกลพื้นฐานและใช้ความรู้สึกของผู้ประเมินร่วมด้วย ทำให้มีโอกาสที่จะได้ผลประเมินที่ไม่เป็นความจริง วิทยานิพนธ์นี้เสนอแนวทางการตรวจวัดคุณภาพมันสำปะหลังในห่วงโซ่อุปทานโดยใช้กล้อง Kinect ซึ่งเป็นกล้อง RGB-D ถ่ายรูปภาพของหัวมันสำปะหลังเพื่อหาปริมาตรของมันสำปะหลัง การศึกษาทำโดยถ่ายภาพมันสำปะหลังพันธุ์เกษตรศาสตร์ 50 จำนวน 90 ตัวอย่างแล้วนำมาวิเคราะห์หาปริมาตรด้วยโปรแกรม MATLAB และใช้วิธีการประมาณปริมาตรมันสำปะหลัง 2 วิธีได้แก่ การประมาณปริมาตรโดยใช้ Depth image และการประมาณปริมาตรโดยใช้ Point Cloud image ทั้งสองวิธีการนี้มีพื้นฐานมาจากการหาปริมาตรของรูปทรงเรขาคณิต ผลการหาปริมาตรของมันสำปะหลังจากการประมาณด้วยวิธีการ depth image และวิธีการ point cloud image เมื่อนำมาพล็อตกับปริมาตรของมันสำปะหลังที่ได้จากวิธีการแทนที่น้ำให้ค่าความคลาดเคลื่อน RMSE เท่ากับ 66.94 มิลลิลิตรและ 41.4 มิลลิลิตร หรือคิดเป็นร้อยละ 21.12 และ 13.06 ตามลำดับเมื่อเทียบกับค่าเฉลี่ยของปริมาตรของหัวมันสำปะหลังจากวิธีการแทนที่น้ำ และค่า R-squared ที่ได้จากการประมาณทั้งสองวิธีมีค่า 0.9561 และ 0.9626 ดังนั้นจึงสรุปได้ว่าการประมาณปริมาตรหัวมันสำปะหลังด้วยวิธีการใช้รูป point cloud จะดีกว่าจากค่า R-squared ที่มากกว่าและค่า RMSE ที่น้อยกว่า ปริมาตรของมันสำปะหลังที่ประมาณด้วยรูปถ่ายนี้สามารถนำไปประยุกต์หาเปอร์เซ็นต์แป้งมันสำปะหลังได้

การใช้หุ่นยนต์หลายตัวทำงานผ่านระบบเครือข่ายเพื่อขนส่งแผงโซล่าเซลล์, จิราภา ธีรศรัณย์

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

ระบบหุ่นยนต์หลายตัวส่วนใหญ่ถูกนำมาใช้เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการทำงานหรือถูกนำมาใช้เมื่อไม่สามารถทำงานด้วยหุ่นยนต์ตัวเดียวได้ วิทยานิพนธ์ฉบับนี้กล่าวถึง ระบบหุ่นยนต์หลายตัวสำหรับขนส่งแผงโซล่าเซลล์ที่มีขนาดใหญ่ซึ่งไม่สามารถขนส่งด้วยหุ่นยนต์ตัวเดียวได้ ซึ่งจะเป็นการขนส่งโดยใช้หุ่นยนต์ 2 ตัวในการขนส่ง หุ่นยนต์แต่ละตัวนั้นจะเคลื่อนที่อยู่ภายในรางและเคลื่อนที่ในแนวตรง การควบคุมการเคลื่อนที่ระหว่างหุ่นยนต์เป็นการควบคุมความเร็วในการเคลื่อนที่ของหุ่นยนต์ให้อยู่ในระดับเดียวกันผ่านการวัดมุมที่เกิดขึ้นระหว่างการเคลื่อนที่ของหุ่นยนต์ 2 ตัวด้วยการติด Encoder วัดมุมด้านบนตัวหุ่นยนต์ที่อุปกรณ์จับแผงโซล่าเซลล์ การควบคุมดังกล่าวจะช่วยลดระยะความต่างของระยะห่างที่หุ่นยนต์เคลื่อนที่ตามกัน นอกจากนี้ระบบหุ่นยนต์ได้รับการพัฒนาระบบการสื่อสารไร้สายด้วยเครือข่ายไร้สาย Mesh network เพื่อช่วยพัฒนาการเคลื่อนที่ให้ดียิ่งขึ้นด้วยการส่งข้อมูลสถานะการเคลื่อนที่เพื่อให้หุ่นยนต์ทั้ง 2 ตัวรับทราบการเคลื่อนที่ ณ เวลานั้น ๆ และจากการทดลองทั้งหมดพบว่า ระยะที่หุ่นยนต์เคลื่อนที่ตามกันมีระยะไม่เกิน 3 เซนติเมตร

