Mechanical Engineering Commons^™

A Manufacturing-To-Response Pathway For Manufacturing Optimization Of Carbon Fiber Reinforced Polymer Composite Structures, Madhura Limaye

All Dissertations

Over the past decade, there has been an increased adoption of thermoplastic and thermoset based continuous carbon fiber reinforced polymer (CFRP) composites for structural applications in several industries. Among the different manufacturing methods, thermoforming process for thermoplastic based continuous CFRP’s offer a major advantage in reducing cycle times for large scale productions. Similarly, out-of-autoclave curing process for thermoset based continuous CFRP’s using heated tooling enables production of large composite structures. However, these manufacturing processes can have a significant impact on the structural performance of parts by inducing undesirable effects. These effects include inhomogeneous fiber orientations, thickness variations, and residual stresses …

Optimization Pump As Turbine Coupled To A Self-Excited Induction Generator Using Multi-Objective Genetic Algorithm, Emanuel J. Nyirenda

Tanzania Journal of Engineering and Technology (TJET)

As a way of accelerating the deployment of affordable and clean renewable energy generation technologies, applying a pump working as a turbine coupled to a self-excited induction generator is gaining popularity in various areas including energy recovery and micro hydro systems. However, it is currently challenging to predict the performance of the PAT-SEIG system and there is no agreed-upon rule on the selection of the appropriate system to be installed at a particular site. This paper has presented multi-objective optimization to select the best operating point of the PAT-SEIG system. The results show that the peak efficiencies for the PAT …

Assessment Of Risk Factors Related To Body Pain Complaints In Tanzania Construction Industry, Fatma K. Mohamed

Tanzania Journal of Engineering and Technology (TJET)

The construction industry is associated with risks that can result in musculoskeletal diseases. Although young male workers who are presumed to be healthy dominate the industry in Tanzania, body pain complaints have been widely reported. The aim of this study is to assess the prevalence and causes of body pains in workers. A cross-sectional study involving 396 workers was conducted. A chi square test was used for testing association of independent categorical variables and binary logistic regression analysis was used to determine predictors for body pain complaints. The results show that all study participants complained of at least one form …

Comparison Of Meteorological Drought Indices In Tanzania Using The Meteorological Drought Monitoring Software Package, Paul Ts Limbu

Tanzania Journal of Engineering and Technology (TJET)

Low precipitation, substantial evaporation, and an unequal distribution of precipitation throughout the area are the characteristics of drought, a climatic abnormality. This study used the Meteorological Drought Monitoring (MDM) software and monthly rainfall data from the Tanzania Meteorological Authority (TMA) to examine and compare the Deciles Index (DI), Standardised Precipitation Index (SPI), Percent of Normal Index (PNI), Rainfall Anomaly Index (RAI), Z-Score Index (ZSI), China-Z Index (CZI), and Modified China-Z Index (MCZI) for drought monitoring in Tanzania from 1988 to 2017. It was found that ZSI represented the dry years better than other indices, followed by DI, RAI, PNI, SPI, …

Thermal Performance Investigation Of Thermoelectric Cooling System With Various Hot-Side Cooling Methods, Bowo Y. Prasetyo, Parisya P. Rosulindo, Fujen Wang

Makara Journal of Technology

Thermoelectric devices have been widely used in various applications, including cooling and power generation. The potential application of thermoelectric cooling systems has been studied. However, these systems still face challenges in achieving optimal performance compared with other cooling systems. Several factors, including the hot-side cooling method, influence the performance of thermoelectric systems. This study aimed to investigate the effects of different hot-side cooling methods on the thermoelectric performance and thermal behavior of thermoelectric cooling systems. The testing methods involved the combination of the thermoelectric module with five hot-side heat exchangers, including a square heatsink, a round heatsink, a two-pipe heat …

Injectable And Rapidly Expandable Thrombin-Decorated Cryogels Achieve Rapid Hemostasis And High Survival Rates In A Swine Model Of Lethal Junctional Hemorrhage, Syed Muntazir Andrabi, S.M. Shatil Shahriar, Al-Murtadha Al-Gahmi, Benjamin L. Wilczewski, Mark A. Carlson, Jingwei Xie

