Mechanical Engineering Commons^™

การประเมินสมรรถนะของอุปกรณ์เทอร์โมโฟโตโวลทาอิกระยะใกล้ชนิดเซลล์แผ่นฐานเจอร์เมเนียม, ณัฐกมล พงศ์เต็มสุข

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

งานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อประเมินและปรับปรุงสมรรถนะของอุปกรณ์เทอร์โมโฟโตโวลทาอิกระยะใกล้ โดยใช้เจอร์เมเนียมชนิดพีเป็นชั้นแผ่นฐาน และมีตัวแผ่รังสีเป็นทังสเตนที่อุณหภูมิ 1400 เคลวิน ทำงานในย่านการแผ่รังสีความร้อนระยะใกล้ ระยะห่างเซลล์และตัวแผ่รังสี 100 นาโนเมตร สำหรับโครงสร้างเซลล์ชนิด 1. แถบโลหะชั้นหน้า (Front contact) 2. แถบโลหะประสานด้านหลัง (Interdigitated Back Contact; IBC) โดยใช้แบบเทคนิคการวิเคราะห์คลื่นควบคู่เคร่งครัด (Rigorous-coupled wave analysis; RCWA) ควบคู่กับทฤษฎีการผันผวนสูญเสีย (Fluctuation-Dissipation Theorem; FDT) ในการคำนวณฟลักซ์การแผ่รังสีความร้อนในระยะใกล้สำหรับโครงสร้างเซลล์ทั้งสองชนิด และ ใช้เทคนิคการวิเคราะห์สมดุลโดยละเอียด (Detailed balance analysis; DTB) ในการประเมินปริมาณกระแสพลังแสงและประสิทธิภาพการแปลงของอุปกรณ์ เฉพาะเซลล์ชนิดแถบโลหะชั้นหน้า เนื่องด้วยข้อจำกัดของแบบจำลองทางคณิตศาสตร์สำหรับวิเคราะห์พฤติกรรมทางประจุไฟฟ้าของโครงสร้างเซลล์ชนิดแถบโลหะประสานด้านหลัง ผลการศึกษาแสดงว่า สำหรับเซลล์ชนิดแถบโลหะชั้นหน้า โครงสร้างสะพานอากาศด้านหลังและการลดความหนาของแผ่นฐานเจอร์เมเนียมสามารถลดฟลักซ์ความร้อนในช่วงต่ำกว่าค่าแถบพลังงาน ที่สะสมภายในเซลล์ลงได้อย่างมีนัยสำคัญ โดยไม่ลดการดูดกลืนพลังงานที่สามารถแปลงเป็นไฟฟ้าได้ ทำให้ประสิทธิภาพของเซลล์สูงขึ้น โดยเฉพาะกรณีเซลล์บางที่มีชั้นสะพานอากาศ มีประสิทธิภาพเพิ่มจาก 16.73 เป็น 31.39 เปอร์เซ็นต์ ในกรณีของโครงสร้างเซลล์ชนิดแถบประสานด้านหลัง การเพิ่มความกว้างของช่องอากาศระหว่างอิเล็กโทรดสามารถลดฟลักซ์ช่วงต่ำกว่าค่าแถบพลังงาน ที่สะสมในเซลล์ลงได้ 24.16 เปอร์เซ็นต์ โดยที่ฟลักซ์ในช่วงสูงกว่าคาแถบพลังงานไม่เปลี่ยนแปลงมากนัก จึงไม่มีผลกระทบต่อความสามารถในการแปลงพลังงานโดยรวมของอุปกรณ์ อย่างไรก็ตามประสิทธิภาพการจัดการความร้อนภายในเซลล์เพิ่มขึ้นประมาณ 6 เปอร์เซ็นต์ ทั้งนี้มีข้อจำกัดจากความต้านทานแผ่นที่เพิ่มขึ้นตามความกว้างช่องว่าง งานวิจัยนี้ชี้ให้เห็นถึงแนวทางการออกแบบโครงสร้างเซลล์เทอร์โมโฟโตโวลทาอิก ที่สามารถลดความร้อนสะสมโดยไม่กระทบต่อพลังงานที่สามารถนำไปใช้งาน ช่วยสนับสนุนการออกแบบระบบเทอร์โมโฟโตโวลทาอิก ระยะใกล้ที่มีประสิทธิภาพสูงขึ้นในอนาคต

