Mechanical Engineering Commons^™

A Novel Large Animal Model Of Smoke Inhalation-Induced Acute Respiratory Distress Syndrome, Premila D. Leiphrakpam, Hannah R. Weber, Andrea Mccain, Roser Romaguera Matas, Ernesto Martinez Duarte, Keely L. Buesing

Department of Mechanical and Materials Engineering: Faculty Publications

Background: Acute respiratory distress syndrome (ARDS) is multifactorial and can result from sepsis, trauma, or pneumonia, amongst other primary pathologies. It is one of the major causes of death in critically ill patients with a reported mortality rate up to 45%. The present study focuses on the development of a large animal model of smoke inhalation-induced ARDS in an effort to provide the scientific community with a reliable, reproducible large animal model of isolated toxic inhalation injury-induced ARDS. Methods: Animals (n=21) were exposed to smoke under general anesthesia for 1 to 2 h (median smoke exposure=0.5 to 1 L of …

Ultrasound-Activated Ciliary Bands For Microrobotic Systems Inspired By Starfish, Cornel Dillinger, Nitesh Nama, Daniel Ahmed

Department of Mechanical and Materials Engineering: Faculty Publications

Cilia are short, hair-like appendages ubiquitous in various biological systems, which have evolved to manipulate and gather food in liquids at regimes where viscosity dominates inertia. Inspired by these natural systems, synthetic cilia have been developed and utilized in microfluidics and microrobotics to achieve functionalities such as propulsion, liquid pumping and mixing, and particle manipulation. Here, we demonstrate ultrasound-activated synthetic ciliary bands that mimic the natural arrangements of ciliary bands on the surface of starfish larva. Our system leverages nonlinear acoustics at microscales to drive bulk fluid motion via acoustically actuated small-amplitude oscillations of synthetic cilia. By arranging the planar …

การประยุกต์ใช้แผ่นที่ปรับค่าความแข็งด้วยลมเข้ากับมือจับแบบง่าย, เจตนิพิฐ อรุณรัตน์

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

จากแนวคิดการใช้งานผิวหนังเทียมหรืออุปกรณ์ห่อหุ้มเพื่อเพิ่มความปลอดภัยและประสิทธิภาพในการทำงานของหุ่นยนต์ นำมาสู่การพัฒนาผิวหนังเทียมที่ติดตั้งบริเวณมือจับของหุ่นยนต์ โดยผิวหนังเทียมเหล่านี้จะมีค่าความแข็งที่แตกต่างกันตามการใช้งาน วิทยานิพนธ์เล่มนี้นำเสนอการออกแบบและขึ้นรูปแผ่นที่ปรับค่าความแข็งได้ (VSPs) ด้วยความดันลม ซึ่งทำหน้าที่เสมือนเป็นผิวหนังเทียมของมือจับ จากนั้นนำแผ่นดังกล่าวไปทดลองใช้กับมือจับแข็งเกร็งอย่างง่าย เพื่อหยิบจับวัตถุซึ่งไม่ทราบตำแหน่ง รูปทรงและความแข็งที่แน่ชัดด้วยวิธีการควบคุมอิมพีแดนซ์ VSPs สร้างขึ้นจากวัสดุอ่อนนุ่มประเภทซิลิโคน ซึ่งขึ้นรูปโดยใช้การหล่อและเสริมความแข็งแรงด้วยเส้นใยไฟเบอร์ มีโครงสร้างภายในเป็นทรงกระบอกเรียงตัวขนานกัน สามารถควบคุมค่าความแข็งผ่านการควบคุมค่าความดันโดยใช้ปั๊มเข็มฉีดยาร่วมกับตัวควบคุมแผนเลื่อน จากการทดลองประยุกต์ใช้ VSPs ร่วมกับมือจับแข็งเกร็งพบว่า VSPs ช่วยเพิ่มความปลอดภัยและความยืดหยุ่นในการทำงาน เนื่องจากสามารถปรับค่าความแข็งให้เหมาะสมกับการทำงานนั้น ๆ ได้ โดยการปรับค่าความแข็งเพิ่มจะช่วยลดระยะเวลาในการทำงาน หากลดค่าความแข็งจะช่วยเพิ่มความปลอดภัยและความเสถียรในการทำงานแทน

