יום חמישי, 24 בדצמבר 2009

Integral Criteria for Diminishing the Boundary Stresses in Elastic Domains with Holes

S. Vigdergauz

Israel Electric Corp., Ltd.

The following linearly elastostatic optimization problem for a 2D region with holes is considered:

Given an external load, find the holes areas and their mutual arrangement and shapes in order to provide a favorable hoop stress distribution.

Here, the engineering aim is usually either (A) to minimize the maximum stress along the holes or (B) to smooth them to avoid both occurrence of local stress concentrations and underloading of certain parts of the boundary. The absolutely non-trivial and purely analytical example here are the equi-stress shapes (ESS) along which the stresses are simultaneously constant and globally minimal [1]. However, they exist only in an infinite plane and under a bulk-dominating far loading. In any other case a numerical analysis should be implemented when both criteria require the point wise stress estimation with substantial accuracy. This is a hard computational task especially within a repetitive optimization problem. Instead, we propose to use the integral counterparts of the above mentioned local estimations:

(A') - Ln norm of the hoop stresses which reaches the stress maximum (A) as n tends to infinity and (B')- the hoop stresses variation V fully corresponding to (B). In the ideal limit the variation goes to zero or, equivalently, to the equi-stress condition.
In contrast to the ESS, the (A') – and (B')-optimal holes exist under much weaker conditions. On the other hand, the integral criteria are computationally more stable than the point wise quantities and hence can be easily embedded into stochastic optimization. For a variety of geometries, this two-fold advantage permits us to numerically solve the shape optimization problem at hand by a standard genetic algorithm approach. As an example, a circular disk with two identical side holes under a uniform compression is considered. The results obtained show that the optimal holes are kidney-like in shape. Compared to the widely used circular holes they diminish the hoop stresses up to tens of percents depending on the holes mutual arrangement. It should be remarked that the newly defined criterion is taken over the total region boundary including the fixed outer contour of the disk.
The proposed criterion of the stress field optimality may find further use in arious continuum mechanics problems.

Literature:
  1. Cherepanov, G.P, 1974, "Inverse problem of the plane theory of elasticity," J. Appl. Math. Mech. (38) (5), 913-931.

  2. Vigdergauz, S.B, 1976, "Integral equation of the inverse problem of the plane theory of elasticity," J. Appl. Math. Mech. (40) (3), 566-569.



ההרצאה תתקיים ביום רביעי כ' טבת תש"ע (6.01.2010)
שעה 16:30
בנין אוירונוטיקה חדר 241
כבוד קל יוגש לפני ההרצאה
המשך...

יום רביעי, 16 בדצמבר 2009

The Gaussian Mixture MCMC Particle Algorithm for Dynamic Cluster Tracking

אבישי כרמי


Signal Processing and Communications Laboratory
Department of Engineering, University of Cambridge, UK

The problem of multiple object tracking (MOT) poses major challenges for researchers in the fields of estimation and sensor fusion. Essential difficulties that are frequently encountered in MOT refer to a) data association, namely, the need to efficiently associate observations with their emitting sources in a highly cluttered environment, b) complex behavioral dynamics which might involve social interactions between objects, and c) adequate statistical representation of the overall scenery. In this talk I will elaborate on some of these issues and present a unified approach for tracking multiple clusters of coordinated objects based on a novel Markov chain Monte-Carlo (MCMC) filtering scheme.

Belonging to the family of sequential Monte-Carlo (SMC) algorithms, the newly proposed filter relies on a discrete approximation of the posterior probability density function of the joint state. As opposed to the conventional SMC approaches which tend to become inefficient in high-dimensional settings, the proposed filtering method naturally copes with complex scenarios consisting of many objects owing to its Metropolis-Hastings core. A demonstration of the new filter’s performance when applied for feature tracking in a video sequence will be presented.

The seminar will take place on Monday, 28.12.2009,
at 13:30, in the Seminar Room,
Asher Space Research Institute

Light Refreshments will be served before the seminar.
המשך...

