Ce mémoire présente la conception d’une suspension aux basses fréquences servant à isoler un récepteur électromagnétique des vibrations. Ce récepteur est installé sur une plateforme de support située au centre d’un anneau transmetteur de 30 mètres de diamètre suspendu à un hélicoptère. La suspension isole le récepteur des vibrations de la plateforme. Des gréements connectent la plateforme à l’anneau transmetteur et à l’hélicoptère. Le système à l’étude sert à effectuer de l’exploration géophysique par la méthode électromagnétique. La réduction des vibrations du récepteur permet une diminution du bruit électromagnétique qui est couplé à ces vibrations. Ce couplage est principalement causé par les rotations du récepteur dans le champ magnétique terrestre. La diminution du bruit électromagnétique permet de discerner la réponse du sol qui autrement serait cachée par le bruit. La suspension agit comme un filtre passe bas et empêche les vibrations de la plateforme d’être transmises au récepteur à partir d’une certaine fréquence. Le projet de recherche vise à l’amélioration d’une suspension de référence. Cette suspension est non métallique et comporte deux étages. Le premier étage isole des translations et consiste en des cordes élastiques de type « bungee ». Le deuxième étage isole des rotations à l’aide de cordes rigides. Un prototype de cette suspension a permis d’atténuer suffisamment les vibrations et le bruit électromagnétique pour discerner la réponse du sol à partir de 15 Hz. Le nouveau concept de suspension devrait permettre d’isoler le récepteur de manière plus efficace et ainsi de pouvoir discerner la réponse du sol à partir de 6 Hz. Cette basse fréquence permet entre autres de mieux discerner les corps conducteurs enfouis sous un mort-terrain conducteur. La suspension de référence a d’abord été utilisée pour développer et valider une méthodologie de simulation. Cette suspension a été caractérisée à l’aide d’essais de vibrations au sol, mettant en évidence différents couplages entre les rotations et les translations du système. La suspension a ensuite été modélisée par la méthode des éléments finis en utilisant le logiciel Ansys Workbench. La méthodologie de simulation développée est prédictive puisque celle-ci est basée sur la caractérisation des éléments fondamentaux du système, dont les cordes élastiques. Le modèle a permis de calculer des fréquences naturelles du système ayant un écart maximal de 8 % par rapport aux résultats expérimentaux. La méthodologie de simulation a par la suite été appliquée à différents concepts d’isolateur dans une analyse comparative. Alors que la suspension de référence atteignait un certain niveau d’isolation à 15 Hz, la nouvelle suspension atteint ce même niveau d’isolation à 6 Hz, selon la simulation. Le bruit électromagnétique devrait donc être assez faible pour pouvoir discerner la réponse du sol à partir de 6 Hz. Le nouveau concept consiste en un système à trois étages d’isolation en rotation et deux étages en translation. Un équilibrage précis du récepteur permettrait de réduire grandement certains couplages, diminuant les vibrations. Une diminution de masse du récepteur et de la suspension affecte peu les performances et est donc souhaitable pour réduire la masse totale du système. Des modifications aux gréements sont aussi proposées pour rigidifier les modes en rotation de la plateforme de support du récepteur.

The highly flexible HALE (High Altitude Long Endurance) aircraft analysis methodology is of interest because early studies indicated that HALE aircraft might have different vibration and aeroelastic characteristics from those of conventional aircraft. Recently the computer code Nonlinear Aeroelastic Trim And Stability of HALE Aircraft (NATASHA) was developed and used to the flight dynamics and aeroelastic analysis of flying wing HALE aircraft. Further analysis improvements were required to extend its capability to the ground vibration test (GVT) environment and to both GVT and aeroelastic behavior of HALE aircraft with other configurations. First, the geometrically exact fully intrinsic beam theory was extended to treat other aircraft configurations modeled as an assembly of beam elements. It includes auxiliary elevator input in the horizontal tail and fuselage aerodynamics. Second, the methodology was extended to treat the GVT environment to provide modal characteristics for model validation. A newly developed bungee formulation is coupled to the intrinsic beam formulation for the GVT modeling. After the coupling procedures, the whole formulation cannot be fully intrinsic because the geometric constraint by bungee cords makes the system statically indeterminant. Third, because many HALE aircraft are propeller driven, the methodology was extended to include an engine/nacelle/propeller system using a two-degree-of-freedom model. This step was undertaken to predict a dynamic instability called ``whirl flutter," which can be exhibited in such HALE aircrafts. For simplicity, two fundamental assumptions are made: constant approximation on the propeller aerodynamics and the use of equivalent three-bladed counterpart for two-bladed propeller system to obviate the need for Floquet theory. The validity of these assumptions is verified by investigating the periodic effect of side forces and hub moments and the periodic inertia effect. Finally, parametric studies show how the current methodology can be utilized as a unified preliminary analysis tool for the vibration and aeroelastic analysis of highly flexible HALE aircraft.

Universiẗat, Diss., 2007--Bayreuth.

The diploma thesis deals with the assessment of the prediction of brain aneurysm rupture based on its geometrical and material properties. In the first part of the thesis there is a~detailed research study of cardiovascular systems with a focus on the cerebral artery and aneurysm occurring on their bifurcates. The second part of the thesis is focused on the creation of two models of arterial cerebral bifurcation with the presence of aneurysm and on obtaining their geometry in unloaded state. Emphasis is placed on the most realistic constitutive model of the artery wall material based on real data from uniaxial tensile tests and on a suitably chosen blood pressure load. This blood pressure may be step-changed, for example, in bungee jumping. In the work, a calculation of the increase in blood pressure during the step-change is performed, which is subsequently used in calculations of tension in the wall of the cerebral aneurysm. In conclusion, the risk of rupture is evaluated in two model idealized brain aneurysms and a discussion of the credibility of the results is given.