Picking-And-Placing Food With Vacuum Pad And Soft Gripper For Industrial Robot Arm, Wiwat Tulapornpipat

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Human with different conditions such as disease, allergy, gender, ethnicity, or religion need different types of food. Nowadays, people prefer to choose diet based on nutrition value over price such as composition of food or the impact on body, so personalized or customized food could potentially be a big market in few years. With this aspect, the assembly robot becomes a good choice in the food industry to produce the small amount of packed meal with highly adjustable ingredients to match with the requirements. With the automation system, the cooking process is faster, cheaper and safer, yet coming with good …

Topological Wave Insulators: A Review, Farzad Zangeneh-Nejad, Andrea Alù, Romain Fleury

Advanced Science Research Center

Originally discovered in condensed matter systems, topological insulators (TIs) have been ubiquitously extended to various fields of classical wave physics including photonics, phononics, acoustics, mechanics, and microwaves. In the bulk, like any other insulator, electronic TIs exhibit an excessively high resistance to the flow of mobile charges, prohibiting metallic conduction. On their surface, however, they support one-way conductive states with inherent protection against certain types of disorder and defects, defying the common physical wisdom of electronic transport in presence of impurities. When transposed to classical waves, TIs open a wealth of exciting engineering-oriented applications, such as robust routing, lasing, signal …

The Potentials Of Faecal Sludge Treatment Using Local Conditioners In Tanzania: A Review, Doglas Benjamin1

Tanzania Journal of Engineering and Technology (TJET)

Worldwide, every day human beings generate millions of tons of Faecal Sludge (FS), which is rich in water, nutrients, energy, and organic compounds. Yet FS is not being managed in a way that permits us to derive value from its reuse, while at the same time, millions of farmers struggle with depleted soils and lack of water. In most of the developing countries, energy for cooking is mainly derived from cutting of trees, either as wood or charcoal. Resource recovery and reuse from FS can create livelihoods, enhance food security, support green economies, reduce waste and contribute to cost recovery …

Generalized Ultrasonic Scattering Model For Arbitrary Transducer Configurations, Andrea P. Arguelles, Joseph A. Turner

Department of Mechanical and Materials Engineering: Faculty Publications

Ultrasonic scattering in polycrystalline media is directly tied to microstructural features. As a result, modeling efforts of scattering from microstructure have been abundant. The inclusion of beam modeling for the ultrasonic transducers greatly simplified the ability to perform quantitative, fully calibrated experiments. In this article, a theoretical scattering model is generalized to allow for arbitrary source and receiver configurations, while accounting for beam behavior through the total propagation path. This extension elucidates the importance and potential of out-of-plane scattering modes in the context of microstructure characterization. The scattering coefficient is explicitly written for the case of statistical isotropy and ellipsoidal …

Design Of Efficient Carbon-Based Adsorbents For The Removal Of Organic And Inorganic Water Contaminants, Sayedeh Soroosh Mortazavian Dehkordi

UNLV Theses, Dissertations, Professional Papers, and Capstones

Granular activated carbon (AC) and biochar (BC) are two carbon-based adsorbents commonly used for water and wastewater treatment. However, these adsorbents have drawbacks that suppress their aqueous contaminants removal efficiency. Their major disadvantages are that AC has low selectivity and reusability potential, and BC has a hydrophobic nature.