יום שלישי, 8 בדצמבר 2009

תיאום, בקרה והקצאת משימה למצנחים אוטונומיים משתפי פעולה

אלכסיי רוסיץ'

עבודת מחקר לקראת תואר מגיסטר למדעים
בהנחיית פרופ'/ח פיני גורפיל

הנחיה מדויקת של מצנחים אל משטחי הנחיתה המיועדים ותיאום בין המצנחים בעת מעופם חיוניים לשם הצלחתן של משימות הצנחת מטענים ולהחזרה בטוחה של חלליות לכדור הארץ. בעשורים האחרונים, הושקעו מאמצים רבים בפיתוח מצנחים מסוג parafoil בעלי יחס גלישה גבוה וטווח רחב של כושר נשיאה. כמו כן, פותחו אמצעים להנחיה של המצנחים. כיום קיימים מצנחים בעלי יכולת ניווט אוטונומי בעזרת מערכת איכון עולמית (GPS) וחיישנים נוספים.

העבודה הנוכחית עוסקת בחקר היתרונות הטמונים בשיתוף פעולה והקצאת משימות בקבוצות של מצנחים אוטונומיים. כל מצנח מייצר מסלול ייחוס בזמן אמת ומסוגל לנווט אל המטרה באמצעות עקיבה אחר מסלול זה. בהרצאה תוצג שיטה חדשה ליצירת מסלולי ייחוס וינוסחו אוסף של חוקים התנהגותיים הקובעים את התנועה היחסית של המצנחים הגולשים. האוסף, המורכב מחוקים פשוטים, מוליד התנהגות חדשה (emergent behavior) הידועה כ-flocking (התנהגות המדמה להקת ציפורים). מכיוון שלמצנח אין יכולת לחוש את מיקומם של מצנחים אחרים, תיאום מבוזר בין המצנחים נשען על רשת תקשורת אד-הוק אלחוטית. אותה הרשת תשמש להקצאה מבוזרת של משימות בזמן אמת ובכך תאפשר למצנחים להתמודד עם התנאים המשתנים. לשם בחינה של השפעה הדדית של עקיבת מסלול והתנהגות להקה (flocking) הוקמה סימולציה מרובת סוכנים. הסימולציה מבוססת על מודל שש דרגות חופש של מצנח משא כבד. התוצאות מראות יתרונות של flocking עבור מצנחים אוטונומיים. יישום של flocking לא רק מבטיח שמירה על הפרדה בטוחה בין המצנחים אלא מאפשר גם לצמצם פיזור של נקודת הנחיתה ולהקטין השפעתן של השגיאות בשערוך הרוח.

ההרצאה תתקיים ביום שני ד' בטבת תש"ע (21.12.2009)
שעה 13:30
בנין אוירונוטיקה חדר 241
כבוד קל יוגש לפני ההרצאה
המשך...

קורס מיוחד: חישה לווינית של אווירוסולים ופרמטרים מטאורולוגים באטמוספירה

סדנת לימודים מרוכזת

בתקופת החופשה שבין סמסטר חורף לסמסטר אביב תש"ע, אחרי תום תקופת מועדי א', תינתן ביחידה להנדסת סביבה, מים וחקלאות סדנת לימודים מרוכזת בנושאי חישה לווינית של אווירוסולים ופרמטרים מטאורולוגים. הקורס משלב הרצאות ע"י שני חוקרים מובילים מ- NASA תוך שילוב עבודה עצמית מונחית על ידם במעבדת מחשבים. הקורס מיועד למשתלמים ולסטודנטים מצטיינים בתואר ראשון להם רקע מתאים.

