CAREER: Flow-Induced Instability in Rotating Machines: A Nonlinear Systems & Control Perspective

职业:旋转机器中的流动引起的不稳定性:非线性系统

基本信息

  • 批准号:
    0447576
  • 负责人:
  • 金额:
    --
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2005
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2005-06-01 至 2011-05-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Abstract:Rotating machines based on fluid-film journal bearings are susceptible to flow-induced instability, which are caused by the mechanical-fluid flow dynamic interaction in the rotor-bearing system. Although flow-induced instability was discovered 80 years ago, it still remains an unsolved problem. This is indicative that the two most fundamental questions remain without definite answers: Can operating conditions that cause flow-induced instability be accurately predicted? How can flow-induced instability be mitigated? The essential difficulty of the problem is flow-induced instability is a highly nonlinear, coupled phenomenon. The PI believes systems & control researchers can bring a fresh perspective to the problem through a systems theory-based approach. To that end, the research objectives of this project are: i) develop models that predict the nonlinear mechanical-fluid flow dynamic interactions, ii) exploit stability analysis tools for nonlinear systems to better characterize flow-induced instability, iii) conceive an innovative sensor/actuator paradigm for controlling the instability, and iv) synthesize nonlinear feedback controllers.LSU, like many schools, has systems & control faculty and students throughout several engineering departments. However, LSU is unique in that its Math Department is one of the few in the nation whose main focus area is mathematical control theory. To take advantage of this strength, LSU is in the process of creating a Systems & Control Group that will comprise four Engineering departments and the Math Department. The educational plan of this project will be a key component in this effort. The plan will include four activities aimed at engaging a diverse community of students, promoting cross-disciplinary interactions, and increasing the ethnic/racial diversity of students attracted to the field: i) development of a much-needed control laboratory course, ii) development of a systems & control "tune-up" workshop for graduate students, iii) involvement and mentoring of minority students through collaborations with a local HBCU, and iv) development of a systems & control summer camp for middle and high school students.This research will attract the interest of researchers in the areas of fluid mechanics, tribology, and systems & control alike. The proposed activities will advance the state-of-knowledge within and across these fields by introducing innovative bearing concepts and new control design tools for uncertain nonlinear systems and infinite-dimensional systems. The broader impacts include opportunities for minority students; outreach towards secondary education; broadening the accessibility of systems & control to students across campus and across the state; and dissemination and technology transfer via the activities and industrial partnerships of the Center for Rotating Machinery under establishment at LSU.
摘要:基于液膜轴颈轴承的旋转机器容易受到流动引起的不稳定的影响,这是由转子轴承系统中的机械-流体流动动态相互作用引起的。尽管流动引起的不稳定性在 80 年前就被发现,但它仍然是一个悬而未决的问题。这表明两个最基本的问题仍然没有明确的答案:能否准确预测导致流动引起不稳定的运行条件?如何减轻流动引起的不稳定?该问题的本质困难是流动引起的不稳定是一种高度非线性的耦合现象。 PI 相信系统与控制研究人员可以通过基于系统理论的方法为问题带来新的视角。为此,该项目的研究目标是:i) 开发预测非线性机械-流体流动动态相互作用的模型,ii) 利用非线性系统的稳定性分析工具来更好地表征流动引起的不稳定性,iii) 构思一种用于控制不稳定性的创新传感器/执行器范式,以及 iv) 合成非线性反馈控制器。像许多学校一样,路易斯安那州立大学也拥有系统和控制学院 以及多个工程系的学生。然而,路易斯安那州立大学的独特之处在于,它的数学系是全国少数几个主要研究领域是数学控制理论的系之一。为了利用这一优势,路易斯安那州立大学正在创建一个系统与控制小组,该小组将由四个工程系和数学系组成。该项目的教育计划将是这一努力的关键组成部分。该计划将包括四项活动,旨在吸引多元化的学生群体,促进跨学科互动,并增加该领域吸引的学生的民族/种族多样性:i)开发急需的控制实验室课程,ii)为研究生开发系统和控制“调整”研讨会,iii)通过与当地 HBCU 合作参与和指导少数族裔学生,以及 iv)开发系统和控制 中学生夏令营。这项研究将吸引流体力学、摩擦学以及系统与控制等领域的研究人员的兴趣。拟议的活动将通过引入创新的轴承概念和用于不确定非线性系统和无限维系统的新控制设计工具来推进这些领域内和跨领域的知识水平。更广泛的影响包括少数族裔学生的机会;推广中等教育;扩大校园和全州学生对系统和控制的可及性;通过路易斯安那州立大学建立的旋转机械中心的活动和工业伙伴关系进行传播和技术转让。

项目成果

期刊论文数量(0)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ journalArticles.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ monograph.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ sciAawards.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ conferencePapers.updateTime }}

