Approved for public release; distribution is unlimited. / Flapping-wing propulsion was studied experimentally through Laser Doppler Velocimetry. Measurements were both time-averaged and unsteady, and were conducted on a Micro-Air Vehicle (MAV) model developed at NPS by Professors Max Platzer and Kevin Jones. The objective of this work was to further understanding of the aerodynamics of flapping-wing propulsion. In specific, this study examined separation control on the leading fixed wing due to entrainment by the trailing flapping wings. Further, a study of wake topology examined differences between the optimal and off-optimal cases. Experimental studies took place in the NPS 5' x 5' low speed wind tunnel. The model was supported on a test stand and LDV measurements of the flow field were taken. Studies were made at varying freestream velocities, angles of attack, and flapping frequencies. The test stand was instrumented with force balances to show forces in both the streamwise and vertical directions. / Ensign, United States Naval Reserve

Alterações celulares e neurovasculares na polpa têm sido relacionadas a forças ortodónticas, usadas na movimentação dentária. As alterações observadas são geralmente relacionadas a alterações vasculares na polpa. Os primeiros estudos sobre alterações do fluxo sangüíneo pulpar (FSP) durante a movimentação dentária foram realizados usando técnicas qualitativas (e. g., cortes histológicos), e quantitativas (e. g., micro-esferas radioativas ou fluorescentes, radioespirometria). Tais técnicas são invasivas, destrutivas e não permitem o estudo de alterações dinâmicas do fluxo. Recentemente a fluxometria laser Doppler (FLD), uma técnica não invasiva, tem sido usada no estudo de alterações dinâmicas do FSP em humanos em condições próximas às reais. Mas os estudos disponíveis na literatura, usando a FLD, ainda são limitados a movimentos experimentais, pois ainda existem limitações práticas na FLD. O objetivo desta pesquisa foi, usando a FLD, estudar alterações do FSP de voluntários submetidos a duas fases de um tratamento ortodôntico corrente (nivelamento e retração), dentro de condições clinicas reais. Doze voluntários foram monitorados durante a fase de nivelamento e treze voluntários foram monitorados durante a fase de retração, antes da aplicação de forças, 20 minutos, 48h, 72h e 1 mês depois de aplicadas as forças. Analisando os resultados obtidos, durante as duas fases estudas foram encontradas evidências estatísticas suficientes para inferir que ocorrem alterações significativas no FSP, quando medidas via FLD, durante os movimentos e forças estudadas, nos seguintes momentos investigados: diminuição do FSP nos momentos 20 minutos, 48h e 72h. Durante o nivelamento, no dia 30 o FSP é próximo ou igual ao basal. Durante a retração, no dia 30 o fluxo ainda permanece diminuído. / Cellular and neurovascular changes in the pulp have been related to orthodontic forces, used to produce a dental movement. The observed alterations are generally related to pulpal vascular changes. Earlier studies on pulpal blood flow (PBF) changes during the dental movement were carried out by using qualitative techniques (e. g., histological slices), and quantitative (e. g., radioactive or fluorescent microspheres, radiospirometry). Such techniques are invasive, destructive, and do not allow dynamic flow changes to be studied. Recently the laser Doppler flowmetry (LDF), a non-invasive technique, has been used to study dynamic PBF alterations in humans into nearly real conditions. The available studies in the literature, by using the LDF, are limited to experimental studies, probably due to the LDF practical limitations. The aim of this work was, by using the FDF, to study PBF alterations from volunteers subjected to two phases of a current orthodontic treatment (leveling and retraction), into real clinical conditions. Twelve volunteers were monitored during the leveling phase and thirteen volunteers were monitored during the retraction phase, before the force to be applied, and 20 minutes, 48 hr, 72 hr and 1 month later. Analyzing the obtained results, during the two studied phases, it were found suffice statistical evidences to infer that significant PBF decrease occurs on the investigates moments: 20 minutes, 48 hr and 72 hr. During the leveling phase, on day 30, the PBF is near or equal to the basal level. During the retraction, on day 30, the flow is still decreased.

The concept of marine current turbines was developed by Peter Fraenkel in the early 1970s. Ever since Fraenkel's efforts to modify and test the technology, several worldwide agencies have been exploiting the technology to retrofit the marine current turbine to their particular application. The marine current turbine has evolved from generating a few kilowatts to a few gigawatts. The present study focuses on a megawatt sized turbine to be located offshore the coast of Ft. Lauderdale, Florida. The turbine is to be placed in a similar location as a 20 kW test turbine developed by the Southeast National Marine Renewable Energy Center (SNMREC) at Florida Atlantic University, Dania Beach, FL. Data obtained from the SNMREC is used in the mathematical model. ANSYS FLUENT is chosen as the CFD software to perform wave-current interaction simulation for the present study. The turbine is modeled in SolidWorks, then meshed in ANSYS ICEM CFD, then run in FLUENT. The results obtained are compared to published work by scholarly articles from Fraenkel, Barltrop and many other well known marine energy researchers. The effects of wave height on the turbine operation are analyzed and the results are presented in the form of plots for tip speed ratio and current velocity. / by Amit J. SIngh. / Thesis (M.S.C.S.)--Florida Atlantic University, 2012. / Includes bibliography. / Electronic reproduction. Boca Raton, Fla., 2012. Mode of access: World Wide Web.