ניקוד – 1.5 נק' אקדמיות
  1. מועד: בחופשה שבין שני הסמסטרים בתש"ע, אחרי סיום מועדי א'
  2. שעות וימי הקורס (סה"כ כ- 26 שעות הרצאה+תרגול):
    1. יום א' 21.2.10 14:30-17:00
    2. ימים ב'-ד' 22-24.2.10 8:30-17:00
    3. יום ה' 25.2.10 8:30-12:30
  3. מורים: Dr. Richard Kleidman and Dr. Robert Levi, NASA Goddard Space Flight Center.
  4. מיקום: מעבדת המחשבים בבורוביץ 424 (או 425, תלוי במספר הנרשמים).
  5. עלות: 300 ₪ למשתתף.
  6. רישום מוקדם: על מנת שנוכל להתכונן לקורס באופן מיטבי נדרש רישום מוקדם (עקרוני). אנא הודיעו לי בדוא"ל (dbroday _AT_ tx) אם בכוונתכם להשתתף בקורס. התשלום יכול (ורצוי) שיהיה ע"י העברה תקציבית של המנחה. במידה ולא מתאפשר, ניתן לשלם במזומן – תינתן קבלה. מספר המקומות מוגבל.

סילבוס


The quantity and availability of remote sensing data is expanding rapidly. The vastness and complexity of the data can actively discourage investigators new to the field from making use of the data. Even those who are willing to scale the steep learning curve required to use the data often err in making proper use of data from an unfamiliar sensor. The MODIS atmosphere remote sensing workshop will give new users enough exposure and familiarity to the whole process of obtaining, understanding, and using MODIS atmosphere data products so that they can proceed to work with this data independently. Hands on activities are stressed throughout the workshop, which will take place in a computer facility with internet access for all participants. All software used in the workshop is freely available. It is assumed that participants will have completed coursework or have a basic understanding of atmospheric science and remote sensing. Attendees are not expected to become experts in this brief time period but should be able to acquire a familiarity with how and where to obtain the data, how to make proper use of the data, and the sense that they can successfully continue to explore and employ these materials on their own.

Topics covered during the workshop include:
  • Organization and structure of MODIS products, information about the MODIS sensor
  • Searching for and obtaining data
  • How MODIS atmosphere products are constructed
  • Understanding and use of important aerosol and cloud parameters included in the data set
  • Software tools used for data analysis, on-line data analysis tools
  • The AERONET worldwide network of ground based sunphotometer data
  • The AERONET synergy tool
  • Important ancillary data sets, aerosol product validation
  • An introduction to additional sensors in the A-train and the A-train data depot
  • Additional sensors: Parasol, MISR, Calipso
המשך...

יום שלישי, 1 בדצמבר 2009

מהחלל האסטרטגי לחלל הטקטי

אל"ם (מיל.) יורם אילן-ליפובסקי

משך שנים רבות היו יישומי החלל הביטחוניים בעיקרם אסטרטגיים. עם השנים מתרחבים קשת האיומים וזירת הלחמה הופכת גלובאלית. טווחי מערכות הנשק גדלים, ראשי הקרב מתחזקים וגדלים במספרם, וגם רבים מפגעי הטרור מופעלים מבסיסים מרוחקים.

מעצמות גדולות דוגמת ארה"ב יכולות לפעול בכל טווח נדרש – צי ארה"ב יכול להגיע לכל ים, נושאות המטוסים האמריקאיות על כל קבוצת הלחמה שלהן יכולות לקרב את המטוסים לזירת הלחימה. משם יוכלו לבצע משימות אפילן ללא צורך בתדלוק האוירי. קבוצת הלחימה הזאת יכולה לסייע ולתמוך במטוסים הלוחמים בעומק במיגון דרכים - במודיעין, בקשו"ב (קשר שליטה ובקרה) בלחמה אלקטרונית, באיתור טייסים, בחילוץ והצלה ועוד.

לחיל האויר האמריקאי בסיסים בכל רחבי בעולם, ואלפי מטוסים ומלטים ארוכי טווח וברי תידלוק אוירי. הוא מצויד ומצטייד בעוד מאות מטוסי תדלוק משוכללים ובמערך שלהם של מערכות סיוע ללחימה. מכאן ברור כי חיל האויר האמריקאי יכול לפעול ביעילות בכל נקודה בתבל.