Department of Mechanical and Materials Engineering: Faculty Publications

Effective therapies are urgently needed to stabilize patients with marginally compressible junctional hemorrhage long enough to get them to the hospital alive. Herein, we report injectable and rapidly expandable cryogels consisting of polyacrylamide and thrombin (AT cryogels) created by cryo-polymerization for the efficient management of lethal junctional hemorrhage in swine. The produced cryogels have small pore sizes and highly interconnected porous architecture with robust mechanical strength. The cryogels exhibit rapid shape memory properties and prove to be resilient against fatigue. These cryogels also show high water/blood absorption capacity, fast blood clotting effect, and enhanced adhesion of red blood cells and …

Numerical Analysis Of Flow Fields For The Different Models Of The Shrouded Savonius Rotor, Alsaied Khalil Mahmoud, Mohamed Mahgoub Bassuoni, Mohamed Fawzy Obiaa, Ahmed Mostafa Khaira

Journal of Engineering Research

In this study, the effect of three different lengths (short, medium, and long) of flanged shrouded Savonius wind turbines is investigated three-dimensional (3-D) numerically by ANSYS-FLUENT. The 3-D numerical model of a simple rotor is validated by comparing the results with previous published experimental ones at the same operating conditions and geometry. The numerical and experimental results indicate a good agreement with each other when using the SST K-ω model with a time step size of 0.0025 s.The analysis of the numerical results of the three flanged shrouded models shows an enhancement of the torque coefficient at tip speed ratio …

A Study On High-Frequency Bending Fatigue, Microhardness, Tensile Strength, And Microstructure Of Parts Made Using Atomic Diffusion Additive Manufacturing (Adam) And Additive Friction Stir Deposition (Afsd), Hamed Ghadimi

LSU Doctoral Dissertations

This dissertation reports the findings of several studies on the mechanical and microstructural properties of parts made using atomic diffusion additive manufacturing (ADAM) and additive friction stir deposition (AFSD). The design of a small-sized bending-fatigue test specimen for an ultrasonic fatigue testing system is reported in Chapter 1. The design was optimized based on the finite element analysis and analytical solution. The stress–life (S–N) curve is obtained for Inconel alloy 718. Chapter 2 presents the findings of ultrasonic bending-fatigue and tensile tests carried out on the ADAM test specimens. The S-N curves were created in the very high-cycle fatigue regime. …

Residual Stress Generation In Additive Manufacturing Of Complex Lattice Geometries, Katie Bruggeman, Nathan Klingbeil, Anthony N. Palazotto

Faculty Publications

Residual stresses developed during additive manufacturing (AM) can influence the mechanical performance of structural components in their intended applications. In this study, thermomechanical residual stress simulations of the laser powder bed fusion (LPBF) process are conducted for both simplified (plate and cube-shaped) geometries as well as five complex lattice geometries fabricated with Inconel 718. These simulations are conducted with the commercial software package Simufact Additive©, which uses a nonlinear finite element analysis and layer-by-layer averaging approach in determining residual stresses. To verify the efficacy of the Simufact Additive© simulations, numerical results for the plate and cube-shape geometries are analyzed for …

Copper−Cystine Biohybrid-Embedded Nanofiber Aerogels Show Antibacterial And Angiogenic Properties, Anik Karan, Navatha S. Polavaram, Margarita Darder, Yajuan Su, Syed Muntazir Andrabi, S M Shatil Shahriar, Johnson V. John, Zeyu Luo, Mark A. Decoster, Yu Shrike Zhang, Jingwei Xie

Department of Mechanical and Materials Engineering: Faculty Publications

Copper−cystine-based high aspect ratio structures (CuHARS) possess exceptional physical and chemical properties and exhibit remarkable biodegradability in human physiological conditions. Extensive testing has confirmed the biocompatibility and biodegradability of CuHARS under diverse biological conditions, making them a viable source of essential Cu²⁺. These ions are vital for catalyzing the production of nitric oxide (NO) from the decomposition of Snitrosothiols (RSNOs) found in human blood. The ability of CuHARS to act as a Cu²⁺ donor under specific concentrations has been demonstrated in this study, resulting in the generation of elevated levels of NO. Consequently, this dual function makes …