The scope of this dissertation is to enhance the performance of commonly-used carbon-based adsorbents for the removal of organic and inorganic water contaminants and to understand the interactive mechanism of contaminants’ ions/molecules with adsorbents. Hexavalent chromium (Cr(VI)) and trichloroethylene (TCE) are two types of inorganic and organic water contaminants, respectively, which are …

Generalized Ultrasonic Scattering Model For Arbitrary Transducer Configurations, Andrea P. Arguelles, Joseph A. Turner

Department of Mechanical and Materials Engineering: Faculty Publications

Ultrasonic scattering in polycrystalline media is directly tied to microstructural features. As a result, modeling efforts of scattering from microstructure have been abundant. The inclusion of beam modeling for the ultrasonic transducers greatly simplified the ability to perform quantitative, fully calibrated experiments. In this article, a theoretical scattering model is generalized to allow for arbitrary source and receiver configurations, while accounting for beam behavior through the total propagation path. This extension elucidates the importance and potential of out-of-plane scattering modes in the context of microstructure characterization. The scattering coefficient is explicitly written for the case of statistical isotropy and ellipsoidal …

Design, Modeling And Control Of A Two-Wheel Balancing Robot Driven By Bldc Motors, Charles T. Refvem

Master's Theses

The focus of this document is on the design, modeling, and control of a self-balancing two wheel robot, hereafter referred to as the balance bot, driven by independent brushless DC (BLDC) motors. The balance bot frame is composed of stacked layers allowing a lightweight, modular, and rigid mechanical design. The robot is actuated by a pair of brushless DC motors equipped with Hall effect sensors and encoders allowing determination of the angle and angular velocity of each wheel. Absolute orientation measurement is accomplished using a full 9-axis IMU consisting of a 3-axis gyroscope, a 3-axis accelerometer, and a 3-axis magnetometer. …

Me-Em Enewsbrief, December 2019, Department Of Mechanical Engineering-Engineering Mechanics, Michigan Technological University

Department of Mechanical and Aerospace Engineering eNewsBrief

No abstract provided.

The Flame Characteristics Of Diesel Fuel Blend With Kepuh (Sterculia Foetida) Biodiesel, Dani Hari Tunggal Prasetiyo, Nasrul Ilminnafik, Salahuddin Junus

Journal of Mechanical Engineering Science and Technology (JMEST)

Kepuh biodiesel fuel (sterculia foetida) is an alternative fuel that can be used to replace fossil fuel. Diesel fuel is performed to determine the laminar burning velocity and high flame by adding biodiesel kepuh volume of 10%, 20%, 30%. The purpose of this study was to study the effect of biodiesel and the effect of bunsen burners on the laminar burning velocity and flame height. Bunsen burner is made of copper and stainless steel. Testing of flame characteristics was carried out by heating the mixture of fuel and air at a temperature of 200°C. The purpose of heating the air …

Critical Solid Fraction Point Analysis: Case Study On Cement Mill Machine Diaphragm, Mochamad Achyarsyah, Poppy Puspitasari

Journal of Mechanical Engineering Science and Technology (JMEST)

During the solidification process, metal liquids turn into solid geometry units including the riser and gating system. The disruption in the liquid flow often causes shrinkage in the object. Critical Solid Fraction Point is a critical point where the continuous liquid supply turned solid and unable to pour to some sections. Simulation software can predict the critical solid fraction time of an object and the liquid supply behavior. The simulation helps the designer in the casting design. The application of low steel alloys in the cement industry, e.g., the Diaphragm, needs development to minimize the shrinkage. This research aimed to …

Characteristic Analysis Of Horizontal Axis Wind Turbine Using Airfoil Naca 4712, Bili Darnanto Susilo, Gaguk Jatisukamto, Nurkoyim Kustanto

Journal of Mechanical Engineering Science and Technology (JMEST)

Wind energy has been developed and used as a source of electrical energy by converting wind energy into electrical energy using a generator. There are some wind turbine parameters that important for wind turbines design and model, includes the size of the rotor radius, airfoil selection, chord length, and pitch angle. The study aims to characterize the performance of a horizontal axis wind turbine using computational methods. The methods used a design and simulation of NACA 4412 and NACA 4712 airfoil using QBlade software using wind conditions in the region of Pancer, Jember. Results show that the maximum Cl value …

Synthesis And Applications Of Hematite Α-Fe2o3 : A Review, Muhamad Muhajir, Poppy Puspitasari, Jeefferie Abdul Razak

Journal of Mechanical Engineering Science and Technology (JMEST)

This article reviewed the hematite α-Fe2O3. It focuses on its material properties, nanostructures, synthesis techniques, and its numerous applications. Researchers prepared the hematite nanostructure using the synthesis methods such as hydrothermal, and, further, enhanced it by improving the techniques to accommodate the best performance for specific applications and to explore new applications of hematite in humidity sensing.