การพัฒนาอัลกอริธึมการประมวลผลภาพแบบอัตโนมัติสำหรับการคัดกรองสารต้านไวรัสชิคุนกุนยา, พัทธพล วิริวิทยา

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

ไวรัสชิคุนกุนยา ซึ่งเป็นสมาชิกของสกุล Alphavirus ยังคงเป็นปัญหาสุขภาพระดับโลกเนื่องจากการระบาดที่แพร่หลายและการขาดวิธีการรักษาที่เฉพาะเจาะจง การตรวจหาไวรัสที่แม่นยำ เช่น ไวรัสชิคุนกุนยา เป็นสิ่งสำคัญสำหรับการวิจัยสารต้านไวรัส แต่กระบวนการแบบดั้งเดิมมักใช้เวลานานและมีโอกาสเกิดข้อผิดพลาด งานวิจัยนี้นำเสนอการพัฒนาและทดสอบอัลกอริธึมการประมวลผลภาพอัตโนมัติ ซึ่งออกแบบมาเพื่อเพิ่มความแม่นยำและความรวดเร็วในการคัดกรองสารที่อาจมีศักยภาพต้านไวรัสชิคุนกุนยา โดยใช้ซอฟต์แวร์ MvTec Halcon อัลกอริธึมนี้ได้รับการพัฒนาเพื่อการตรวจจับและจำแนกเซลล์ที่ติดเชื้อและไม่ติดเชื้อในการทดสอบไวรัส และผลการทำงานได้รับการตรวจสอบกับการนับแบบแมนนวลที่ดำเนินการโดยผู้เชี่ยวชาญด้านไวรัสวิทยา ซึ่งแสดงถึงความสัมพันธ์ที่แข็งแกร่งด้วยค่าสัมประสิทธิ์สหสัมพันธ์ของเพียร์สันที่ 0.9807 สำหรับการตรวจจับเซลล์ และ 0.9886 สำหรับการตรวจจับไวรัส หลังจากผ่านการตรวจสอบทางสถิติ อัลกอริธึมถูกนำไปใช้ในการคัดกรองสารต้านไวรัส ซึ่งแสดงถึงประสิทธิภาพในการเพิ่มปริมาณและความแม่นยำของกระบวนการค้นคว้ายา ผลลัพธ์ที่ได้เน้นถึงศักยภาพของอัลกอริธึมนี้ในฐานะเครื่องมือสำคัญที่สามารถเร่งการวิจัยสารต้านไวรัสและมีการใช้งานที่กว้างขึ้นในการตรวจหาโรคจากแมลงพาหะชนิดอื่น ๆ และการปรับปรุงผลลัพธ์ในการวิจัยด้านไวรัสวิทยา คำสำคัญ: การประมวลผลภาพอัตโนมัติ, การคัดกรองแบบ high-throughput, การถ่ายภาพทางชีวเวชศาสตร์, การวิเคราะห์ภาพในไวรัสวิทยา, MvTec Halcon

การพัฒนาเท้าเทียมแบบไดนามิกที่ปรับค่าความแข็งสปริงได้สำหรับผู้พิการขาขาดในระดับกิจกรรมปานกลาง, ภูรินทร์ พิวัฒน์

