激光衰减法测量固体火箭发动机尾流粒子参数

为了测量某固体火箭发动机尾流粒子参数,设计了基于激光衰减法的实验系统,并在发动机试车中采取了消除尾流辐射干扰的措施.将实验结果与参考文献的激光衰减法测量结果进行了比较,结果一致,表明所获得光强衰减信号和测量结果是可信的.在发动机燃烧室压强为9.5 MPa时,利用激光衰减方法测量喷管出口的粒子尺度d32=0.9μm,实验数据误差为20%

Fast Response Exhaust Gas Temperature Measurement in IC Engines

The harsh environment presented by engines, particularly in the exhaust systems, often necessitates the use of robust and therefore low bandwidth temperature sensors. Consequently, high frequencies are attenuated in the output. One technique for addressing this problem involves measuring the gas temperature using two sensors with different time-constants and mathematically reconstructing the true gas temperature from the resulting signals. Such a technique has been applied in gas turbine, rocket motor and combustion research. A new reconstruction technique based on difference equations has been developed and its effectiveness proven theoretically. The algorithms have been successfully tested and proven on experimental data from a rig that produces cyclic temperature variations. These tests highlighted that the separation of the thermocouple junctions must be very small to ensure that both sensors are subjected to the same gas temperatures. Exhaust gas temperatures were recorded by an array of thermocouples during transient operation of a high performance two-stroke engine. The results show that the increase in bandwidth arising from the dual sensor technique allowed accurate measurement of exhaust gas temperature with relatively robust thermocouples. Finally, an array of very fine thermocouples (12.5 - 50 microns) was used to measure the in-cycle temperature variation in the exhaust.

Caracterização mecânica e microestrutural do aço MARAGING 300, soldado a plasma e submetidas a reparos

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEG

Modellazione Tridimensionale del Processo di Combustione di un Razzo a Propellente Solido

La regolazione dei sistemi di propulsione a razzo a propellente solido (Solid Rocket Motors) ha da sempre rappresentato una delle principali problematiche legate a questa tipologia di motori. L’assenza di un qualsiasi genere di controllo diretto del processo di combustione del grano solido, fa si che la previsione della balistica interna rappresenti da sempre il principale strumento utilizzato sia per definire in fase di progetto la configurazione ottimale del motore, sia per analizzare le eventuali anomalie riscontrate in ambito sperimentale. Variazioni locali nella struttura del propellente, difettosità interne o eterogeneità nelle condizioni di camera posso dare origine ad alterazioni del rateo locale di combustione del propellente e conseguentemente a profili di pressione e di spinta sperimentali differenti da quelli previsti per via teorica. Molti dei codici attualmente in uso offrono un approccio piuttosto semplificato al problema, facendo per lo più ricorso a fattori correttivi (fattori HUMP) semi-empirici, senza tuttavia andare a ricostruire in maniera più realistica le eterogeneità di prestazione del propellente. Questo lavoro di tesi vuole dunque proporre un nuovo approccio alla previsione numerica delle prestazioni dei sistemi a propellente solido, attraverso la realizzazione di un nuovo codice di simulazione, denominato ROBOOST (ROcket BOOst Simulation Tool). Richiamando concetti e techiche proprie della Computer Grafica, questo nuovo codice è in grado di ricostruire in processo di regressione superficiale del grano in maniera puntuale, attraverso l’utilizzo di una mesh triangolare mobile. Variazioni locali del rateo di combustione posso quindi essere facilmente riprodotte ed il calcolo della balistica interna avviene mediante l’accoppiamento di un modello 0D non-stazionario e di uno 1D quasi-stazionario. L’attività è stata svolta in collaborazione con l’azienda Avio Space Division e il nuovo codice è stato implementato con successo sul motore Zefiro 9.

Sviluppo dell'interfaccia per il caricamento della geometria iniziale del propellente solido di un modello balistico

Il presente lavoro di tesi, nell’ambito della simulazione balistica di razzi a propellente solido, è volto alla creazione di un’interfaccia che permetta il caricamento delle geometrie dei motori desiderati, in formato SPP, nel codice di simulazione balistica ROBOOST come richiesto da Avio Spa. In particolare saranno descritte le procedure attraverso le quali tale interfaccia è stata realizzata e verranno analizzati i passaggi mediante i quali è possibile ottenere una mesh 3D del motore a propellente solido partendo dalla sua geometria in formato SPP. Si analizzerà inoltre il processo di chiusura di una mesh estratta da una qualsiasi iterazione della simulazione al fine di potervi effettuare delle simulazioni CFD sempre su richiesta della sopracitata azienda. Infine verranno mostrati e discussi i risultati ottenuti per meglio visualizzare il lavoro svolto.