Failure Analysis On Titen Proto-Xx Car Chassis, Gaguk Jatisukamto, Rika Dwi Hidayatul Qoryah, Santoso Mulyadi

Journal of Mechanical Engineering Science and Technology (JMEST)

The car chassis as a skeleton supports all loads and is the most important component. Car chassis requirements must be rigid, twisting resistant, vibration resistant and resistant to fatigue. This study aims to find the cause of the failure of the Titen Proto-XX car chassis connection. The research methodology was conducted by testing the composition of materials and structural analysis using Ansys Workbench Release 15.0 software. The conclusion of the research is that the skeletal structure material uses Aluminum AA series 1XXX with Al content greater than 99.5%, the welding ability is low, causing a failure in the welded joint. …

The Effect Of Chlorophyll Concentration From Papaya Leaves On The Performance Of Dye-Sensitized Solar Cell, Dede Rizali, Heru Suryanto, Sukarni Sukarni

Journal of Mechanical Engineering Science and Technology (JMEST)

Dye-Sensitized Solar Cell (DSSC) is the third generation solar cell that has sandwich structure consisted of organic dye material and other components such as titanium dioxide (TiO2) semiconductor, electrolyte, and substrates (counter electrode and working electrode). The dye in the device was made from green plant chlorophyll such as papaya. This research aimed to find the influence of dye concentration from papaya leaves chlorophyll on the performance of DSCC. The discussion covered the output power (Pout), Fill Factor (FF), and efficiency (ɳ). The method in this research was explorative experimental with independent variables such as direct and indirect sunlight. The …

Multi-Resonant Feedback Control Of Multiple Degree-Of-Freedom Wave Energy Converters, Ossama Abdelkhalik, Shangyan Zou, Rush D. Robinett Iii, David G. Wilson, Giorgio Bacelli, Ryan G. Coe, Umesh Korde

Michigan Tech Patents

Multi-resonant control of a 3 degree-of-freedom (heave-pitch-surge) wave energy converter enables energy capture that can be in the order of three times the energy capture of a heave-only wave energy converter. The invention uses a time domain feedback control strategy that is optimal based on the criteria of complex conjugate control. The multi-resonant control can also be used to shift the harvested energy from one of the coupled modes to another, enabling the elimination of one of the actuators otherwise required in a 3 degree-of-freedom wave energy converter. This feedback control strategy does not require wave prediction; it only requires …

Multi-Scale Modeling Of The Lamellar Unit Of Arterial Media, Hozhabr Mozafari, Lulu Wang, Yuguo Lei, Linxia Gu

Department of Mechanical and Materials Engineering: Faculty Publications

The heterogeneity of the lamellar unit (LU) of arterial media plays an important role in the biomechanics of artery. Current two-component (fibrous component and a homogenous matrix) constitutive model is inappropriate for capturing the micro-structural variations in the LU, such as contraction/relaxation of vascular smooth muscle cells (VSMCs), fragmentation of the elastin layer, and deposition/disruption of the collagen network. In this work, we developed a representative volume element (RVE) model with detailed micro-configurations, i.e., VSMCs at various phenotypes, collagen fibers, and elastin laminate embedded in the ground substance. The fiber architecture was generated based on its volume fraction and orientations. …

Development Of Mbd Model And Analysis Methodology For Vehicle Design, Alfonso Christopher Ponce

Mechanical Engineering ETDs

This thesis is to provide a new methodology that considers the effects the chassis applies during dynamic load to the suspension and the handling characteristics of a road course vehicle. A methodology in which is described in detail as well as an applied demonstration where literature before this thesis, lacks in replication and serves to establish a basis for multi-body dynamic analysis in this area. Two models to be created, rigid and flexible, and to compare each other to study the effects the chassis torsional stiffness has during load transfer. Ultimately, to assist in the design of a vehicle that …