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

ประเทศไทยในปัจจุบันมีผู้พิการขาขาดเพิ่มมากขึ้น โดยจากรายงานในปี พ.ศ.2560 ประเทศไทยมีผู้พิการขาขาดราว 40,000 คน แม้ว่าเท้าเทียมแบบ Solid Ankle Cushion Heel (SACH) ที่ใช้กันทั่วไปจะมีราคาที่ถูก ทว่าเท้าเทียมแบบนี้นั้นจะมีข้อเท้าที่แข็งทำให้เป็นอุปสรรคต่อการเดินที่เป็นธรรมชาติ จึงทำให้เท้าเทียมแบบนี้เหมาะสมกับผู้พิการที่มีระดับกิจกรรมต่ำที่ต้องการความมั่นคงของเท้าเป็นหลัก แต่กลับไม่เหมาะสมนักกับผู้พิการที่มีระดับกิจกรรมปานกลางขึ้นไป เนื่องจากผู้พิการกลุ่มนี้มีความต้องการเท้าเทียมที่สามารถงอเพื่อสะสมพลังงาน และปลดปล่อยพลังงานได้เพื่อที่จะสามารถช่วยส่งเสริมการเดินให้ใกล้เคียงกับคนปกติ ซึ่งเท้าเทียมที่เหมาะสมกับผู้พิการกลุ่มนี้ก็จะต้องมีความแข็งสปริงเชิงมุมที่เหมาะสมตามแต่ปัจจัยต่าง ๆ ของผู้พิการแต่ละคน เช่น น้ำหนักตัว, ความชอบ เป็นต้น ด้วยเหตุนี้ งานวิจัยนี้จึงมีเป้าหมายที่จะพัฒนาเท้าเทียมที่มีความแข็งที่ปรับได้ในช่วงต่อเนื่อง เพื่อตอบสนองความต้องการของผู้ใช้ที่หลากหลายเหล่านี้ โดยใช้เทคนิค Parametric optimization เพื่อออกแบบเท้าเทียมแบบไดนามิกที่มีช่วงความแข็งเฉพาะในบริเวณส้นเท้าและปลายเท้า ซึ่งเหมาะสมกับช่วงน้ำหนักและขนาดเท้าของผู้พิการ โครงสร้างหลักของเท้าเทียมถูกสร้างขึ้นโดยใช้วัสดุคอมโพสิตคาร์บอนไฟเบอร์เป็นหลัก เนื่องด้วยความแข็งแรงสูงและลักษณะน้ำหนักเบา ในงานวิจัยนี้ Finite Element Analysis (FEA) ถูกนำมาใช้เพื่อประเมินการเสียรูปและความแข็งของเท้าเทียมที่ออกแบบตามแนวทางมาตรฐานสากล ISO 10328 จากผลการทดสอบเท้าเทียมที่ออกแบบแสดงให้เห็นว่าเท้าเทียมที่ออกแบบมาสำหรับผู้พิการที่มีขนาดเท้า 26-27 ซม. และช่วงน้ำหนัก 60-80 กก. มีช่วงความแข็งที่เหมาะสมอยู่ที่ 9.97-13.31 Nm/degree ในบริเวณปลายเท้า และ 1.37-4.32 Nm/degree ในบริเวณส้นเท้า ซึ่งเหมาะสมสำหรับการใช้งานโดยผู้พิการที่มีระดับกิจกรรมปานกลางภายในช่วงน้ำหนักและขนาดเท้าตามที่ได้กำหนดไว้

External Direct Sum Invariant Subspace And Decomposition Of Coupled Differential-Difference Equations, Keqin Gu, Huan Phan-Van

SIUE Faculty Research, Scholarship, and Creative Activity

This article discusses the invariant subspaces that are restricted to be external direct sums. Some existence conditions are presented that facilitate finding such invariant subspaces. This problem is related to the decomposition of coupled differential-difference equations, leading to the possibility of lowering the dimensions of coupled differential-difference equations. As has been well documented, lowering the dimension of coupled differential-difference equations can drastically reduce the computational time needed in stability analysis when a complete quadratic Lyapunov-Krasovskii functional is used. Most known ad hoc methods of reducing the order are special cases of this formulation.