Implantation Of A Capsular Tension Ring During Cataract Surgery Attenuates Predicted Remodeling Of The Post-Surgical Lens Capsule Along The Visual Axis, Kurt A. Ameku, Caleb C. Berggren, Ryan M. Pedrigi

Department of Mechanical and Materials Engineering: Faculty Publications

Introduction: Cataract surgery permanently alters the mechanical environment of the lens capsule by placing a hole in the anterior portion and implanting an intraocular lens (IOL) that has a very different geometry from the native lens. We hypothesized that implant configuration and mechanical interactions with the post-surgical lens capsule play a key role in determining long-term fibrotic remodeling.

Methods: We developed the first finite element-growth and remodeling (FE-G&R) model of the post-surgical lens capsule to evaluate how implantation of an IOL with and without a capsular tension ring (CTR) impacted evolving lens capsule mechanics and associated fibrosis over …

Engineering Neurotoxin-Functionalized Exosomes For Targeted Delivery To The Peripheral Nervous System, Mena Asha Krishnan, Olawale A. Alimi, Tianshu Pan, Mitchell Kuss, Zeljka Korade, Guoku Hu, Bo Liu, Bin Duan

Department of Mechanical and Materials Engineering: Faculty Publications

The administration of therapeutics to peripheral nerve tissue is challenging due to the complexities of peripheral neuroanatomy and the limitations imposed by the blood–nerve barrier (BNB). Therefore, there is a pressing need to enhance delivery effectiveness and implement targeted delivery methods. Recently, erythrocyte-derived exosomes (Exos) have gained widespread attention as biocompatible vehicles for therapeutics in clinical applications. However, engineering targeted Exos for the peripheral nervous system (PNS) is still challenging. This study aims to develop a targeted Exo delivery system specifically designed for presynaptic terminals of peripheral nerve tissue. The clostridium neurotoxin, tetanus toxin-C fragment (TTC), was tethered to the …

Yap Mechanotransduction Under Cyclic Mechanical Stretch Loading For Mesenchymal Stem Cell Osteogenesis Is Regulated By Rock, Eunju Kim, Brandon D. Riehl, Tasneem Bouzid, Ruiguo Yang, Bin Duan, Henry J. Donahue, Jung Yul Lim

Department of Mechanical and Materials Engineering: Faculty Publications

While yes-associated protein (YAP) is now recognized as a potent mechanosensitive transcriptional regulator to affect cell growth and differentiation including the osteogenic transcription of mesenchymal stem cells (MSCs), most studies have reported the YAP mechanosensing of static mechanophysical cues such as substrate stiffness. We tested MSC response to dynamic loading, i.e., cyclic mechanical stretching, and assessed YAP mechanosensing and resultant MSC osteogenesis. We showed that cyclic stretching at 10% strain and 1 Hz frequency triggered YAP nuclear import in MSCs. YAP phosphorylation at S127 and S397, which is required for YAP cytoplasmic retention, was suppressed by cyclic stretch. We also …

Me-Em 2022-23 Annual Report, Department Of Mechanical Engineering-Engineering Mechanics, Michigan Technological University

Department of Mechanical and Aerospace Engineering Annual Reports

Table of Contents

• Research Updates
• Curriculum and Instruction
• Facilities
• New Faculty
• Research, Machine Learning
• Research, Ana Dyreson
• In Memoriam
• Student Success
• Alumni Profile and Activity
• Graduates
• Faculty Awards and Honors
• Patents and Publications
• Donors
• Grants and Contracts

Balsa Bridge, Caleb T. Lovett

All Undergraduate Projects

The problem presented throughout this report was to create a small-scale bridge made entirely out of balsa wood and glue, that could withstand substantial force, as well as perform a lifting/lowering cycle. Other requirements associated with the bridge were properties of weight, deflection, size, and shape. This problem presented a challenge that tested the mathematical side of engineering, being strongly reliant on statics, mechanics of materials, and mechanical design analyses.