การระบายความร้อนของเเผ่นเรียบด้วยโครงสร้างเชือกดูดซับน้ำ, ชลธิชา แกล้วทนงค์

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

การศึกษาครั้งนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาการประยุกต์อุปกรณ์ระบายความร้อนระเหยน้ำจากผ้ากับเซลล์แสงอาทิตย์ งานวิจัยนี้ได้แบ่งการศึกษาออกเป็น 2 ส่วนด้วยกันคือ การศึกษาส่วนแรกเป็นการทดสอบผลของอุปกรณ์ระบายความร้อนระเหยน้ำจากผ้ากับเซลล์แสงอาทิตย์จำลอง และการศึกษาในส่วนที่ 2 เป็นการเสนอการประยุกต์อุปกรณ์ระบายความร้อนระเหยน้ำจากผ้ากับเซลล์แสงอาทิตย์ ซึ่งได้นำเสนอต้นแบบการประยุกต์อุปกรณ์ระบายความร้อนระเหยน้ำจากผ้ากับเซลล์แสงอาทิตย์โดยมี 3 รูปแบบ รูปแบบที่ 1 คือกรณีติดตั้งบนดาดฟ้าอาคารเรียบโดยใช้ระบบน้ำร่วมกับอาคาร รูปแบบที่ 2 คือกรณีติดตั้งบนดาดฟ้าอาคารเรียบโดยแยกระบบน้ำกับอาคาร และรูปแบบที่ 3 คือกรณีติดตั้งบนหลังคาที่มีความลาดเอียงโดยแยกระบบน้ำกับอาคาร และวิเคราะห์ความคุ้มค่าทางเศรษฐศาสตร์ โดยวิเคราะห์มูลค่าปัจจุบันสุทธิ (NPV) อัตราผลตอบแทนภายใน (IRR) วิเคราะห์ระยะเวลาคืนทุน (Payback Period) และวิเคราะห์ความอ่อนไหวของโครงการ การทดสอบอุปกรณ์ระบายความร้อนระเหยน้ำจากผ้ากับเซลล์แสงอาทิตย์จำลองแสดงให้เห็นว่าสำหรับกรณีฟลักซ์ความร้อน 205.8, 483.8 และ 661.8 W/m2 สามารถลดอุณหภูมิของแผงได้ถึง 5.9, 8.3 และ 11.3°C ซึ่งประมาณได้เป็นการเพิ่มประสิทธิภาพเซลล์แสงอาทิตย์ 2.95, 4.15 และ 5.65% ตามลำดับ และผลการวิเคราะห์ความคุ้มค่าทางเศรษฐศาสตร์ของประยุกต์อุปกรณ์ระบายความร้อนระเหยน้ำจากผ้ากับเซลล์แสงอาทิตย์ตัวอย่างที่ขนาดการติดตั้ง 6.6 kW ตลอดอายุโครงการ 25 ปี แสดงให้เห็นว่าการติดตั้งในรูปแบบที่ 1 คือกรณีติดตั้งบนดาดฟ้าอาคารเรียบโดยใช้ระบบน้ำร่วมกับอาคาร มีค่า NPV สูงสุด IRR มากสุด และระยะเวลาคืนทุนน้อยสุด ได้แก่ 109,112.11 บาท, 255.33% และ 0.39 ปี ตามลำดับ ในการวิเคราะห์ความอ่อนไหวโครงการที่พิจารณาผลกระทบจากการเปลี่ยนแปลงค่าไฟฟ้า ค่าน้ำ และค่าผลกระทบของอุณหภูมิต่อประสิทธิภาพเซลล์แสงอาทิตย์ พบว่า ค่าผลกระทบของอุณหภูมิต่อประสิทธิภาพที่เปลี่ยนไปส่งผลต่อ NPV, IRR และระยะเวลาคืนทุนมากที่สุด โดยที่การเปลี่ยนแปลงค่าน้ำมีผลกระทบน้อยที่สุด

A Numerical Study Of Flow Past Arrays Of Cylinders At Low Reynolds Number, Woraphon Wannaviroj