Structured Invariant Subspace And Decomposition Of Systems With Time Delays And Uncertainties, Huan Phan-Van, Keqin Gu

SIUE Faculty Research, Scholarship, and Creative Activity

This article discusses invariant subspaces of a matrix with a given partition structure. The existence of a nontrivial structured invariant subspace is equivalent to the possibility of decomposing the associated system with multiple feedback blocks such that the feedback operators are subject to a given constraint. The formulation is especially useful in the stability analysis of time-delay systems using the Lyapunov-Krasovskii functional approach where computational efficiency is essential in order to achieve accuracy for large scale systems. The set of all structured invariant subspaces are obtained (thus all possible decompositions are obtained as a result) for the coupled differential-difference equations …

Inherently Porous Metal Structures With Sufficient Mechanical Properties Through Direct Writing Of Bio-Based Inks, Havva Eda Aysal

Graduate Theses, Dissertations, and Problem Reports (ETD)

There is currently a burgeoning interest in developing 3D printed metal structures with inherent porosity and sufficient mechanical properties for mass customization in the biomedical field. Current approaches for 3D printing of biocompatible metals rely on powder-bed fusion methods which are energy intensive and utilize large amounts of metal powder that is challenging to recycle. In addition, such methods aim on producing dense parts and porosity generation, within the printed part, is challenging due to the complex physics of the melting pool. Here, a relatively new and promising approach is undertaken to study the 3D printing of inherently porous structures …

Impact Of Quenching Intensity Conditions On Using A Finite Element Model To Investigate The Microstructure And Hardenability Of Low-Alloy Steel, J. S. Alabi, E. Heidari, M. F. Buchely, K. Chandrashekhara, S. N. Lekakh, R. J. O'Malley, V. Athavale, A. Kumar

Materials Science and Engineering Faculty Research & Creative Works

Quenching is one of the primary processes to improve mechanical properties in steels, particularly hardness. Quenching is well established for different geometries of individually treated steel components; while in-steam quenching of large diameter continuously cast steel bar has several specific features which are difficult and costly to experimentally optimize. The end-quench Jominy test has been used extensively to study the hardenability of different steel grades. Different numerical, analytical, and empirical models have been developed to simulate the Jominy process and to understand quenching of steels. However, it is not straight forward to translate experimental data from Jominy test on instream …

Impact Of Quenching Intensity Conditions On Using A Finite Element Model To Investigate The Microstructure And Hardenability Of Low-Alloy Steel, J. S. Alabi, E. Heidari, M. F. Buchely, K. Chandrashekhara, S. N. Lekakh, R. J. O'Malley, V. Athavale, A. Kumar

Materials Science and Engineering Faculty Research & Creative Works

Quenching is one of the primary processes to improve mechanical properties in steels, particularly hardness. Quenching is well established for different geometries of individually treated steel components; while in-steam quenching of large diameter continuously cast steel bar has several specific features which are difficult and costly to experimentally optimize. the end-quench Jominy test has been used extensively to study the hardenability of different steel grades. Different numerical, analytical, and empirical models have been developed to simulate the Jominy process and to understand quenching of steels. However, it is not straight forward to translate experimental data from Jominy test on instream …

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

Materials Science and 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 …

Short Strand Carbon Fiber Reinforced Polylactic Acid Filament For Additive Manufacturing, Dale Chenoweth, Lukas Seggi, Luke Phillips

Williams Honors College, Honors Research Projects

In this design project, the additive manufacturing filament of short strand carbon fiber (SSCF) reinforced polylactic acid (PLA) composite was developed. The micro-size, precision cut SSCFs were mixed with the PLA pellets through a melting homogenization process. Through this process the composite material block is cut and divided into pieces for ease of pelletizing. The material block pieces are then pelletized to be fed through the single screw extruder to develop the SSCF-PLA composite filament. The SSCF-PLA filaments were manufactured with a varying amount of SSCF ranging from 0.5% to 10% of the material block's weight. Development of a 1% …