To approach this problem, the first step was to complete in depth calculations of the chosen design. With this done, manufacturing and assembly was able to be completed. With a …

Deep Learning Based Optical Flow Analysis Of High-Speed Flows, Daniel H. Zhang, Zifeng Yang

Mechanical and Materials Engineering Faculty Publications

Two-dimensional Rayleigh scattering imaging is utilized to quantify the high-speed flow velocity by employing deep learning based optical flow analysis, along with density fields from Rayleigh scattering intensity profiles.

Long-Term Simulation Of Stem Cell Mechanobiology, Manoochehr Rabiei

Mechanical and Aerospace Engineering Dissertations - Archive

An accurate representation of cellular mechanobiology necessitates the inclusion of subcellular elements characterized by minute masses and dimensions. These minute objects yield multiscale dynamic models with disproportionate terms, which require inordinate amounts of computational time to simulate. The computational requirements limit the time span of the simulation to time histories shorter than one second, even when employing supercomputers. This work presents a high-speed approach to simulating the mechanobiology of stem cells. The proposed approach separates the computational time from the size, and distribution, of masses of the subcellular elements, enabling the simulation of weeks-long cellular processes within hours on a …

Generating Blood Analog For Laser Induced Fluorescent Particle Image Velocimetry, Chungyiu Ma, Jared Chong, Hang Yi, Zifeng Yang, Luke Bramlage, Bryan Ludwig

Mechanical and Materials Engineering Faculty Publications

To mimic blood non-Newtonian viscosity features under designated temperatures from 305 to 315 K, transparent blood analogs were generated by the mixture of xanthan gum and deionized water with fluorescent particles for laser induced fluorescent particle image velocimetry.

Dueling Robot, Abigail Coy

All Undergraduate Projects

This project was undertaken as a personal challenge to combine a Mechanical Engineering Technology degree and an Electrical Engineering Technology degree into a single final project showing the cumulative knowledge gained. It was determined that a robot to participate in Western Allied Robotics would be designed and manufactured for the 3 lb. weight class.

A two-part power system was designed to provide more power to the weapon arm. This design combined a compressive spring’s kinetic energy with the torque from the electric motor. Research determined all of the purchased components required and analysis were performed to determine the geometry and …

3d Flow Field Quantification In An Artery Model Using Optical Flow Method Based On Simulated Multi-Angle Angiography, Zifeng Yang, Hang Yi, Luke Bramlage, Bryan Ludwig

Mechanical and Materials Engineering Faculty Publications

3D flow field in a numerically simulated arterial model is quantified using the three-dimensional optical flow method based on simulated simultaneous multi-angle X-ray angiography of the blood flow with contrast agent perfusions.

Mechanics Of Pure Bending And Eccentric Buckling In High-Strain Composite Structures, Jimesh D. Bhagatji, Oleksandr G. Kravchenko, Sharanabasaweshwara Asundi

Mechanical & Aerospace Engineering Faculty Publications

To maximize the capabilities of nano- and micro-class satellites, which are limited by their size, weight, and power, advancements in deployable mechanisms with a high deployable surface area to packaging volume ratio are necessary. Without progress in understanding the mechanics of high-strain materials and structures, the development of compact deployable mechanisms for this class of satellites would be difficult. This paper presents fabrication, experimental testing, and progressive failure modeling to study the deformation of an ultra-thin composite beam. The research study examines the deformation modes of a post-deployed boom under repetitive pure bending loads using a four-point bending setup and …

Insights Into The Characterization And Degradation Of Electrospun Polycaprolactone Scaffolds For Tissue Engineering Applications, Caleb B. Wells

Theses and Dissertations

Electrospun polymeric biodegradable scaffolds are essential in tissue engineering, particularly for Engineered Tissue Vascular Grafts (ETVGs), which promise advancements in treating coronary artery disease, peripheral arterial disease, congenital cardiovascular defects, and renal disease. These scaffolds present a solution to issues with autologous graft availability and durability. While large-diameter grafts in low-pressure environments have seen success, small-diameter grafts in high-flow scenarios remain challenging. Understanding polymeric scaffold degradation and behavior during incubation, especially under dynamic mechanical loading, is vital for clinical translation of small-caliber ETVGs.