Beyond The Toolpath: Site-Specific Melt Pool Size Control Enables Printing Of Extra-Toolpath Geometry In Laserwire-Based Directed Energy Deposition, Brian T. Gibson, Bradley S. Richardson, Tayler W. Undermann, Lonnie J. Love

Department of Mechanical and Materials Engineering: Faculty Publications

A variety of techniques have been utilized in metal additive manufacturing (AM) for melt pool size management, including modeling and feed-forward approaches. In a few cases, closed-loop control has been demonstrated. In this research, closed-loop melt pool size control for large-scale, laser wire-based directed energy deposition is demonstrated with a novel modification, i.e., site-specific changes to the controller setpoint were commanded at trigger points, the locations of which were generated by the projection of a secondary geometry onto the primary three-dimensional (3D) printed component geometry. The present work shows that, through this technique, it is possible to print a specific …

Effect Of Silica Fume In Concrete On Mechanical Properties And Dynamic Behaviors Under Impact Loading, Shijun Zhao, Qing Zhang

Department of Mechanical and Materials Engineering: Faculty Publications

The effect of silica fume (SF) in concrete on mechanical properties and dynamic behaviors was experimentally studied by split Hopkinson pressure bar (SHPB) device with pulse shaping technique. Three series of concrete with 0, 12%, and 16% SF as a cement replacement by weight were produced firstly. Then the experimental procedure for dynamic tests of concrete specimens with SF under a high loading rate was presented. Considering the mechanical performance and behaviors of the concrete mixtures, those tests were conducted under five different impact velocities. The experimental results clearly show concrete with different levels of SF is a strain-rate sensitive …

System And Method For Sensing Wind Flow Passing Over Complex Terrain, Saleh Nabi, Piyush Grover, Mithu Debnath

Department of Mechanical and Materials Engineering: Faculty Publications

A wind flow sensing system determines a first approximation of the velocity field at each of the altitudes by simulating computational fluid dynamics ( CFD ) of the wind flow with operating parameters reducing a cost function of a weighted combination of errors , determines a horizontal derivative of vertical velocity at each of the altitudes from the first approximation of the velocity fields , and determines a second approximation of the velocity fields using geometric relationships between a velocity field for each of the altitudes , projections of the measurements of radial velocities on the three - dimensional axes …

Multi-Resonant Feedback Control Of A Single Degree-Of-Freedom Wave Energy Converter, David G. Wilson, Rush D. Robinett Iii, Ossama Abdelkhalik, Jiajun Song, Giorgio Bacelli

Michigan Tech Patents

A multi-resonant wide band controller decomposes the wave energy converter control problem into sub-problems; an independent single-frequency controller is used for each sub-problem. Thus, each sub-problem controller can be optimized independently. The feedback control enables actual time-domain realization of multi-frequency complex conjugate control. The feedback strategy requires only measurements of the buoy position and velocity. No knowledge of excitation force, wave measurements, nor wave prediction is needed. As an example, the feedback signal processing can be carried out using Fast Fourier Transform with Hanning windows and optimization of amplitudes and phases. Given that the output signal is decomposed into individual …

Model Predictive Control Of Parametric Excited Pitch-Surge Modes In Wave Energy Converters, Ossama Abdelkhalik, Rush D. Robinett Iii, Shangyan Zou, David G. Wilson, Giorgio Bacelli, Umesh Korde, Ryan G. Coe

Michigan Tech Patents

A parametric excitation dynamic model is used for a three degrees-of-freedom (3-DOF) wave energy converter. Since the heave motion is uncoupled from the pitch and surge modes, the pitch-surge equations of motion can be treated as a linear time varying system, or a linear system with parametric excitation. In such case the parametric exciting frequency can be tuned to twice the natural frequency of the system for higher energy harvesting. A parametric excited 3-DOF wave energy converter can harvest more power, for both regular and irregular waves, compared to the linear 3-DOF. For example, in a Bretschneider wave, the harvested …