O presente trabalho tem como foco principal os aspectos físicos da camada limite de um corpo rombudo. Os dados experimentais foram obtidos através da técnica de anemometria à Laser e os dados numéricos foram obtidos através de Simulação Numérica Direta (DNS). O modelo é composto de uma semi-elipse seguida de uma base reta, este modelo foi extensivamente estudado pelo Prof. P. Bearman nos anos 60, por esta razão será aqui chamado de corpo de Bearman. A razão de esbeltez (AR) é definida por c/h, onde c é a corda do modelo e h é a altura da base. Por se tratar de uma geometria com ponto de separação fixo, torna-se possível o estudo da influência da camada limite nos parâmetros médios da esteira. Os experimentos foram realizados entre os números de Reynolds de 600 e 3000 e as razões de esbeltez estudadas são AR=3, AR=5 e AR=7. Com o auxílio de simulações DNS, desenvolveu-se uma metodologia para definir o momento exato do desprendimento em função da variação dos parâmetros médios, tais como vazão instantânea e pressão na base. Na parte experimental, mostrou-se que o aumento da espessura da camada limite com o aumento da razão de esbeltez acarreta na diminuição da frequência de desprendimento. Em geral, os resultados numéricos e experimental mostraram boa concordância exceto o comprimento de formação dos vórtices.

Thesis. 1978. M.S.--Massachusetts Institute of Technology. Dept. of Ocean Engineering. / MICROFICHE COPY AVAILABLE IN ARCHIVES AND ENGINEERING. / Bibliography: leaf 51. / M.S.

Dissertação apresentada para obtenção do grau de Doutor em Ciências da Engenharia na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto

Dans ce travail, nous représentons des résultats expérimentaux sur la transition vers les rouleaux turbulents dans l’écoulement de Couette-Taylor, l’écoulement produit entre deux cylindres coaxiaux tournant indépendamment l’un par rapport à l’autre. Une fois la géométrie et la nature du fluide sont fixes, l’écoulement est gouverné par deux paramètres de contrôle, les nombres de Reynolds intérieur et extérieur 〖Re〗_o et 〖Re〗_i associés à la rotation des cylindres extérieur et intérieur respectivement. La variation de ces paramètres confère à l’écoulement une variété de régimes, décrits par Coles [7] et par Andereck et al. [13]. Dans le cas de la contra-rotation, nous avons identifié trois régimes principaux sur le diagramme d'Andereck et al. [13] En considérant la variation de 〖Re〗_i pour une valeur fixe de〖 Re〗_o, l’écoulement est laminaire pour des faibles〖 Re〗_i. Il devient instable pour des valeurs plus élevées de〖 Re〗_i. Avant d'atteindre la turbulence, l'écoulement passe par un régime de coexistence laminaire-turbulent [7 13 14 16]. Pour notre série de mesures, nous avons fixé le nombre de Reynolds extérieur à 〖Re〗_o=-4368 et nous avons varié 〖Re〗_i du régime laminaire vers le régime turbulent. Pour 3000 < 〖Re〗_i < 4000, les diagrammes spatio-temporels indiquent la présence de structures cohérentes désordonnées. Ces structures sont bien organisées dans le temps et dans l’espace pour 4000 <〖 Re〗_i < 10000, et deviennent stationnaires pour des 〖Re〗_i plus grands [35]. Cette étude a été réalisée à l’aide d’une technique de visualisations à l'aide du kalliroscope, ainsi que par des mesures de vitesse par PIV stéréoscopique et LDV. Ceci nous permet ensuite de calculer les différentes quantités moyennes (énergie cinétique, contrainte de Reynolds, temps et longueur de corrélation, ...). / In this work we report experimental results on the transition to the turbulent vortices in the Couette-Taylor flow, the flow produced between independently rotating coaxial cylinders. Once the geometry and the nature of the fluid are fixed, the flow is gouverned by two control parameters, the outer and the inner Reynolds numbers 〖Re〗_o and 〖Re〗_i associated with the rotation of the outer and inner cylinders respectively. The variation of these parameters produces a large variety of regimes, which have been described by Coles [7], and Andereck et al. [13]. In the counter-rotating case, we have identified three main regimes on the diagram of Andereck et al. [13] When considering the variation of 〖Re〗_ifor a fixed value of〖 Re〗_o, the flow is laminar for low〖 Re〗_i. It becomes unstable for higher values of 〖Re〗_i. Before reaching turbulence, the flow passes by a regime of laminar-turbulent coexistence [7 13 14 16]. For our series of measurements, we fixed the outer Reynolds number at 〖Re〗_o=-4368, and varied 〖Re〗_ifrom the laminar to the turbulent regime. For 3000 < 〖Re〗_i< 4000, the space-time diagrams indicate the occurrence of disordered coherent structures. These structures are then well organized in time and space for 4000 < 〖Re〗_i< 10000, and become stationnary for the highest 〖Re〗_i [35]. These regimes are studied by visualizations using kalliroscope, as well as measurements of the velocity by stereoscopic PIV and LDV. This later allows us to calculate the various mean quantities (kinetic energy, Reynolds stress, time and length of correlation, etc…).