למעצמה כארה"ב גם מגוון רב של מערכות חמוש ארוכות טווח המגיעות לטווחים גלובאליים - בין היתר אלפי טילים בליסטיים ארוכי טווח וטילי שיוט (ברי שיגור מהיבשה, מהים, ומהאוויר) היכולים להגיע גם הם לכל נקודה בתבל.

גם מערכות הסיוע ללחימה של מעצמה כארה"ב (מהיבשה מהאויר מהים ומיוחד מהחלל) עולות במידת מה על יכולותיהן של מדינות בינוניות וקטנות כישראל, באם מדינה קטנה כישראל מוצאת לנכון לבנות יכולת לפעילות מבצעית וללחימה בעומק הן חייבות לדעת המרצה להסתייע במערכות חלל טקטיות. למערכות חלל אסטרטגיות חשיבות ראשונה במעלה לצורכי איסוף מודיעין אסטרטגי והכנות ללחימה. בעת הלחימה עצמה יכולת סיוען בזמן אמיתי מוגבל ביותר.

בהרצאה תוצג - תפישה חדשנית, המתאימה במיוחד למדינות בינוניות וקטנות דוגמת ישראל, להרחבת יכולות הסיוע בחלל גם ליישומים טקטיים. לצורך יישום התפישה ייעשה שימוש רב בלווינים קטנים וזעירים (מיקרו וננו לווינים), אשר יפעלו במשותף ויהיו ברי שיגור לפי דרישה, .לוינים קטנים אלו יהיו עתירי חידושים תפישתיים וטכנולוגיים ומחירם פועלים בחלל יהיה נמוך בסדר גדול ממחיר מיני-לווינים דומים של היום. לווינים קטנים אלו יהיו ברי שיגור ממטוסים גדולים וקטנים, וישוגרו למסלולים אופטימאליים בהתאם לאופי המשימה ותכונות המטעדים.

למערכת המוצעת של לווינות טקטית מבוססת מיקרולווינים המשוגרים למשימות ממוקדות רק בעת הצורך, תהיינה גם יכולות חשובות לסייע ביעילות ובמהירות לאיתור, הצלה, וטיפול דחוף ומיידי באזורי פגועי אסונות רחבי היקף.

ההרצאה תתקיים ביום שני כ' בכסלו תש''ע (07.12.2009)
שעה 13:30
בנין אוירונוטיקה חדר 241
כבוד קל יוגש לפני ההרצאה
המשך...