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Coastal erosion along shorelines has increasingly been prevalent. A popular method for alleviating this problem is to use breakwaters, made of bamboo, known as “bamboo fencing”. The thesis numerically investigates steady, low-velocity flow past several geometrical configurations of bamboo fencings, modelled as array of cylinders using the ANSYS®-Fluent software. The Reynolds number based on incoming flow velocity (U∞), cylinder diameter (D), and fluid kinematic viscosity is Re = 100. Validation is done for mesh convergence and time-step size for the two-dimensional flow past a circular cylinder. For a pair of side-by-side arranged cylinders, it is found that the effect of …

Preperitoneal Insufflation Pressure Of The Abdominal Wall In A Porcine Model, Riley E. Reynolds, Benjamin Wankum, Sean J. Crimmins, Mark A. Carlson, Benjamin S. Terry

Department of Mechanical and Materials Engineering: Faculty Publications

Background Most complications and adverse events during laparoscopic surgery occur during initial entry into the peritoneal cavity. Among them, preperitoneal insufflation occurs when the insufflation needle is incorrectly placed, and the abdominal wall is insufflated. The objective of this study was to find a range for static pressure which is low enough to allow placement of a Veress needle into the peritoneal space without causing preperitoneal insufflation, yet high enough to separate abdominal viscera from the parietal peritoneum.

Methods A pressure test was performed on twelve fresh porcine carcasses to determine the minimum preperitoneal insufflation pressure and the minimum initial …

Tailoring Texture, Microstructure, And Shape Memory Behavior Of Niti Alloys Fabricated By L-Pbf-Am, Sayed Ehsan Saghaian N.E.

Theses and Dissertations--Mechanical and Aerospace Engineering

Laser Powder Bed Fusion (L-PBF) is one of the most promising Additive Manufacturing (AM) methods to fabricate near net-shape metallic materials for a wide range of applications such as patient-specific medical devices, functionally graded materials, and complex structures. NiTi shape memory alloys (SMAs) are of great interest due to a combination of unique features, such as superelasticity, shape memory effect, high ductility, work output, corrosion resistance, and biocompatibility that could be employed in many applications in automotive, aerospace, and biomedical industries. Due to the difficulties with traditional machining and forming of NiTi components, the ability to fabricate complex parts, tailor …

Quality Assurance Of Lightweight Structures Via Phase-Based Motion Estimation, Ikenna E. Ifekaonwu

College of Graduate Studies: Theses & Dissertations

In recent years, lightweight structures have become mature and adopted in various applications. The importance of quality assurance cannot be overemphasized hence extensive research has been conducted to assess the quality of lightweight structures. This study investigates a novel process that exploits motion magnification to investigate the damage characteristics of lightweight mission-critical parts. The goal is to assure the structural integrity of 3D printed structures and composite structures by determining the inherent defects present in the part by exploiting their vibration characteristics. The minuscule vibration of the structure was recorded with the aid of a high-speed digital camera, and the …

The Development Of A Wearable Device For Relieving The Lower Leg Muscles Fatigue, Warawarin Nitirojntanad

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Standing is considered one of the most practical working postures since our limbs have the greatest range of motion. Standing yields plenty of benefits, however, prolonged standing could lead not only to discomfort but also to musculoskeletal disorders (MSDs). This study aims to design and develop a device that could help relieve muscle fatigue in the lower leg as the effects of prolonged standing as well as to evaluate the proposed device. The basics of fatigue, the consequences of prolonged standing and walking, and a review of the existing interventions to cope with muscle fatigue are used in designing the …

Fluid-Wall Interactions In Pseudopotential Lattice Boltzmann Models, Cheng Peng, Luis F. Ayala, Orlando M. Ayala

Engineering Technology Faculty Publications

Designing proper fluid-wall interaction forces to achieve proper wetting conditions is an important area of interest in pseudopotential lattice Boltzmann models. In this paper, we propose a modified fluid-wall interaction force that applies for pseudopotential models of both single-component fluids and partially miscible multicomponent fluids, such as hydrocarbon mixtures. A reliable correlation that predicts the resulting liquid contact angle on a flat solid surface is also proposed. This correlation works well over a wide variety of pseudopotential lattice Boltzmann models and thermodynamic conditions.