{{ item.title }}
  • 作者:
    {{ item.author }}

数据更新时间:{{ patent.updateTime }}

Marcio de Queiroz其他文献

An orthogonal basis approach to formation shape control
  • DOI:
    10.1016/j.automatica.2021.109619
  • 发表时间:
    2021-07-01
  • 期刊:
  • 影响因子:
  • 作者:
    Tairan Liu;Marcio de Queiroz
  • 通讯作者:
    Marcio de Queiroz
A Switched Control Strategy for Avoiding Flip Ambiguities in 3D Formations
  • DOI:
    10.1007/s10846-023-01967-3
  • 发表时间:
    2024-02-23
  • 期刊:
  • 影响因子:
    2.800
  • 作者:
    Farid Sahebsara ;Marcio de Queiroz
  • 通讯作者:
    Marcio de Queiroz

Marcio de Queiroz的其他文献

{{ item.title }}
{{ item.translation_title }}
  • DOI:
    {{ item.doi }}
  • 发表时间:
    {{ item.publish_year }}
  • 期刊:
  • 影响因子:
    {{ item.factor }}
  • 作者:
    {{ item.authors }}
  • 通讯作者:
    {{ item.author }}

{{ truncateString('Marcio de Queiroz', 18)}}的其他基金

US-Brazil Collaborative Research on Intelligent Industrial Maintenance Strategies
美巴合作研究智能工业维护策略
  • 批准号:
    1331097
  • 财政年份:
    2013
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Standard Grant

相似国自然基金

肝硬化患者4D Flow MRI血流动力学与肝脂肪和铁代谢的交互机制研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
基于4D Flow MRI 技术联合HA/cRGD-GD-LPs对比剂增强扫描诊断肝纤维化分期的研究
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2025
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
基于4 D-Flow MRI评估吻合口大小对动静脉瘘的血流动力学以及临床预后的影响
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2024
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
构建4D-Flow-CFD仿真模型定量评估肝硬化门静脉血流动力学
  • 批准号:
  • 批准年份:
    2024
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
基于4D-FLOW MRI实现特发性颅内压增高患者静脉窦无创测压和血流动力学分析
  • 批准号:
    82301457
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    30.00 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
结合4D flow的多模态心脏磁共振成像在肥厚型心肌病中的应用研究
  • 批准号:
    n/a
  • 批准年份:
    2023
  • 资助金额:
    0.0 万元
  • 项目类别:
    省市级项目
驻高海拔地区铁路建设工程项目员工的Flow体验、国家认同与心理韧性:积极环境心理学视角
  • 批准号:
    72271205
  • 批准年份:
    2022
  • 资助金额:
    44 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于Flow-through流场的双离子嵌入型电容去离子及其动力学调控研究
  • 批准号:
    52009057
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    24.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
主动脉瓣介导的血流模式致升主动脉重构的4D Flow MRI可视化预测模型研究
  • 批准号:
    82071991
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    56 万元
  • 项目类别:
    面上项目
基于4D Flow MRI探讨侧支循环影响颈内动脉重塑的机制研究
  • 批准号:
    81801139
  • 批准年份:
    2018
  • 资助金额:
    21.0 万元
  • 项目类别:
    青年科学基金项目

相似海外基金

Flow-Induced Structures in Lyotropic Chromonic Liquid Crystals
溶致发色液晶中的流动诱导结构
  • 批准号:
    2245163
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Standard Grant
Elucidation of the inhibitory mechanism for chewing-induced brain blood flow in patients with jaw deformity.
阐明颌畸形患者咀嚼引起的脑血流的抑制机制。
  • 批准号:
    23K09449
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Flow property and flow-induced structure of micellar solutions in a continuously arranged cavity flow
连续排列空腔流中胶束溶液的流动特性和流动诱导结构
  • 批准号:
    23K03654
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
CDS&E: Multiscale Computational Modeling of Flow-Induced Mechanical Deformation via Nonlocal Formulations
CDS
  • 批准号:
    2245343
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Standard Grant
Predicting flood-induced flow and sediment dynamics using data-driven physics-informed models
使用数据驱动的物理模型预测洪水引起的流量和沉积物动力学
  • 批准号:
    2233986
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Standard Grant
Numerical analysis of collective motion and flow-induced structure in dispersion system of biological particles with taxis
滑行生物颗粒分散体系中集体运动和流致结构的数值分析
  • 批准号:
    23K03667
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
On the effective flow-induced noise reduction technique by controlling the acoustic transmission loss at the fluid-solid interface
通过控制流固界面声传输损失的有效流致降噪技术
  • 批准号:
    23K03747
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
Blood Flow Scope Evaluation and Development of a Novel Treatment for Cooling Therapy for Chemotherapy-Induced Peripheral Neuropathy
血流范围评估和化疗引起的周围神经病变冷却疗法新疗法的开发
  • 批准号:
    23K14721
  • 财政年份:
    2023
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
Flow-Induced Noise in Low- and High-Speed Flows: Towards the Development of a Quieter Environmentally Friendly Aircraft
低速和高速流动中的流动引起的噪声:致力于开发更安静的环保飞机
  • 批准号:
    RGPIN-2021-04194
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    Discovery Grants Program - Individual
Aerodynamic loading and flow induced vibrations in ground effect
地面效应中的空气动力载荷和流动引起的振动
  • 批准号:
    574814-2022
  • 财政年份:
    2022
  • 资助金额:
    --
  • 项目类别:
    University Undergraduate Student Research Awards
{{ showInfoDetail.title }}

作者:{{ showInfoDetail.author }}

知道了