This research focuses on characterizing the mechanical and microstructural properties of electrospun polycaprolactone (PCL) scaffolds and their …

Progress Of Lisap-Mse: A Concept Of Producing Aluminum In-Situ On The Moon Through Molten Salt Electrolysis, Jacob N. Ortega, David Bayless, Daniel Stutts, Daoru Han, Todd P. Sander, Jeffrey Smith, Fateme Rezaei, William Schonberg

Mechanical and Aerospace Engineering Faculty Research & Creative Works

This paper presents a concept of producing aluminum in-situ on the lunar surface, namely, the Lunar In-Situ Aluminum Production through Molten Salt Electrolysis (LISAP-MSE) method developed at Missouri University of Science and Technology. This paper aims to demonstrate the use of electro-deoxidation to reduce aluminum oxide (i.e., alumina) into aluminum and oxygen gas via electrolysis in a molten salt bath for the production of aluminum on the Moon. It is shown that with a steady supply of hydrogen chloride, this in-situ resource utilization (ISRU) method could supply several necessary materials consumed in the electro-deoxidation process except hydrogen chloride to produce …

Dual Airfoil Testing System, Zifeng Yang, Collin Charvat, Jack Stafford, Kyle Mathews, Logan Kelly

Mechanical and Materials Engineering Faculty Publications

A dual airfoil testing system includes a platform including a frame defining a chamber that is configured to receive a horizontal flow of air for testing a first airfoil and a second airfoil contained in the chamber and a control system including a controller to control a first attack angle stepper motor, a second attack angle stepper motor, at least one gap stepper motor, and at least one stagger stepper motor. The controller is configured to automatically control and adjust the stepper motors to control and adjust the attack angle of the first airfoil, the attack angle of the second …

การประเมินอายุความล้าของตะไบทางทันตกรรมแบบหมุนโดยวิธีทดสอบชิ้นงานร่วมกับระเบียบวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์, กิตติพงษ์ สุดจินดา

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

ตะไบทันตกรรมเป็นเครื่องมือที่ใช้ในการรักษาคลองรากฟันเพื่อคงสภาพฟันไว้โดยไม่ต้องถอนออก ระหว่างการรักษา ตะไบเหล่านี้จะรับภาระแบบวัฏจักร ระหว่างภาระดึงและภาระอัด การใช้งานตะไบเกินกว่าขีดจำกัดความล้าของวัสดุ อาจทำให้เกิดการแตกหักจากความล้า โดยไม่มีสัญญาณให้เห็นล่วงหน้า ซึ่งอาจนำไปสู่ความล้มเหลวของการรักษา วิทยานิพนธ์ฉบับนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อสร้างเส้นโค้งความเค้น-อายุการใช้งาน และแบบความเครียด-อายุการใช้งาน เพื่อใช้ในการทำนายอายุความล้าของตะไบภายใต้สภาพความโค้งของคลองรากฟันที่แตกต่างกัน โดยไม่ต้องทราบคุณสมบัติความล้าของวัสดุตะไบ และเพื่อเปรียบเทียบความแม่นยำของเส้นโค้งทั้งสอง ในการดำเนินการ ได้ใช้ระเบียบวิธีไฟไนต์เอลิเมนต์ เพื่อจำลองพฤติกรรมทางกลของตะไบ และประเมินค่าแอมพลิจูดความเค้นและความเครียดจากตะไบในคลองรากฟันอย่างง่าย 8 ลักษณะความโค้ง จากนั้นทำการทดสอบความล้าดัดในคลองรากฟันแบบเดียวกันเพื่อเก็บข้อมูลอายุความล้า ข้อมูลที่ได้ถูกนำไปหาเส้นโค้งตัวแทนของข้อมูลด้วยสมการของ Basquin และ Coffin-Manson เพื่อสร้างเส้นโค้งความเค้น-อายุความล้า และความเครียด-อายุความล้า นอกจากนี้ยังได้ตรวจสอบความแม่นยำและความสอดคล้องของเส้นโค้งที่พัฒนาขึ้น โดยใช้ข้อมูลจากการทดสอบตะไบในคลองรากฟันที่มีลักษณะความโค้งแบบตัวเอส จำนวน 6 ลักษณะ ที่มีระดับแอมพลิจูดความเค้นและความเครียดต่างจากข้อมูลก่อนหน้า ผลการศึกษาแสดงให้เห็นว่าเส้นโค้งความเครียด-อายุการใช้งาน สามารถพยากรณ์อายุความล้าได้แม่นยำกว่า และสอดคล้องกับพฤติกรรมความล้าของตะไบมากกว่าเส้นโค้งความเค้น-อายุการใช้งาน) อย่างไรก็ตาม เส้นโค้งดังกล่าว สามารถใช้พยากรณ์ได้อย่างเหมาะสมเฉพาะในช่วงอายุความล้าที่ต่ำกว่า 2,500 รอบ ซึ่งแสดงถึงความจำเป็นในการศึกษาพฤติกรรมความล้าในรอบสูงเพิ่มเติมในอนาคต