Entertainment 721, Mark Hendricks, Noah John, Jadon Vanyo, Chelsea Payne

Williams Honors College, Honors Research Projects

The goal of this project was to design a luxury, aesthetically pleasing entertainment system with a TV lift mechanism that could be remote controlled. The design would also include a cooling cabinet for gaming systems, a remote locking system, and additional storage. Using a morphological chart and weighted decision matrix for each subsystem key features were determined to be included in the design. Several performance benchmarks were determined to accomplish the team’s design. Almost every benchmark was successful in the build of the first prototype. Several heat calculations and FEA analyses were performed on the system to ensure the success …

Nondestructive Evaluation Of Aluminium Foam Panels Subjected To Impact Loading, Gabriella Epasto, Fabio Distefano, Hozhabar Mozafari, Emanoil Linul, Vincenzo Crupi

Department of Mechanical and Materials Engineering: Faculty Publications

Aluminium foam sandwich structures have excellent energy absorption capacity, combined with good mechanical properties and low density. Some of the authors of this paper proposed an innovative Metallic Foam Shell protective device against flying ballast impact damage in railway axles. A closed-cell aluminium foam was chosen for the Metallic Foam Shell device. The main goal of this study was the experimental investigation of the impact responses of aluminium foam panels. Low velocity impact tests were carried out at different energies on different types of aluminium foam panels in order to investigate the effects of some parameters, such as core thickness, …

Surface Strengthening Of Single-Crystal Alumina By High-Temperature Laser Shock Peening, Fei Wang, X. L. Yan, Lei Liu, Michael Nastasi, Yongfeng Lu, Bai Cui

Department of Mechanical and Materials Engineering: Faculty Publications

This manuscript reports a novel process of high-temperature laser shock peening (HTLSP) for surface strengthening of single-crystal ceramics such as sapphire and reveals its fundamental mechanisms. HTLSP at 1200°C can induce a high compressive residual stress on the surface of sapphire while minimize the damage of laser-driven shock waves. Transmission electron microscopy characteriza- tions revealed high dislocation densities near the surface, suggesting that plastic deformation at an ultrahigh strain rate was generated by the high shock wave pressure. The HTLSP-induced compres- sive residual stress can significantly improve the hardness and fracture toughness of sapphire, while maintain its outstanding optical transmittance.

The Role Of Microenvironmental Cues And Mechanical Loading Milieus In Breast Cancer Cell Progression And Metastasis, Brandon D. Riehl, Eunju Kim, Tasneem Bouzid, Jung Yul Lim

Department of Mechanical and Materials Engineering: Faculty Publications

Cancer can disrupt the microenvironments and mechanical homeostatic actions in multiple scales from large tissue modification to altered cellular signaling pathway in mechanotransduction. In this review, we highlight recent progresses in breast cancer cell mechanobiology focusing on cell-microenvironment interaction and mechanical loading regulation of cells. First, the effects of microenvironmental cues on breast cancer cell progression and metastasis will be reviewed with respect to substrate stiffness, chemical/topographic substrate patterning, and 2D vs. 3D cultures. Then, the role of mechanical loading situations such as tensile stretch, compression, and flow-induced shear will be discussed in relation to breast cancer cell mechanobiology and …

Ligand Assisted Growth Of Perovskite Single Crystals With Low Defect Density, Ye Liu, Xiaopeng Zheng, Yanjun Fang, Ying Zhou, Zhenyi Ni, Xun Xiao, Shangshang Chen, Jinsong Huang

Department of Mechanical and Materials Engineering: Faculty Publications

A low defect density in metal halide perovskite single crystals is critical to achieve high performance optoelectronic devices. Here we show the reduction of defect density in per[1]ovskite single crystals grown by a ligand-assisted solution process with 3‐(decyldimethy[1]lammonio)‐propane‐sulfonate inner salt (DPSI) as an additive. DPSI ligands anchoring with lead ions on perovskite crystal surfaces not only suppress nucleation in solution, but also regulate the addition of proper ions to the growing surface, which greatly enhances the crystal quality. The grown CH₃NH₃PbI₃ crystals show better crystallinity and a 23-fold smaller trap density of 7 × 10 …

Social Connectedness And Negative Affect Uniquely Explain Individual Differences In Response To Emotional Ambiguity, Maital Neta, Rebecca L. Brock