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 …

Functional Verification Of Additively Manufactured Metallopolymer Structures For Structural Electronics Design, Nathan D. Singhal

Honors Undergraduate Theses

As an attempt to improve the overall cost-effectiveness and ease of structural electronics manufacturing, this study characterizes the mechanical and electrical responses of structures which are fabricated from a novel metallopolymer composite material by fused deposition modeling as they are subjected to quasi-static, uniaxial mechanical tension. Baseline values of tensile properties and electrical resistivity were first obtained via ASTM D638-22 standard testing procedures and linear sweep voltammetry (LSV), respectively. A hybrid procedure to measure in-situ mechanically dependent electrical behavior was subsequently developed and implemented. The mechanical and electromechanical testing was followed by the derivation of stochastic values for several mechanical …

Me-Em Enewsbrief, December 2023, Department Of Mechanical Engineering-Engineering Mechanics, Michigan Technological University

Department of Mechanical and Aerospace Engineering eNewsBrief

No abstract provided.

Extrusion-Based Additive Manufacturing Of Magnetic Heat Exchange Structures For Caloric Applications, Vaibhav Sharma

Theses and Dissertations

Currently, the commercial building sector accounts for 18% of total U.S. end-use energy consumption, of which almost a third was from on-site combustion of fossil fuels for space and water heating. Magnetic heat pumping (MHP) technology is an energy-efficient, sustainable, environmentally-friendly alternative to conventional vapor-compression cooling technology. Several MHP designs today are predicted to be highly energy efficient, on condition that suitable working materials can be developed. This materials challenge has proven to be daunting due to issues associated with intricate synthesis/post-processing protocols and complications related to shaping the mostly brittle magnetocaloric alloys into thin-walled channeled regenerator structures to facilitate …

Simulation Of Wave Propagation In Granular Particles Using A Discrete Element Model, Syed Tahmid Hussan

College of Graduate Studies: Theses & Dissertations

The understanding of Bender Element mechanism and utilization of Particle Flow Code (PFC) to simulate the seismic wave behavior is important to test the dynamic behavior of soil particles. Both discrete and finite element methods can be used to simulate wave behavior. However, Discrete Element Method (DEM) is mostly suitable, as the micro scaled soil particle cannot be fully considered as continuous specimen like a piece of rod or aluminum. Recently DEM has been widely used to study mechanical properties of soils at particle level considering the particles as balls. This study represents a comparative analysis of Voigt and Best …

Linear Actuator Using Electromagnetic Brake For Damping Modulation In Physical Human-Robot Interaction, Zahid Ullah

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Improving the transparency of high-transmission-ratio linear actuators is essential for enhancing the safety and performance of high-force robotic systems that engage in physical contact with humans in unstructured environments. However, achieving this goal presents significant challenges. A proposed solution for active body weight support systems involves a linear actuator design, combining a high-force unit with an agile, highly back-drivable unit, using an electrorheological-fluid brake. This dissertation introduces an approach that utilizes an electromagnetic (EM) brake with a reduced rotor inertia to address these challenges. The EM brake's increased torque capacity allows for integration with a low-gear-ratio linear transmission. The mini …

ระบบการเรียนปฏิบัติการร่วมกันจากระยะไกลร่วมกับโมเดลภาษาขนาดใหญ่บนเว็บแอปพลิเคชันสำหรับการทดลองสอบเทียบเทอร์โมคัปเปิล, ภูมิรพี เมเยอร์