Modeling For Electrical Performance Of The Bender-Typed Piezoelectric Energy Harvesters (Peh), Pheerawit Inpra

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

The increasing demand for small, wearable, and low-power electronic devices has led to the need for compact and efficient energy sources. Energy harvesting systems designed for such applications are typically compact to ensure seamless integration with the devices or to serve as suitable replacements for conventional batteries. One of the most suitable systems for harvesting energy from human motion is the piezoelectric energy harvesters (PEH). It offers high energy density, supports a wide range of vibration frequencies, and comes in a small form factor, making it increasingly popular in various devices. As PEHs become increasingly prevalent in real-world applications, developing …

การศึกษาคุณลักษณะด้านการออกแบบของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนทรงกระบอกชนิด 18650 ที่มีอัตราส่วนกำลังต่อพลังงานต่างกัน, ภูมิวริสส์ วงษ์ถาวร

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้เป็นการศึกษาแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนชนิด 18650 ที่มีจำหน่ายในเชิงพาณิชย์ โดยมีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษา และ วิเคราะห์คุณสมบัติทางกายภาพ ทางไฟฟ้า และ ทางเคมีของเซลล์แบตเตอรี่ ที่มีอัตราส่วนกำลังต่อพลังงานที่แตกต่างกันรวมไปถึงการเปรียบเทียบพารามิเตอร์ด้านการออกแบบของเซลล์แบตเตอรี่ และ สร้างความสัมพันธ์ระหว่างพารามิเตอร์ด้านการออกแบบ และ คุณสมบัติด้านต่าง ๆ กับ อัตราส่วนกำลังต่อพลังงาน ตัวอย่างเซลล์แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่มีอัตราส่วนของกำลังต่อพลังงานที่แตกต่างกัน 4 ตัวอย่าง ถูกนำมาวิเคราะห์คุณสมบัติทางกายภาพ ได้แก่ ขนาดความกว้าง ความยาว และน้ำหนักของแบตเตอรี่ และวิเคราะห์คุณสมบัติทางไฟฟ้า ได้แก่ ความจุพลังงาน กำลังไฟฟ้า และความต้านทานภายใน ซึ่งวิเคราะห์โดยอ้างอิงตามมาตรฐาน IEC62660 โดยค่าอัตราส่วนของกำลังต่อพลังงานของเซลล์แบตเตอรี่ สามารถคำนวณได้จากการทดสอบดังกล่าว และมีค่าเรียงลำดับจากน้อยไปหามากดังนี้ 3.23 , 8.00 , 11.70 และ 12.97 W/Wh จากนั้นเซลล์แบตเตอรี่จะถูกแยกส่วนประกอบเพื่อวิเคราะห์ถึงลักษณะทางกายภาพของส่วนประกอบ ได้แก่ ความยาว ความหนาของขั้วอิเล็กโทรดและตัวรับกระแสไฟฟ้า ค่าการนำไฟฟ้าของขั้วอิเล็กโทรด และ โครงสร้างของขั้วอิเล็กโทรด กับ เยื่อเลือกผ่าน ได้แก่ ขนาดอนุภาคของวัสดุทำขั้ว และ ลักษณะสัณฐานวิทยาของเยื่อเลือกผ่าน ซึ่งจะถูกวิเคราะห์โดยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่องกราด รวมไปถึงวิเคราะห์คุณสมบัติทางเคมี โดยการวิเคราะห์องค์ประกอบทางเคมีบนขั้วอิเล็กโทรด ซึ่งจากการวิเคราะห์พบว่า จากการวิเคราะห์คุณสมบัติทางไฟฟ้าของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่มีความสามารถในการให้กำลังไฟฟ้าสูง จะมีอัตราส่วนกำลังต่อพลังงานสูงกว่า มีแนวโน้มค่าความต้านทานภายในที่ต่ำกว่า และมีค่าการนำไฟฟ้าที่สูงกว่า แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่มีความสามารถในการเก็บความจุพลังงานสูง จากการวิเคราะห์คุณสมบัติทางกายภาพพบว่าแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่มีความสามารถในการให้กำลังไฟฟ้าสูง จะมีความยาวของขั้วอิเล็กโทรดที่มากกว่า แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่มีความสามารถในการเก็บความจุพลังงานสูง แต่จะมีความหนา และขนาดของอนุภาคของขั้วอิเล็กโทรดน้อยกว่าแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่มีความสามารถในการเก็บความจุพลังงานสูง และจากการวิเคราะห์คุณสมบัติทางเคมีบว่าแบตเตอรี่ที่ทำการทดสอบนั้นมีองค์ประกอบทางเคมีของขั้วแคโทด และ แอโนดเดียวกัน คือ NMC811 และ กราไฟต์ กับ ซิลิกอน