Department of Mechanical and Materials Engineering: Faculty Publications

Negativity bias is not only central to mood and anxiety disorders, but can powerfully impact our decision-making across domains (e.g., financial, medical, social). This project builds on previous work examining negativity bias using dual-valence ambiguity. Specifically, although some facial expressions have a relatively clear negative (angry) or positive valence (happy), surprised expressions are interpreted negatively by some and positively by others, providing insight into one’s valence bias. Here, we examine putative sources of variability that distinguish individuals with a more negative versus positive valence bias using structural equation modeling. Our model reveals that one’s propensity toward negativity (operationalized as temperamental …

Direct Numerical Simulation Of A Pulsatile Flow In A Stenotic Channel Using Immersed Boundary Method, Siamak Mirfendereski, Jae Sung Park

Department of Mechanical and Materials Engineering: Faculty Publications

A three-dimensional direct numerical simulation model coupled with the immersed boundary method has been developed to simulate a pulsatile flow in a planar channel with single and double one-sided semicircular constrictions. For relevance to blood flow in large arteries, simulations have been performed at Reynolds numbers of 750 and 1000. Flow physics and resultant wall shear stress (WSS)-based hemodynamic parameters are presented. The instantaneous vortex dynamics, mean flow characteristics, and turbulent energy spectra are evaluated for flow physics. Subsequently, three WSS-based parameters, namely the time-averaged WSS, oscillatory shear index, and relative residence time, are calculated over the stenotic wall and …

Large-Scale Synthesis Of Compressible And Re-Expandable Three-Dimensional Nanofiber Matrices, Alec Mccarthy, Lorenzo Saldana, Daniel Mcgoldrick, Johnson V. John, Mitchell Kuss, Shixuan Chen, Bin Duan, Mark A. Carlson, Jingwei Xie

Department of Mechanical and Materials Engineering: Faculty Publications

Due to their biomimetic properties, electrospun nanofibers have shown great potential in many biomedical fields. However, traditionally-produced nanofibers are typically two-dimensional (2D) membranes limiting their applications. Herein, we report a large-scale synthesis of compressible and reexpandable three-dimensional (3D) nanofiber matrices for potential biomedical applications. The reproducible mass production of such matrices is achieved using a multiple-emitter electrospinning machine with a controlled environment (e.g., temperature, humidity, and air flow rate) followed by an innovative gas-foaming expansion. The modified 20-emitter circular array with 3D-printed needle caps is capable of maintaining stable Taylor cones under extremely high flow rates. The introduction of such …

Assembly Of Close-Packed Ferroelectric Polymer Nanowires Via Interface-Epitaxy With Res2, Dawei Li, Shuo Sun, Kun Wang, Zahra Ahmadi, Jeffrey E. Shield, Stephen Ducharme, Xia Hong

Department of Mechanical and Materials Engineering: Faculty Publications

The flexible, transparent, and low-weight nature of ferroelectric polymers makes them promising for wearable electronic and optical applications. To reach the full potential of the polarization-enabled device functionalities, large-scale fabrication of polymer thin films with well-controlled polar directions is called for, which remains a central challenge. The widely exploited Langmuir–Blodgett, spin-coating, and electrospinning methods only yield polymorphous or polycrystalline films, where the net polarization is compromised. Here, an easily scalable approach is reported to achieve poly(vinylidene fluoride-trifluoroethylene) P(VDF-TrFE) thin films composed of close-packed crystalline nanowires via interface-epitaxy with 1T′-ReS₂. Upon controlled thermal treatment, uniform P(VDF-TrFE) films restructure into …

Reducing Corrosion Of Additive Manufactured Magnesium Alloys By Interlayer Ultrasonic Peening, M. P. Sealy, R. Karunakaran, S. Ortgies, G. Madireddy, A. P. Malshe, K. P. Rajurkar

Department of Mechanical and Materials Engineering: Faculty Publications

Additive manufad (AM) magn alloys corrode rapidly due to tensile stress and coarse microstructures. Cyclically combining (hybridizing) additive manufacturing with interlayer ultrasonic peening was proposed as a solution to improve corrosion resistance of additive manufactured magnesium WE43 alloy through strengthening mechanisms and compressive residual stress. Applying interlayer peening work hardened discrete layers and formed a glocal integrity of regional grain refinement and subsurface compressive residual stress barriers. Tensile residual stress that typically accelerates corrosion decreased 90%. Results showed time-resolved control over corrosion was attainable by interlayer peening, and local corrosion within print cells decreased 57% with respect to as-printed WE43.

