יום ראשון, 20 ביוני 2010

שיטת פער ידע לתכנון נתיבי טיסה בתנאי אי וודאות חמורים עבור מסוק בלתי מאויש קטן מימדי

יהודה מורן

הפקולטה להנדסת אווירונאוטיקה וחלל, הטכניון
עבודת מחקר לקראת תואר מגיסטר
בהנחיית ד"ר טל שימא ופרופ' יעקב בן-חיים


שיטת פער-ידע מוצעת לתכנון נתיבי תנועה של מסוק בלתי מאויש, בעל שדה ראיה וכושר תמרון מוגבל, העוקב אחר זוג מטרות קרקעיות בלתי מתואמות, תחת אי ודאות חמורה בתנועתן. על מנת לתכנן את תנועת המסוק, כלומר לבחור את נתיב הטיסה, נדרש מידע לגבי אופי אי הוודאות בתנועת המטרות הקרקעיות. אולם, לעיתים מידע זה אינו קיים. מודל אי הוודאות בשיטת פער- ידע, בניגוד לשיטות נפוצות אחרות, אינו דורש פונקצית התפלגות הסתברות או כל פונקצית מדידה אחרת למידול אי הוודאות. ההנחה הינה כי בהינתן מידע מוקדם על הערך של הפרמטר בעל אי הוודאות, הערך האמיתי של הפרמטר יהיה בתוך קבוצת הערכים סביב הערך הנתון של הפרמטר. צורת הקבוצה נקבעת לפי אופי המודל הנבחר אבל גודל הקבוצה אינו ידוע ונקרא אופק אי הוודאות. יתרונה של שיטה זו הוא במידע המינימליסטי הנדרש למידול אי הוודאות. בסמינר יוצג תיאור מתמטי של שיטת פער-ידע ומודלים שונים לאי וודאות הישימים לבעיה הנחקרת. נציג את הרציונאל לבחירת נתיב טיסה הממקסם את החסינות לכשל בהינתן מספר נתיבי טיסה אפשריים למסוק. בהמשך נניח כי קיים מידע חלקי מוקדם לגבי תנועת הכלים הקרקעיים ובאמצעות אלגוריתם נומרי נמצא נתיב הטיסה של המסוק הממקסם את החסינות לכשל. נציג השוואה בין הפתרון הממקסם חסינות לבין הפתרון האופטימאלי וניתוחים נומריים נוספים לגבי השפעת פרמטרי הבעיה על חסינות הפתרון. כמו כן, תוצג הדגמה של מימוש האלגוריתם במעבדה לכלים אוטונומיים שיתופיים.

ההרצאה תתקיים ביום שני ט"ז בתמוז תש"ע (28/06/10)
בשעה 13:30
בנין אוירונוטיקה חדר 241
כבוד קל יוגש לפני ההרצאה
המשך...

יום חמישי, 17 ביוני 2010

Sequential Monte Carlo Methods for Spacecraft Attitude and Angular Rate Estimation

אבישי כרמי

Department of Mechanical Engineering
Ariel University Center And Asher Space Research Institute, Technion

Sequential Monte Carlo (SMC) methods, otherwise known as particle filters, are a family of simulation-based nonlinear filtering techniques that have drawn much attention in the last decade. By virtue of their recursive Bayesian structure and unique sampling mechanization, these methods have proved themselves highly viable and accurate in various signal processing applications. In this talk we present a novel class of SMC algorithms for spacecraft attitude and angular rate estimation from noisy vector observations. The class includes: (1) a novel quaternion particle filter (QPF), (2) an adaptive variant of the QPF, which is capable of recovering either inaccurate or unknown sensor noise statistics, (3) a fast and robust attitude-free angular rate particle filter for gyroless spacecraft applications, and (4) a novel attitude and angular rate particle filter. An extensive comparison of the new filtering methods with state-of-the-art attitude estimation techniques demonstrates their decisive superiority in terms of accuracy, robustness, and rate of convergence. The remaining part of this talk is devoted to some theoretical aspects pertaining to the attitude estimation problem itself. As part of this we shed light on the nature of the quaternion estimation error covariance, a controversial subject that has ignited a long running debate back in the 80's.


ההרצאה תתקיי ביום רביעי י"א בתמוז תש"ע‬ (23.06.10)
שעה‬ 16:30
בנין אוירונוטיקה חדר‬ 241
כבוד קל יוגש לפני ההרצאה‬
המשך...