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

แม้การระบาดของโควิด-19 จะผ่านพ้นไปแล้ว แต่การพัฒนาและเพิ่มความสามารถของห้องปฏิบัติการระยะไกลให้ทันสมัยและพร้อมใช้งานยังคงมีความสำคัญ งานวิจัยนี้นำเสนอระบบ Telepresence Laboratory ที่รวมการควบคุมการทดลองจากระยะไกลผ่าน Web Application กับการใช้งาน Large Language Model (LLM) เพื่อสร้างผู้ช่วยอัจฉริยะสำหรับการทดลองสอบเทียบเทอร์โมคัปเปิล ระบบนี้สนับสนุนการเรียนรู้ผ่านการคำนวณค่าพารามิเตอร์ ตอบคำถาม และแนะนำขั้นตอนการทดลองในแบบเรียลไทม์ การประเมินระบบครอบคลุมสามด้าน ได้แก่ คุณสมบัติและประโยชน์เปรียบเทียบกับการทดลองแบบดั้งเดิม, ประสิทธิภาพของ LLM ในการสนับสนุนการทดลอง และความพึงพอใจจากผู้ทดลอง ผลการประเมินพบว่าระบบช่วยเพิ่มการเข้าถึง ลดภาระผู้สอน และลดเวลาในการคำนวณ แม้ว่าจะยังมีข้อจำกัดในด้านการมอบประสบการณ์สัมผัสจริงและความล่าช้าในการตอบสนองของ LLM สรุปได้ว่าระบบเหมาะสำหรับการเรียนที่มุ่งเน้นความเข้าใจทฤษฎีและกระบวนการทดลอง แต่ไม่เหมาะสำหรับการเรียนรู้การใช้งานเครื่องมือที่ซับซ้อน

Multi-Mode Regulation Of The Drying Process Of Industrial Gas, Isamidin Xakimovich Sidikov Pr, Nashvandova Gulruxsor Murot Qizi Phd

Technical science and innovation

Currently, much attention is paid to the issue of energy efficiency of gas processing enterprises. The continuous growth of world prices for energy resources requires constant improvement of the management system, providing the most optimal conditions for the flow of technological processes. A conceptual model of the heat-mass transfer process occurring in the absorber as an object of research has been developed, which characterizes the relationship of the variables involved in the drying process of natural gas, control, measurable and immeasurable, as well as controlled parameters have been selected, which are used to develop and study a mathematical model of …

Reducing Food Scarcity: The Benefits Of Urban Farming, S.A. Claudell, Emilio Mejia

Journal of Nonprofit Innovation

Urban farming can enhance the lives of communities and help reduce food scarcity. This paper presents a conceptual prototype of an efficient urban farming community that can be scaled for a single apartment building or an entire community across all global geoeconomics regions, including densely populated cities and rural, developing towns and communities. When deployed in coordination with smart crop choices, local farm support, and efficient transportation then the result isn’t just sustainability, but also increasing fresh produce accessibility, optimizing nutritional value, eliminating the use of ‘forever chemicals’, reducing transportation costs, and fostering global environmental benefits.

Imagine Doris, who is …

Modeling Of Asphalt Concrete For Cross-Anisotropic Visco-Elasticity And Heterogeneity, Zafrul Hakim Khan

Civil Engineering ETDs

Asphalt Concrete (AC) is a cross-anisotropic viscoelastic material. This study has developed a methodology to backcalculate the cross-anisotropic properties of the AC layer from the Falling Weight Deflectometer (FWD) sensor and pavement response data from embedded sensors inside a pavement section. This study has also developed a two-way coupled Multiscale Finite Element Model (MsFEM) with Phase Field Fracture (PFF) to study the microstructural heterogeneity and damage of the AC layer based on the actual field loadings. A Finite Difference Time Domain (FDTD) and Machine learning-based backcalculation algorithm were developed to determine the layer thickness and dielectric constant from air-coupled Ground …

Exploring Regular And Turbulent Flow States In Active Nematic Channel Flow Via Exact Coherent Structures And Their Invariant Manifolds, Caleb G. Wagner, Rumayel H. Pallock, Jae Sung Park, Michael M. Norton, Piyush Grover