Ultra-Fast Charging In Aluminum-Ion Batteries: Electric Double Layers On Active Anode, Xuejing Shen, Tao Sun, Lei Yang, Alexey Krasnoslobodtsev, Renat F. Sabirianov, Michael P. Sealy, Wai-Ning Mei, Zhanjun Wu, Li Tan

Department of Mechanical and Materials Engineering: Faculty Publications

With the rapid iteration of portable electronics and electric vehicles, developing high-capacity batteries with ultra-fast charging capability has become a holy grail. Here we report rechargeable aluminum-ion batteries capable of reaching a high specific capacity of 200 mAh g^−1. When liquid metal is further used to lower the energy barrier from the anode, fastest charging rate of 10⁴ C (duration of 0.35 s to reach a full capacity) and 500% more specific capacity under high-rate conditions are achieved. Phase boundaries from the active anode are believed to encourage a high-flux charge transfer through the electric double layers. As …

Twinning-Assisted Dynamic Adjustment Of Grain Boundary Mobility, Qishan Huang, Qi Zhu, Yingbin Chen, Mingyu Gong, Jixue Li, Ze Zhang, Wei Yang, Jian Wang, Haofei Zhou, Jiangwei Wang

Department of Mechanical and Materials Engineering: Faculty Publications

Grain boundary (GB) plasticity dominates the mechanical behaviours of nanocrystalline materials. Under mechanical loading, GB configuration and its local deformation geometry change dynamically with the deformation; the dynamic variation of GB deformability, however, remains largely elusive, especially regarding its relation with the frequently-observed GB-associated deformation twins in nanocrystalline materials. Attention here is focused on the GB dynamics in metallic nanocrystals, by means of well-designed in situ nanomechanical testing integrated with molecular dynamics simulations. GBs with low mobility are found to dynamically adjust their configurations and local deformation geometries via crystallographic twinning, which instantly changes the GB dynamics and enhances the …

Electron Microscopy Observation Of Electric Field-Assisted Sintering Of Stainless Steel Nanoparticles, Fei Wang, Qin Zhou, Xing-Zhong Li, Yongchul Yoo, Michael Nastasi, Bai Cui

Department of Mechanical and Materials Engineering: Faculty Publications

The intrinsic role of electrical current on the electric field-assisted sintering (EFAS) process of stainless steel 316L nanoparticles has been revealed by both ex situ and in situ experiments. A novel device on the Si chip has been designed and fabricated to fit into the sample holder of a transmission electron microscope for these experiments. The evolution of nanoparticle morphology and microstructures during the EFAS process has been studied using scanning electron microscopy and transmission electron microscopy, which has been combined with the simultaneous measurement of the electric voltage and current changes. A preliminary four-stage mechanism for the EFAS process …

Development Of Light Actuated Chemical Delivery Platform On A 2-D Array Of Micropore Structure, Hojjat Rostami Azmand, Hojjat Rostami Azmand

Dissertations and Theses

Localized chemical delivery plays an essential role in the fundamental information transfers within biological systems. Thus, the ability to mimic the natural chemical signal modulation would provide significant contributions to understand the functional signaling pathway of biological cells and develop new prosthetic devices for neurological disorders. In this paper, we demonstrate a light-controlled hydrogel platform that can be used for localized chemical delivery in a high spatial resolution. By utilizing the photothermal behavior of graphene-hydrogel composites confined within micron-sized fluidic channels, patterned light illumination creates the parallel and independent actuation of chemical release in a group of fluidic ports. The …

In-Situ Process Monitoring For Metal Additive Manufacturing (Am) Through Acoustic Technique, Md Shahjahan Hossain

College of Graduate Studies: Theses & Dissertations

Additive Manufacturing (AM) is currently a widely used technology in different industries such as aerospace, medical, and consumer products. Previously it was mainly used for prototyping of the products, but now it is equally valuable for commercial product manufacturing. More profound understanding is still needed to track and identify defects during the AM process to ensure higher quality products with less material waste. Nondestructive testing becomes an essential form of testing for AM parts, where AE is one of the most used methods for in situ process monitoring. The Acoustic Emission (AE) approach has gained a reputation in nondestructive testing …

Elastic Bending Behaviour Of Sandwich Composite Structures With Abs Cores By Using Additive Manufacturing, Dechawat Wannarong