Studio dell'effetto di Hump in un motore a solido in piccola scala con metodi di produzione di punzonatura e colaggio

L’oggetto di questo elaborato riguarda lo studio prestazionale di un Solid Rocket Motor mediante l’introduzione del fattore di “Hump”, che va a compensare il discostamento tra il profilo delle pressioni sperimentali e teoriche, cercando di legare tali variazioni a spiegazioni fisiche. In particolare andremo ad investigare, all’interno di due differenti tipologie di colata, quale sia l’effetto predominante all’interno del propellente che genera proprio tali discostamenti della pressione, e quindi della spinta, rispetto alla condizione ideale. Nell’elaborato verranno anzitutto presentate le diverse tipologie di propulsori, i loro singoli componenti, i parametri fondamentali che regolano la meccanica di questa tipologia di motori, le tipologie di grain esistenti e le loro caratteristiche. Successivamente descriveremo le BARIA (Bomb ARIAne), usate per i test del grain nella ditta AVIO s.p.a., e le tipologie di riempimento di questo motore, investigando i fenomeni fisici a cui sarà legato l’effetto di “Hump”. In seguito si descriverà il fattore di “Hump”, evidenziando, per le differenti tipologie di riempimento, i fenomeni fisici a cui sarà legato il discostamento tra le pressioni sperimentali e teoriche. Verranno poi descritti i programmi utilizzati, gli script in Matlab prodotti, al fine di ottenere le mappe relative all’orientazione ed alla concentrazione delle particelle, da introdurre nel simulatore. Infine verranno esposti i risultati ottenuti e confrontati con i dati sperimentali forniti dalla ditta AVIO s.p.a., le conclusioni e gli sviluppi futuri.

Boundary-layer effects on internal flow choking in dual-thrust solid rocket motors

Theoretical studies have been carried out to examine internal flow choking in the inert simulators of a dual-thrust motor. Using a two-dimensional k-omega turbulence model, detailed parametric studies have been carried out to examine aerodynamic choking and the existence of a fluid throat at the transition region during the startup transient of dual-thrust motors. This code solves standard k-omega turbulence equations with shear flow corrections using a coupled second-order-implicit unsteady formulation. In the numerical study, a fully implicit finite volume scheme of the compressible, Reynolds-averaged, Navier-Stokes equations is employed. It was observed that, at the subsonic inflow conditions, there is a possibility of the occurrence of internal flow choking in dual-thrust motors due to the formation of a fluid throat at the beginning of the transition region induced by area blockage caused by boundary-layer-displacement thickness. It has been observed that a 55% increase in the upstream port area of the dual-thrust motor contributes to a 25% reduction in blockage factor at the transition region, which could negate the internal How choking and supplement with an early choking of the dual-thrust motor nozzle. If the height of the upstream port relative to the motor length is too small, the developing boundary layers from either side of the port can interact, leading to a choked,flow. On the other hand, if the developing boundary layers are far enough apart, then choking does not occur. The blockage factor is greater in magnitude for the choked case than for the unchoked case. More tangible explanations are presented in this paper for the boundary-layer blockage and the internal flow choking in dual-thrust motors, which hitherto has been unexplored.

Case study on the manufacture of pistons and other motor-vehicle parts in Mexico

Information Paper, No 15

Motor Neuron Disease and Acquired Axonal Neuropathy Association in HIV Infection: Case Report and Update

Background: A possible viral etiology has been documented in the genesis of motor neuron disorders and acquired peripheral neuropathies, mainly due to the vulnerability of peripheral nerves and the anterior horn to certain viruses. In recent years, several reports show association of HIV infection with Amyotrophic Lateral Sclerosis Syndrome, Motor Neuron Diseases and peripheral neuropathies. Objective: To report a case of an association between Motor Neuron Disease and Acquired Axonal neuropathy in HIV infection, and describe the findings of neurological examination, cerebrospinal fluid, neuroimaging and electrophysiology. Methods: The patient underwent neurological examination. General medical examinations were performed, including, specific neuromuscular tests, analysis of cerebrospinal fluid, muscle biopsy and imaging studies. Results and Discussion: The initial clinical presentation of our case was marked by cramps and fasciculations with posterior distal paresis and atrophy in the left arm. We found electromyography tracings with deficits in the anterior horn of the spinal cord and peripheral nerves. Dysphagia and release of primitive reflexes were also identified. At the same time, the patient was informed to be HIV positive with high viral load. He received antiretroviral therapy, with load control but with no clinical remission. Conclusion: Motor Neuron disorders and peripheral neuropathy may occur in association with HIV infection. However, a causal relationship remains uncertain. It is noteworthy that the antiretroviral regimen may be implicated in some cases.

The ocular motor features of adult-onset alexander disease: a case and review of the literature

A 51-year-old Chinese man presented with gaze-evoked nystagmus, impaired smooth pursuit and vestibular ocular reflex cancellation, and saccadic dysmetria, along with a family history suggestive of late-onset autosomal dominant parkinsonism. MRI revealed abnormalities of the medulla and cervical spinal cord typical of adult-onset Alexander disease, and genetic testing showed homozygosity for the p.D295N polymorphic allele in the gene encoding the glial fibrillary acidic protein. A review of the literature shows that ocular signs are frequent in adult-onset Alexander disease, most commonly gaze-evoked nystagmus, pendular nystagmus, and/or oculopalatal myoclonus, and less commonly ptosis, miosis, and saccadic dysmetria. These signs are consistent with the propensity of adult-onset Alexander disease to cause medullary abnormalities on neuroimaging.

Trading off among the needs of motor vehicle users, pedestrians, and bicyclists. Case study no. 10.

Federal Highway Administration, Washington, D.C.