การเสริมการจำแนกภูมิประเทศด้วยการวิเคราะห์พืชพรรณ สำหรับหุ่นยนต์เคลื่อนที่อัตโนมัติภายนอกอาคาร, พัณณ์นิกา มุกด์สุวรรณ์

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

ในงานวิจัยด้านการนำทางของหุ่นยนต์เคลื่อนที่อัตโนมัติ การจำแนกภูมิประเทศในสภาพแวดล้อมกลางแจ้งถือเป็นหัวข้อสำคัญ โดยเฉพาะในสภาพแวดล้อมที่มีความซับซ้อน เช่น พื้นที่ป่าไม้ ซึ่งมักเต็มไปด้วยโครงสร้างแข็ง พื้นที่ขรุขระ หลุมลึก และพืชพรรณที่ขึ้นอย่างหนาแน่น ความแม่นยำในการจำแนกภูมิประเทศจึงเป็นปัจจัยสำคัญที่ช่วยให้หุ่นยนต์เคลื่อนที่อัตโนมัติสามารถเข้าใจสภาพแวดล้อมและนำทางผ่านพื้นที่ที่มีความท้าทายเหล่านี้ได้อย่างมีประสิทธิภาพ งานวิจัยนี้นำเสนอวิธีการจำแนกภูมิประเทศแบบเอชแอลดีวี (ความสูง-ระยะทาง-ความหนาแน่น-พืชพรรณ) ซึ่งเป็นการพัฒนาต่อยอดจากวิธีเอชแอลดี (ความสูง-ระยะทาง-ความหนาแน่น) แบบดั้งเดิม โดยเพิ่มคุณลักษณะเกี่ยวกับพืชพรรณ (v) เข้าไปในโมเดล จากเดิมที่ใช้เพียง 3 คุณลักษณะ ได้แก่ ความแตกต่างของความสูง (h) ระยะทาง (l) และความหนาแน่น (d) เพื่อเพิ่มความแม่นยำในการระบุพื้นที่ปลอดภัยและพื้นที่อันตรายสำหรับหุ่นยนต์ ผลการทดลองแสดงให้เห็นว่า ตัวจำแนกเอชแอลดีวีช่วยเพิ่มความสามารถของหุ่นยนต์ในการนำทางผ่านพื้นที่ที่ถูกปกคลุมด้วยพืชพรรณได้อย่างมีนัยสำคัญ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อใช้ฟังก์ชันแบบกฎยกกำลังในโมเดลคุณลักษณะด้านพืชพรรณ การพัฒนานี้ส่งผลโดยตรงต่อการปรับปรุงประสิทธิภาพในการวางแผนเส้นทาง ทำให้หุ่นยนต์เคลื่อนที่อัตโนมัติสามารถปฏิบัติงานได้ดียิ่งขึ้นในสภาพแวดล้อมกลางแจ้งที่มีความท้าทายสูง