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

Maintaining the lightweight performance of sandwich structures while achieving good bending strength and stiffness is difficult. Core materials for these programmable sandwich constructions are 3D printed with hexagonal honeycomb, re-entrant honeycomb, and circular honeycomb topologies with varying core densities. The bending stiffness and strength of these sandwich structures are determined by a three points bending test including an Acrylonitrile Butadiene Styrene core and a unidirectional carbon fibre reinforced polymer face sheet. The sandwich composite with the greater relative core density displays greater bending strength and stiffness than the composite with the lower relative core density. The sandwich composites beam with …

Effectiveness Of The New Ambulance Air Exhaust System In Reducing Aerosol Particle Concentration, Vasutorn Petrangsan

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

The objective of this work is to assess the effectiveness in reducing airborne particles of the Camfil® CC410-concealed air exhaust system, that is installed in the ER-1 ambulance (a King Chulalongkorn Memorial Hospital ambulance). This is done by diffusing aerosols into the cabin at the patient’s face position for an injection period (IP) of 1 minute and measuring the aerosol concentration inside the cabin over time. The experiment is conducted for 2 ventilation conditions, when the exhaust system is off (Minimal Ventilation: MV) and at maximum speed (High Ventilation: HV). Density of the aerosol is interpreted in terms of its …

การพัฒนาอุปกรณ์ถ่ายภาพอัตโนมัติและระเบียบวิธีการนับจุดสำหรับการวิเคราะห์ภูมิคุ้มกัน, ชยธร กู้เกียรติกูล

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

การวินิจฉัยเป็นกระบวนการที่สำคัญสำหรับแพทย์ในการวิเคราะห์และแนะนำทางเลือกในการรักษาสำหรับผู้ป่วย ELISpot เป็นหนึ่งในกระบวนการวินิจฉัยสำหรับผู้ป่วยที่เป็นที่นิยม ซึ่งขั้นตอนการปฎิบัติจะเกิดความเบื่อหน่ายเเละเมื่อยล้า ดังนั้นการพัฒนาเครื่องมือวินิจฉัยจึงเป็นสิ่งสำคัญในการลดภาระงานของแพทย์ ในการพัฒนานี่ระบบแพลตฟอร์มถ่ายรูปจาก 96 Well plate และวิเคราะห์ผล ELISpot อัตโนมัติถูกพัฒนาขึ้น ประกอบด้วย IAI TABLE TOP, กล้อง USB Microscope และ แผ่นกำเนิดเเสง สำหรับโปรเเกรมใช้งานเเพลตฟอร์มถูกพัฒนาขึ้นจาก C# window form application และ ทำการพัฒนาการวิเคราะห์ด้วยรูปภาพจากโปรเเกรม Halcon จาก MVTec โดยการพัฒนาเน้นให้หน้าต่างซอฟต์แวร์ที่เรียบง่ายและออกแบบมาเพื่อมอบประสบการณ์ที่เป็นมิตรกับผู้ใช้ ซึ่งผู้ใช้งานจะสามารถใช้งานได้ทั้งในส่วนที่เป็นการถ่ายรูปเเละวิเคราะห์ภาพ โดนกระบวนการที่ถูกนำมาใช้คือ Dynamic thresholding algorithm เปรียบเทียบกับเครื่องที่เป็นที่ยอมรับ CTL immunospot analyzer โดยผลการทดสอบพบว่ามีความถูกต้องอยู่มากกว่า 80 %จากเกณฑ์ที่ถูกกำหนดขึ้น

การตรวจจับและระบุรูปแบบความผิดปกติของเครื่องอัดอากาศแบบหมุนเหวี่ยงโดยใช้วิธีการเรียนรู้แบบหมู่, ธิติพัทธ์ สนธิโพธิ์