Department of Mechanical and Materials Engineering: Faculty Publications

This work is a unified study of stable and unstable steady states of 2D active nematic channel flow using the framework of Exact Coherent Structures (ECSs). ECSs are stationary, periodic, quasiperiodic, or traveling wave solutions of the governing equations that, together with their invariant manifolds, organize the dynamics of nonlinear continuum systems. We extend our earlier work on ECSs in the preturbulent regime by performing a comprehensive study of stable and unstable ECSs for a wide range of activity values spanning the preturbulent and turbulent regimes. In the weakly turbulent regime, we compute more than 200 unstable ECSs that coexist …

Cfrp Delamination Density Propagation Analysis By Magnetostriction Theory, Brandon Eugene Williams

All Dissertations

While Carbon Fiber Reinforced Polymers (CFRPs) have exceptional mechanical properties concerning their overall weight, their failure profile in demanding high-stress environments raises reliability concerns in structural applications. Two crucial limiting factors in CFRP reliability are low-strain material degradation and low fracture toughness. Due to CFRP’s low strain degradation characteristics, a wide variety of interlaminar damage can be sustained without any appreciable change to the physical structure itself. This damage suffered by the energy transfer from high- stress levels appears in the form of microporosity, crazes, microcracks, and delamination in the matrix material before any severe laminate damage is observed. This …

Ultra Wide Band Gap Oxides For Advanced Optoelectronics And Supercapacitor Applications: A Case Study Of Intrinsic And Doped Germanium Dioxide, Paul Gaurav Nalam

Open Access Theses & Dissertations

Germanium dioxide (GeO2) is a metal oxide semiconductor with multiple polymorphs that has recently garnered a significant amount of scientific attention owing to its novel ultra-wide band gap and pseudo-capacitive properties, which can potentially transcend current power electronic, optoelectronic, and supercapacitor technologies. However, due to the difficulty in the synthesis of stable crystalline phases of individual polymorphs of GeO2 thin films, this material system demands complex and resource-intensive deposition techniques to synthesize. An attempt was made to develop cost-effective and scalable deposition techniques to stabilize specific crystalline phases of GeO2 thin films. These phases were further structurally fine-tuned to state …

Ultrasonic Non-Destructive Evaluation Of Additively Manufactured Polymer-Ceramic Composites, Christian Alexander Ruiz

Open Access Theses & Dissertations

Digital light processing (DLP) is an attractive additive manufacturing technique due to its ability to create ceramic parts with complex geometries. DLP uses ultraviolet light to polymerize a slurry comprised of ceramic powder and photosensitive resin in layers to create solid parts. Printing parameters such as light intensity and exposure time are critical when producing these parts. Improper parameters can lead to over or under-curing, adversely impacting print quality and strength. Samples were printed at varying layer exposure times and then tested using ultrasonics to determine the degree of conversion. Additionally, ultrasonics were used as a non-destructive technique to obtain …

Analyzing The Effects Of Ultrafast Laser Processing On Mechanical Properties Of 3d-Printed Pla Parts, Darshan Pramodbhai Yadav

Theses and Dissertations

Recent advances in additive manufacturing technologies have already led to wide-scale adoption of 3D-printed parts in various industries. The expansion in choice of materials that can be processed, particularly using Fused Deposition Modeling (FDM), and the steady advancements in dimensional accuracy control have extended the range of applications far beyond rapid prototyping. However, additive manufacturing still has considerable limitations compared to traditional and subtractive manufacturing processes. This work addresses limitations associated with the as-deposited surface roughness of 3D-printed parts. The effects of roughness-induced stress concentrations were studied on ultimate tensile strength and fatigue life. The samples were manufactured using a …

Study On Effect Of 3d Printing Parameters On Surface Roughness And Tensile Strength Using Analysis Of Variance, Faqih Fadillah, Heru Suryanto, Suprayitno Suprayitno

Journal of Mechanical Engineering Science and Technology (JMEST)