יום ראשון, 13 ביוני 2010

Topics on Energetic Materials and Systems

Dr. Arno HahmaSenior Engineer Energetic Materials
Diehl BGT Defence GmbH & Co. KG
Roethenbach a d Pegnitz
Germany

The seminar will address a number of topics related to energetic materials and systems, including:
  1. Energetic Oxidizers for Propellants.
  2. Stoichiometry in a Three-Component System.
  3. Specific Thrust.
  4. Optimal Movement of the Center of Gravity of a Missile.

The seminar will take place at the
Fine Rocket Propulsion Center,
Tuesday, June 22, 2010, at 11:30 am.
המשך...

יום שלישי, 8 ביוני 2010

Two Phase Reactive Flow - Dust Jet Combustion

Dr. Arno Hahma

Senior Engineer Energetic Materials
Diehl BGT Defence GmbH & Co. KG, Germany

A three dimensional compressive reactive two-phase CFD-model including LES (Large Eddy Simulation) turbulence model was built and applied to combustion of a dust jet in air. The full set of conservation equations were simplified where feasible not trading off accuracy. The combustion was modeled with a single irreversible forward reaction using first order kinetics, and ignition was defined as a temperature threshold only to simplify the energy equation as much as possible. The model seemed to be satisfactorily realistic by qualitative measures by video recordings and by the fact, that the flameholder designed using the model works in practice.


ההרצאה תתקיים ביום רביעי‬ 16.06.10
שעה‬ 16:30
בנין אוירונוטיקה חדר‬ 241
‫כבוד קל יוגש לפני ההרצאה‬
המשך...

יום רביעי, 2 ביוני 2010

Employing the Rapid Boiling of Droplets for Propulsion in the Submerged Marine Ramjet: Boiling Curve, Flow Form and Performance

Herman D. Haustein


Center for Heat and Mass Transfer, RWTH Aachen

Direct-contact rapid-boiling has many applications in the chemical and thermal fields when speed and timing are of essence, as in high-speed multiphase flow. One such application is the Marine Ramjet (MRJ) employing compressed air as a “fuel”: the gas expansion work is converted to thrust in a nozzle. A novel method is examined here using the rapid boiling of a liquefied-gas (Refrigerant) as an alternative “fuel” source.

For evaluation of the boiling rate occurring in the MRJ, the fundamental problem of rapid boiling (timescale 10-100 milliseconds) of a single droplet in an immiscible liquid medium was investigated experimentally, within a new range of superheat (0.26<Ja*<0.43). The boiling rate was found to be roughly constant and quite insensitive to instantaneous conditions such as rise velocity, due to radial-flow dominating the convective heat transfer. The high-Reynolds flow field in this problem was approximated by the potential-flow solution. This well-known transient solution was rescaled, to require one less assumption. It was then found that due to high expansion-rate an asymmetrical Rankine-body is formed, with inertial flow-separation occurring at the rear, resulting in much higher drag than previously predicted. Following a parametric study, an empirical bubble growth correlation (BGC) was proposed for the prediction of the boiling rate based on: liquid properties, droplet geometry, ambient pressure and ambient temperature. The BGC equation is demonstrated to have higher accuracy than classical theory at high superheats, incorporating the effects of higher pressures (as occur in the MRJ).

For the MRJ application several liquids and outlet nozzles were examined in a modified tow-pool, at velocities up to 18m/s. At lower velocities thrust was similar to compressed air, while at higher velocities a significant advantage in thrust was found due to boiling. This advantage presented a maximum in a narrow range of velocity that is interpreted as the completion of boiling of a typical droplet near the end of the nozzle. By comparing to boiling-time predicted by the BGC equation, typical droplet sizes could be extracted, showing agreement with those measured in the MRJ under static conditions.

Use of a boiling liquid in the MRJ leads not only to a compact self-sustained unit, suitable for underwater operation, but has potential for even higher thrust (expansion-work) at higher velocities than those examined here. While the down side of this method is the limited operation time due to limited liquid storage capacity, it seems suitable for implementation in a surface-torpedo.


ההרצאה תתקיים ביום שני‬ 21.06.10
שעה‬ 13:30
בנין אוירונוטיקה חדר‬ 241
‫כבוד קל יוגש לפני ההרצאה
המשך...