Nous étudions expérimentalement les instabilités hélicoïdales et chaotiques, des défauts d'extrusion de polymères fondus, sur deux polystyrènes et un polypropylène à l'aide de deux dispositifs expérimentaux: un rhéomètre capillaire et une extrudeuse monovis, munie d'une filière plate à parois transparentes, permettant d'effectuer des mesures de biréfringence d'écoulement et de vélocimétrie laser-Doppler. Dans ce dernier cas, on dispose d'une géométrie d'écoulement constituée d'un réservoir, suivi d'une contraction et d'un canal d'écoulement. En rhéométrie capillaire, nous avons étudié l'influence des conditions d'écoulement (diamètre, longueur, angle d'entrée de la filière, température...) sur le déclenchement de l'instabilité hélicoïdale. Les essais de biréfringence ont permis l'observation d'oscillations transverses d'isochromes dans le réservoir: lors de ce régime instable, l'écoulement principal a lieu de façon non symétrique dans le canal. On montre également que l'utilisation de "convergent doux" permet de repousser la déstabilisation de l'écoulement d'entrée à des débits sept fois plus importants que dans le cas d'une contraction brusque. On s'attache à mesurer, sur l'axe de symétrie du réservoir, des premières différences de contraintes normales et de taux de déformation dans les conditions critiques propres à l'initiation du défaut, par biréfringence d'écoulement et vélocimétrie laser-Doppler, respectivement. Des calculs viscoélastiques de l'écoulement par éléments finis ont également permis l'estimation de la répartition des contraintes élongationnelles autour de la contraction, dans les conditions critiques d'apparition de l'instabilité.

L'objectif de cette étude est le développement et la mise au point d'un procédé de projection de poudres de silicium par plasma thermique inductif, afin d'élaborer des couches minces à finalité photovoltaïque. Les particules sont injectées dans l'écoulement où elles sont fondues, purifiées par évaporation partielle puis déposées à l'état liquide sur un substrat de type céramique. Le processus de purification des poudres dans le plasma ainsi que la pureté des dépôts obtenus ont été observés par des analyses chimiques ICP et EDX... L'hydrogénation des couches de silicium a également été analysée par des mesures d'exodiffusion et corrélée avec les différents paramètres du procédé. L'analyse des propriétés du plasma d'argon faiblement hydrogéné en présence des poudres de silicium a été réalisé par spectroscopie d'émission afin de mettre en évidence les espèces excitées présentes dans la décharge et réaliser un diagnostic énergétique de l'écoulement. Les mesures ont montré la présence d'hydrogènes radicalaires hautement excités, à l'origine de le passivation des dépôts de silicium. De plus, la détection de raies d'émissions du silicium et d'impuretés confirme le processus de purification de la poudre par évaporation. Le diagnostic du plasma a montré que la densité et la température électronique étaient maximales au niveau de la zone d'induction. Les propriétés du plasma ont également été déterminées par modélisation numérique. Les profils obtenus permettent d'interpréter les processus de transfert de masse et de chaleur entre le plasma et la particule de silicium en écoulement. Les interactions plasma - particules ont été analysées expérimentalement par des mesures de vitesse et de diamètre par métrologie laser Doppler. Les résultats indiquent que les particules subissent une perte de masse d'environ 12% pour un temps de séjour de 15 ms dans le plasma.

Ce travail concerne la mise au point d'une technique de mesure du frottement pariétal basée sur l'analyse de la dégradation d'une Peinture Sensible à la Pression (PSP). Cette dégradation est due à la diffusivité d'un de ses composants : le pyrène. L'échange de pyrène à l'interface est lié aux propriétés de l'écoulement à la paroi. Un modèle de dégradation est proposé puis testé expérimentalement dans une configuration de jet d'air subsonique axisymétrique impactant une plaque plane. L'écoulement est caractérisé par vélocimétrie laser (PIV et VLF). Ces techniques sont ensuite adaptées à la mesure de vitesse près de la paroi, afin de déterminer le frottement pariétal. L'analyse simultanée de la dégradation de la PSP sous l'effet du jet impactant et des mesures de frottement permet d'apprécier la validité du modèle associant les deux phénomènes. En particulier, le processus mis en évidence ne montre pas une dépendance directe au frottement pariétal. Il semble en effet que le phénomène responsable de la dégradation du revêtement soit lié aux fluctuations de pression et de vitesse à la paroi.