יום שישי, 27 בנובמבר 2009

גופים תמירים בשכנות לכנף

מורן לניאדו פיין

עבודת מחקר לקראת תואר מגיסטר במדעים
בהנחיית פרופסור מחקר דניאל וייס

מבנה של גופים תמירים הצמודים לכנף נמצא בכלי טיס בקונפיגורציות שונות. דוגמאות לכך הן חימוש התלוי על הכנף, מיכלי דלק, אמצעי מודיעין ועוד. בתכנון ההנדסי של המבנה נלקחים בחשבון גורמים שונים כגון, השפעת המבנה על חוזק הכנף, רהיטות שחרור, יציבות ועוד. תכנון נכון של המיקום מבחינה אווירודינמית כול לשפר את הגרר הפועל על המבנה. מחקרים קודמים הראו שכאשר גופים תמירים נעים בשכנות נוצרים כוחות ומומנטים כתוצאה מהאינטראקציה בין הגופים. מטרת המחקר הנוכחי היא להרחיב ולבחון את השפעת נוכחות
הכנף על אותם כוחות אינטראקציה בין גופים תמירים ולספק עקרונות לתכנון יעיל ולאופטימיזציה אווירודינמית בתצורת המבנה של גופים תמירים הנעים בצמוד לכנף. במסגרת העבודה נערכו ניסויים בהם נמדדו הכוחות הפועלים על גופים תמירים הנעים בצמוד לכנף בתצורות מבנה שונות, מרחקים אורכיים ורוחביים שונים בין הגופים התמירים ובין הכנף. מתוצאות הניסויים התקבל שכאשר שני גופים נעים בשכנות ללא מרחק אורכי ביניהם, ניתן להפחית את הגרר בכ-20%. ההפחתה בגרר היא תוצאה של צמיגות ולכן לא ניתן לקבל
תוצאה זו מחישובים תיאורטיים הקיימים כיום אשר מתבססים על תיאוריה פוטנציאלית. מיקום הגופים יחסית לכנף משפיע באופן שונה על כוח הגרר. הגרר קטן באופן משמעותי יותר (מקבל תוספת דחף גדולה יותר) כאשר הגוף ממוקם במרכז הכנף לעומת מיקום קדמי (מעט לפני הכנף), לעומת זאת, כוח הצד וכוח המשיכה בין הגופים גדֵל באופן משמעותי יותר עבור מיקום קדמי. נתון נוסף שהתקבל הוא שכוח המשיכה בין הגופים בקונפיגורציה אנכית (גופים ממוקמים אנכית לכנף ולא אופקית כמקובל) חלש יותר. ניתן לראות מתוצאות הניסויים שכוח משיכה של הגוף אל הכנף מקביל לכוח משיכה של גוף לקיר. תוצאות הנתונים שהתקבלו עשויים לשמש גם כבסיס עקרוני עבור חישובי רהיטות שחרור.

ההרצאה תתקיים ביום רביעי כ"ב בכסלו תש"ע (09.12.09)
שעה 16:30
בנין אוירונוטיקה חדר 241
כבוד קל יוגש לפני ההרצאה
המשך...

Drag Estimation for Conceptual Design

אוהד גור

Department of Aerospace and Ocean Engineering
Virginia Polytechnic Institute and State University

Air vehicle performance is used frequently as a design goal during conceptual design, thus accurate drag estimation is critical in these design studies. Drag of various configurations may be calculated thousands of times during computational conceptual design which is done using Multidisciplinary Design Optimization (MDO) frameworks. This makes Computational Fluid Dynamics
(CFD) inadequate for these processes. During the seminar, subsonic and transonic configurations drag estimation will be presented and validated. The presentation will include the parametric geometry definition, followed by the drag model description. The drag model includes: induced, friction, wave, and interference drag components. The model is compared with test results of subsonic and transonic isolated wings, and a wing body configuration that was used previously in drag prediction workshops. The results of the drag model demonstrate good agreement with wind tunnel test results while requiring very low computer resources. Recently several design teams of undergraduate students that participated in AIAA Undergraduate Team Aircraft Design Competition, used this model. Some of their conceptual designs and drag calculations will be presented.


ההרצאה תתקיים ביום רביעי י"ג בטבת תש"ע (30.12.09)
שעה 16:30
בנין אוירונוטיקה חדר 241
כבוד קל יוגש לפני ההרצאה
המשך...

כנס ישראלי בינלאומי ראשון בתחום ההגנה מטילים

האגודה למדעי התעופה והחלל בישראל , יחד עם העמותה הישראלית להגנה בפני טילים (עיט), מארגנים כנס ישראלי בינלאומי ראשון בתחום ההגנה מטילים.

הכנס ייערך ב-29-28 באפריל 2010 במרכז הכנסים Avenue בקרית שדה התעופה ליד נתב"ג.

לרשותכם קול קורא בעברית ובאנגלית.
המשך...