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

ในวิทยานิพนธ์นี้ได้เสนอระบบควบคุมสุขภาพเครื่องจักรที่สามารถตรวจจับการทำงานที่ผิดปกติของเครื่องอัดอากาศแบบหมุนเหวี่ยงที่ติดตั้งในอุตสาหกรรมจริง ซึ่งเป็นเครื่องจักรที่มีความสำคัญต่อระบบโดยเมื่อมีการใช้งานเป็นระยะเวลานานทำให้ประสิทธิภาพลดลงและพบความผิดปกติที่เพิ่มขึ้น เครื่องจักรดังกล่าวจึงถูกติดตั้งเซนเซอร์เพื่อติดตามพฤติกรรมและบันทึกข้อมูล ซึ่งข้อมูลที่ได้รับมาจะยังไม่พบความเสียหายที่เกิดขึ้นอย่างชัดเจน วิธีการที่นำเสนอจะใช้การจำลองความผิดปกติให้กับข้อมูลที่ได้รับ จากนั้นจึงวิเคราะห์ประสิทธิภาพของเครื่องอัดอากาศและเปรียบเทียบกับการเรียนรู้ของเครื่องและเพอร์เซ็ปตรอนหลายชั้น ในการศึกษานี้พบว่าข้อมูลที่จะสะสมนั้นเป็นข้อมูลจริงที่มีความท้าทาย ซึ่งเทคนิคที่เสนอมามีประสิทธิภาพเพียงพอที่ใช้ในการตรวจจับความผิดปกติของเครื่องอัดอากาศแบบหมุนเหวี่ยงที่ติดตั้งในโรงงานจริง

ระบบช่วยการทำการเกษตรอัตโนมัติด้วยเทคโนโลยี Lorawan, พิทย ศุภนิรัติศัย

Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)

การวิจัยครั้งนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อออกแบบและสร้างระบบช่วยการทำการเกษตรอัตโนมัติด้วยเทคโนโลยี LoRaWAN (Long Range Wide Area Network) ที่สามารถควบคุมตัวแปรที่ส่งผลต่อการเจริญเติบโตของพืชได้ตามเงื่อนไขที่ต้องการ โดยหลักการทำงานของระบบช่วยการทำการเกษตรนี้ อุปกรณ์ตรวจวัดที่ติดเซนเซอร์ (Sensor End Device) จะทำงานวัดค่าตัวแปรและส่งข้อมูลต่อไปยังตัวรับสัญญาณศูนย์กลาง (Gateway) ที่เปรียบเสมือนเป็นตัวกลางการสื่อสารกับระบบเน็ตเวิร์ก (Network Server) เพื่อให้ข้อมูลต่าง ๆ ถูกประมวลผลและแสดงผลในรายงานภาพรวมผ่านระบบคลาวด์ได้ถูกต้องตามสถานการณ์จริง จากนั้นคำสั่งในการเปิดปิดควบคุมตัวกระตุ้นจะถูกส่งกลับมายังอุปกรณ์ควบคุมตัวกระตุ้น (Actuator End Device) เพื่อทำงานปรับค่าตัวแปรให้อยู่ในช่วงค่าตามที่ตั้งไว้ ในเรื่องของระยะการส่งสัญญาณ LoRa พบว่าระยะที่ไกลที่สุดที่อุปกรณ์ยังสามารถส่งสัญญาณไปถึงจะอยู่ในช่วงตั้งแต่ 300 - 1700 เมตร โดยขึ้นอยู่กับหลายปัจจัย ทั้งอุปกรณ์ เสาส่งสัญญาณ ตำแหน่งที่ตั้ง การตั้งค่าการส่งสัญญาณ ไปจนถึงสัญญาณรบกวนในบริเวณนั้น ๆ เมื่อลองเปรียบเทียบการทำงานระหว่าง Wi-Fi และ LoRa จะพบว่า นอกจาก LoRa จะมีระยะทางการทำงานที่ไกลกว่าแล้ว ในสถานะที่ระบบมีการทำงานส่งสัญญาณ พลังงานที่ LoRa ใช้ในการส่งสัญญาณจะมีค่าน้อยกว่าการส่งสัญญาณด้วย Wi-Fi ถึง 2.4 เท่า ส่วนการใช้พลังงานในสถานะที่ระบบรอรอบการทำงานครั้งต่อไป ถ้าหากใช้บอร์ดที่ออกแบบมาเพื่อการประหยัดพลังงานโดยเฉพาะแล้วการสั่งให้บอร์ดอยู่ในโหมด Deep Sleep จะช่วยให้บอร์ดประหยัดพลังงานได้ถึง 3,330 เท่า เมื่อเทียบกับการที่บอร์ดอยู่ในสถานะการทำงานในโหมด Active ตลอดเวลา