Thesis. 1976. M.S.--Massachusetts Institute of Technology. Dept. of Ocean Engineering. / Microfiche copy available in Archives and Engineering. / Includes bibliographical references. / M.S.

In this study, a variable pitch axial flow fan is designed and analysed for Ankara Wind Tunnel (AWT). In order to determine the loss caharacteristics of AWT, an algorithm is developed and the results are validated. Also some pressure and velocity measurements are made at the fan section to find the losses experimentally. After completion of the fan design, analyses are made at different volumetric flowrates and blade angles including the design point and the performance characteristics of the fan are obtained and thereafter the operating range of the tunnel is deterimened.

This thesis focuses on the optimization of the electric aircraft propeller in order to increaseflight performance. Electric aircraft have limited energy, particularly the electricmotor torque compared to the fuel engine torque. For that, redesign of the propeller forelectric aircraft is important in order to improve the propeller efficiency. The airplanepropeller theory for Glauert is selected as a design method and incorporated with Brattimprovements of the theory. Glauert theory is a combination of the axial momentum andblade element theory. Pipistrel Alpha Electro airplane specifications have been chosen asa model for the design method. Utilization of variable pitch propeller and the influence ofnumber of blades has been investigated. The obtained design results show that the variablepitch propellers at cruise speed and altitude 3000 m reducing the power consumptionby 0.14 kWh and increase the propeller efficiency by 0.4% compared to the fixed pitchpropeller. Variable pitch propeller improvement was pretty good for electric aircraft. Theoptimum blade number for the design specifications is 3 blades. / Denna rapport har som fokus att optimera propellern på ett eldrivet flygplan för att förbättraflygprestationen. Eldrivna flygplan har begränsad energi, i synnerhet motorns vridmomenti jämförelse med bränslemotorns vridmoment. Därav behöver propellern designas om föratt uppnå en större verkningsgrad i propellern. Glauerts teori om flygplanspropellrar haranvänts som metod för designen där vissa modifieringar i teorin har tillämpats enligt Brattför att förbättra teorin. Glauerts teori är en kombination mellan axiell momentum- ochbladelement teori. Specifikationerna för Pipistrel Alpha Electro flygplan har använts sommodell i design metoden. Utnyttjande av propeller med justerbara bladvinklar samt antalblads påverkan har undersökts. De erhållna designresultaten visade att propellern medjusterbara bladvinklar vid planflykt på 3000 m höjd har sparat 0,14 kWh samt ökat propellernsverkningsgrad med 0,4% jämfört med propellern med icke justerbara bladvinklar.Propeller med justerbara stigning var lämplig för elflygplan. Det optimala antalet blad fördesignspecifikationerna är 3 blad.

: Les travaux présentés dans cette thèse traitent du contrôle de systèmes dynamiques soumis à des excitations harmoniques et transitoires en utilisant des absorbeurs de type Nonlinear Energy Sink (NES). Plusieurs aspects ont été développés : la conception et la réalisation d'un nouveau design pour le NES cubique, l'étude de la location et du transfert irréversible d'énergie sur un NES bistable et le développement d'un critère de conception pour un NES à Vibro-Impact (VI). Dans un premier temps, un critère de conception est proposé pour le NES à raideur cubique. Le design proposé est basé sur des ressorts coniques ou des ressorts à pas variable. Un mécanisme à raideur négative est aussi introduit pour supprimer la partie linéaire et avoir une raideur cubique pure. Dans un deuxième temps, le concept du NES est validé expérimentalement par des essais statiques et des essais dynamiques. Une analyse de sensibilité est aussi menée sur la longueur des ressorts précontraints, elle dénote parfois un état bistable de l'oscillateur. Ensuite, le NES bistable ainsi obtenu est étudié plus en détail. Ce type d'absorbeur s'avère être très robuste pour différents types d’excitation. Des études expérimentales sont aussi menées afin d'explorer le comportement dynamique. Enfin, un critère de conception est proposé pour le NES à Vibro-Impact. Des calculs analytiques détaillés sont proposés pour contrôler les vibrations sous différentes excitations. L'étude expérimentale montre une bonne cohérence avec les résultats théoriques. / The work presented in this thesis deals with the passive control of dynamics systems subjected to harmonic and transient excitations using a Nonlinear Energy Sink (NES). Several research aspects have been developed: design theory and experimental study of a novel NES, efficient Targeted Energy Transfer (TET) of bistable NES and design criteria for optimally tuned Vibro-Impact (VI) NES. Firstly, a design criterion intended to provide optimal nonlinear stiffness is proposed. Then a novel design of NES system yielding cubic stiffness with conical springs or variable pitch springs and negative stiffness mechanism is developed. Secondly, the experimental procedures for static and dynamic test are presented and applied to validate the concept of NES system. Then a sensitivity analysis is performed with respect to the pre-compressed length of springs. Thirdly, the optimal design of the above device with negative stiffness (termed as bistable NES) is studied. This type of NES is proved to work robustly for different types of excitation, and experimental study of semi-active control are explored. Finally, design criteria for optimally tuned VI NES are studied. Detailed analytical calculations of clearance to control the vibration under different excitations are proposed. A good correspondence between theoretical and experimental results is observed.