Fused deposition modeling of 3D printing is the process of making workpieces or parts by adding filaments to each layer. Some indicators of a high-quality product of 3D printing are the precisions dimensions, the surface roughness, and tensile strength. This research aims to find the parameters most affecting surface roughness and tensile strength. The research design used an experimental method with input parameters: (1) print speed (15-35 mm/s), (2) print temperature (200-210C), (3) layer height (0.1 – 0.3 mm), (4) infill line directions (0-90), and dependent variables were surface roughness and tensile strength. The data distribution used the L9 orthogonal …

Mechanical Characterization Of Naoh-Treated Agel Fiber-Cotton Composites, I Gusti Ngurah Nitya Santhiarsa, I Gusti Bagus Wijaya Kusuma, I Gede Artha Negara

Journal of Mechanical Engineering Science and Technology (JMEST)

Composites comprising two or more distinct materials are fabricated to enhance the mechanical properties of the constituent materials. A common approach for generating composites is vacuum infusion. This technique enables the infusion of two materials utilizing a vacuum. In the field of composite science, textile composites have emerged as an important new development. Agel rope, derived from twisting agel fibers, exhibits inferior bending strength and elongation compared to ropes fabricated from synthetic fibers. Moreover, agel rope is susceptible to bacterial decay. This study aims to characterize the mechanical properties of textile composites comprising woven agel rope subjected to NaOH treatment. …

Heat Conduction In Cylindrical Coordinates With Time-Varying Conduction Coefficients: A Practical Engineering Approach, Lulut Alfaris, Ruben Cornelius Siagian, Aldi Cahya Muhammad, Ukta Indra Nyuswantoro, Budiman Nasution

Journal of Mechanical Engineering Science and Technology (JMEST)

This research aims to develop a mathematical method for expressing the Laplace operator in cylindrical coordinates and applying it to solve heat conduction equations in various scenarios. The method commences by transforming Cartesian coordinates into cylindrical coordinates and identifying the necessary substitutions. The result is the expression of the Laplace operator in cylindrical coordinates, which is subsequently employed to address heat conduction equations within cylindrical coordinates. Various cases encompassing different initial and boundary conditions, as well as variations in the conduction coefficient over time, are meticulously considered. In each instance, precise mathematical solutions are determined and subjected to thorough analysis. …

Numerical Study On Resistance Of Stepped Planing Hull, Fajri Ashfi Rayhan, Andika Masrul, Arya Khairullah Akbar, Bima Anugerah Putra

Journal of Mechanical Engineering Science and Technology (JMEST)

A stepped planing hull, also known as a step hull, is a hull modification that reduces the wetted surface area. Although this type of hull has proven effective in several ships, it is still rarely used. The step hull possesses numerous advantages that make it ideal for activities involving small and fast boats. However, regrettably, its full potential remains untapped at present. The purpose of this study was to identify the effect of variations in the angle of the step hull on resistance or drag. The study utilized the CFD method, and three hull configuration models were used at each …

Analyzing Transition Metallic Catalytic Converter Impact On Four-Stroke Motorcycle Fuel Consumption, Sudirman Rizki Ariyanto, Ata Syifa’ Nugraha, Wahyu Robby Cahyadi, Yelma Dianastiti, Muhammad Yandi Pratama

Journal of Mechanical Engineering Science and Technology (JMEST)

Increased exhaust emissions from motor vehicles have become a major concern in efforts to reduce air pollution. One developed solution is the use of transition metallic catalytic converter (TMCC) technology in vehicle exhaust systems. This study aims to compare the fuel consumption efficiency of three types of exhaust systems, namely standard exhaust without a catalyst (STD WC), the standard exhaust with Original Equipment Manufacturer catalyst (STD OEM), and an exhaust system equipped with a Copper-Coated Chrome Metallic Catalytic Converter (TMCC CuCr). The data analysis method employed a quantitative approach by collecting fuel consumption data at each rpm and analyzing the …