יום ראשון, 15 בנובמבר 2009

סמינר: זרימה במיקרו-תעלות רדודות

אמיר גת

עבודת מחקר לקראת תואר דוקטור
בהנחיית פרופסור מחקר דניאל ויס ופרופ' יצחק פרנקל

מערכות המשלבות רכיבים בעלי אורך אופייני של מיקרונים, אשר הפכו אפשריות על ידי טכניקות יצור מודרניות, מאפשרות את הקטנת המשקל, צריכת האנרגיה, זמני הפעולה, ועלויות היצור בתחומים של שליטה בזרימה, תאי דלק, אנליזה כימית וביולוגית ועוד. שימושים רבים של מיקרו-מערכות אלו כוללים זרימות גז או נוזל דרך חלק או כל המרכיבים שלהן. למיקרו-מערכות ישנו תפקיד חשוב בכלכלת הידע המודרנית והן בעלות פוטנציאל לתרום בצורה משמעותית למדע ולטכנולוגיה. מימוש פוטנציאל זה מותנה בהבנה מעמיקה של הפיזיקה של מכאניקת הזורמים במיקרו-גיאומטריות. זרימות גזים ונוזלים במיקרו תעלות ישרות ואחידות נחקרו בהרחבה. לעומת זאת, מרבית השימושים של מיקרו-מערכות כוללים זרימות בגיאומטריות עם שינויי חתך, שינויי כיוון זרימה ורשתות מורכבות של מיקרו-תעלות. שיטות יצור נוכחיות של מיקרו-מערכות כוללות פוטו-ליטוגרפיה, מיקרו-עיבוד מכני וחריטה כימית. אופייני לשיטות יצור אלו יצירת גיאומטריות רדודות המוגבלות במרווח הצר בין שני מישורים מקבילים. לפיכך, המחקר הנוכחי מתמקד באנליזה של זרימות דרך מיקרו-גיאומטריות רדודות עם שטח חתך משתנה ורשתות של מיקרו-תעלות. אנו משתמשים באנליזה אסימפטוטית ובתורת הפונקציות האנליטיות לפתח
מודל אסימפטוטי מסדר ראשון לזרימות במיקרו-תעלות רדודות אשר כולל אפקטים של דחיסות, דלילות חלשה, וגיאומטריות קירות צד שונות. פתרונות סגורים לתעלות בעלות גיאומטריה כללית מנוסחים על ידי שימוש בפונקציות גרין. נעשה שימוש בפתרונות הכלליים לאנליזה של זרימות גזיות ונוזליות דרך היצרויות, פניות וצמתים, אשר הינם אלמנטים נפוצים ברשתות של מיקרו-תעלות. ההתנגדויות הצמיגות מוצגות בצורה מפורשת על ידי פונקציות של הפרמטרים המאפיינים את הגיאומטריה ואת התנאים בחתכי הכניסה והיציאה. דיוק התוצאות נבדק על ידי השוואה לחישובים נומריים ומדידות ניסוייות קיימות. הליניאריות של המודל האסימפטוטי, והפונקציות המתארות את ההתנגדות הצמיגה מאפשרים לנו לבצע אנליזה ואופטימיזציה של רשתות מסתעפות דמויות עץ ורשתות של מיקרו-תעלות מקבילות. השיטה המוצגת הינה כללית ויכולה לשמש לתכן ואופטימיזציה של רשתות מיקרו-תעלות
מורכבות, אשר אופייניות לשימושים רבים של מיקרו-מערכות.

ההרצאה תתקיים ביום רביעי ט"ו כסלו התש"ע (2.12.09)
שעה 16:30
בנין אוירונוטיקה חדר 241
כבוד קל יוגש לפני ההרצאה
המשך...

פרופסור יוסף (יוז'י) זינגר


הפקולטה להנדסת אוירונוטיקה וחלל אבלה על פטירתו של

פרופסור יוסף (יוז'י) זינגר

ממקימי הפקולטה, ממניחי התשתית להנדסה אוירונוטית בישראל,
מורה דרך רב השראה, מחנך וחוקר מוערך,
לשעבר דיקן הפקולטה ונשיא הטכניון.

ההלוויה תתקיים ביום ראשון 15.11.09 בשעה 15:00 בבית העלמין
"מנוחת-עולם" בקיבוץ נוה-ים.
המשך...