Using Obstacle Trenches For Enhancing Microplastic Trapping In Microwells, Teeraphat Kongsaktrakul

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

The particle trapping efficiency of microwells is influenced by the fluid flow velocity. If the flow velocity is too slow, trapping will take longer. In contrast, if the flow velocity is too fast, the trapping efficiency will decrease. Therefore, deceleration near the microwells is important for increasing trapping efficiency. The aim of this study is to investigate important factors that affect local flow velocity and trapping efficiency. This includes the presence of obstacle trenches, flow rates, particle concentrations, particle sizes, and surface materials. Two models were investigated and compared: one with triangular obstacle trenches placed in front of the microwells …

การศึกษาลักษณะของผู้ขับขี่รถจักรยานยนต์และพื้นที่ปลอดภัยในสภาพการขับขี่ตามธรรมชาติในกรุงเทพฯ, ยุวไร ไวสะอาด

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

การศึกษานี้มุ่งเน้นการวิเคราะห์พฤติกรรมของผู้ขับขี่รถจักรยานยนต์และพื้นที่ความปลอดภัยในสภาพการขับขี่จริงในเขตเมืองกรุงเทพมหานคร โดยใช้แนวทางการศึกษาพฤติกรรมแบบธรรมชาติ (Naturalistic Riding Study) เพื่อตรวจสอบลักษณะพฤติกรรมของผู้ขับขี่และระดับพื้นที่ปลอดภัยในสภาพแวดล้อมการจราจรจริง เช่น การวัดเป็นเวลาเว้นระยะด้านหน้า ระยะห่างด้านข้าง ลักษณะของยานพาหนะรอบข้าง โดยการติดตั้งอุปกรณ์ตรวจวัดและบันทึกข้อมูล เช่น 3D LiDAR สำหรับตรวจจับตำแหน่งของวัตถุรอบข้าง, ระบบ CAN Bus สำหรับอ่านค่าความเร็วและการเร่งของรถจักรยานยนต์, กล้องบันทึกวิดีโอ และคอมพิวเตอร์สำหรับประมวลผล เพื่อประเมินระดับความปลอดภัยในขณะขับขี่ในสภาวะปกติ (Cruising) โดยรถจักรยานยนต์ทดลองที่มีขนาดกว้าง 0.74 เมตร และยาว 1.94 เมตร เพื่อเก็บข้อมูลจากกลุ่มตัวอย่างผู้ขับขี่จำนวน 20 คน ซึ่งมีประสบการณ์และความมั่นใจในการขับขี่บนถนนสายหลัก จากข้อมูลทั้งหมด 2,828 เหตุการณ์ พบว่าผู้ขับขี่ทั้งหมด มีค่าเฉลี่ยระยะห่างด้านข้าง (Lateral Clearance: Wa) เท่ากับ 1.47 เมตร และเวลาเว้นระยะด้านหน้า (Time Headway: TH) เท่ากับ 0.82 วินาที ผลการทดลองนี้แสดงให้เห็นว่าผู้ขับขี่ในกลุ่มที่มีความเสี่ยงต่ำมีแนวโน้มเว้นระยะห่างมากกว่ากลุ่มเสี่ยงปานกลางอย่างชัดเจน ซึ่งสามารถนำไปใช้เป็นแนวทางในการกำหนดมาตรการด้านความปลอดภัย และการพัฒนาเทคโนโลยีช่วยขับขี่สำหรับผู้ใช้รถจักรยานยนต์ ซึ่งจะช่วยลดความเสี่ยงของอุบัติเหตุและเพิ่มความปลอดภัยให้กับผู้ใช้ถนนในประเทศไทย