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Rotordynamic Modal Testing via Journal Bearing Lubricant Film - An Experimental Validation
No full textExperimental modal testing is performed in a rotor-bearing system using the journal-bearing lubricant film as an excitation source (shaker). The aerodynamic pressure field between the rotor and the bushing surface is influenced by the pressurized air injection through four orifices orthogonally machined on the bushing surface. The air injections are independently controlled by four piezoelectric stack actuators. Fluid film excitation forces resulting from the aerodynamic pressure variations are dependent on: i) the air supply pressures; ii) the DC amplitudes of the input signals to the piezoelectric actuators, i.e., opening-closing the flow through the orifices; iii) the AC amplitudes of the input signal – a Gaussian-distributed signal – supplied to the piezoelectric actuators; iv) different configuration of active injection orifice; and v) the journal angular velocity. The estimation of damping ratios and natural frequencies is done using a combination of four operational modal analysis (OMA) algorithms. Additionally, classical experimental modal analysis (EMA) is performed using an instrumented impact hammer and the results are used as a benchmark for the validation of the results coming from the novel technique combining the excitation via fluid film with output-only modal analysis algorithms. Good agreements between the two experimental approaches are found. The influence of the amplitudes of the input signal to the piezoelectric actuators, the air supply pressure, the orifice activation layouts, and the rotor angular velocities on the natural frequencies and damping ratios of the rotor-bearing system are investigated using both experimental dynamic testing techniques
A Presentation of Control Theory Applied to the Design of Controllable Segmented Gas Foil Bearings
No full textWith industry diverging away from the use of oil in the hopes of a more environmentally friendly production, the use of Gas Foil Bearings (GFBs) can facilitate an oil-free alternative for high-speed rotating light machinery. Currently, their application is, however, limited by their low load-bearing capability and low vibration damping. Hybridization has the possibility to mitigate these limitations. The system presented in this paper demonstrates the increased system capabilities through passive and active Hybrid Gas Foil Bearings (HGFB) with radial gas injection. The non-linear differential equations comprising the system, pressure states, foil deflections, rotor movements, and actuator position, are solved simultaneously with and without control feedback. The presented results comprise unbalance response waterfall diagrams
Thermomechanischer Kontakt und stochastische Dynamik gleitender Körper mit rauen Oberflächen
Full text linkIn dieser Arbeit wird der Reibwert für den trockenen Kontakt zweier gleitender metallischer Körper in Abhängigkeit verschiedener physikalischer Parameter berechnet. Dafür wird ein thermomechanisches Modell entwickelt und für verschiedene Kontaktkonfigurationen unter Berücksichtigung der Oberflächenrauigkeit beider Kontaktkörper ausgewertet. Darüber hinausgehende Untersuchungen zu den Auswirkungen des berechneten Reibwerts im Kontext von reibungserregten Schwingungen schließen sich an
Surrogate-based uncertainty quantification and parameter optimization in simulations of the West African monsoon
Full text linkDer westafrikanische Monsun (WAM) ist ein bedeutendes meteorologisches System mit weitreichenden Auswirkungen, dessen komplexe Wechselwirkungen Wetter- und Klimamodelle vor große Herausforderungen stellen. Unsicherheiten in Modellparametrisierungen, beispielsweise bei hochreichender Konvektion oder der Wolkenmikrophysik, beeinflussen die Vorhersagegenauigkeit erheblich. Diese Arbeit stellt einen Ansatz auf Basis von Ersatzmodellen vor, um diese Unsicherheiten zu quantifizieren und Modellparameter gezielt zu verbessern.
Dazu wird ein Verfahren entwickelt, das den Parameterraum zunächst in einen gleichverteilten Eingangsparameterraum überführt, in dem Stichprobenverfahren sowie Surrogatmethoden angewandt werden. Ergebnisse aus Simulationen mit dem Icosahedral Non-Hydrostatic (ICON)-Modell des Deutschen Wetterdienstes werden mithilfe der Gaußprozess- und Hauptkomponentenregression analysiert, um den Rechenaufwand zu reduzieren. Der Einfluss der Modellparameter wird durch globale Sensitivitätsanalysen und Parameterstudien untersucht, gefolgt von Optimierungen unter Einbezug von meteorologischen Referenzdaten.
Die Ergebnisse zeigen, dass unter den untersuchten Parametern insbesondere die Entrainment-Rate, die die Durchmischung zwischen aufsteigender Luft und Umgebungsluft beeinflusst, die Endfallgeschwindigkeit von Eispartikeln und der verdunstungsaktive Bodenanteil, der die Bodenfeuchte und damit die Verdunstung reguliert, den größten Einfluss auf das WAM-System haben. Eine Verringerung der Entrainment-Rate führt zu einer Verbesserung der Simulation von Niederschlag, bodennaher Luftfeuchte und Luftdruck. Allerdings sind Verbesserungen über alle Variablen hinweg begrenzt, was auf eine bereits gut abgestimmte Standardkonfiguration des ICON-Modells hindeutet. Die Ergebnisse verdeutlichen strukturelle Herausforderungen, etwa die begrenzte Möglichkeit, die gewünschten räumlichen Muster durch Parameteranpassungen zu erzielen, sowie Zielkonflikte zwischen verschiedenen meteorologischen Größen. Dies unterstreicht die Notwendigkeit, neben den Parameterwerten auch die Modellphysik und die räumliche Auflösung weiterzuentwickeln
Surrogate-based uncertainty quantification and parameter optimization in simulations of the West African monsoon
Full text linkThe West African monsoon (WAM) is a complex climatic system with major impacts. This study uses a surrogate-based framework to quantify uncertainties in model parameterizations and to improve simulations with the ICON model. By applying Gaussian process and principal component regression, the approach enables efficient sensitivity analysis and optimization. Results highlight key parameter influences on the WAM and demonstrate the framework’s effectiveness
Thermomechanischer Kontakt und stochastische Dynamik gleitender Körper mit rauen Oberflächen
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Going Beyond Counting First Authors in Author Co-citation Analysis
Full text linkThe present study examines one of the fundamental aspects of author co-citation analysis (ACA) - the way co-citation
counts are defined. Co-citation counting provides the data on which all subsequent statistical analyses and mappings
are based, and we compare ACA results based on two different types of co-citation counting - the traditional type that
only counts the first one among a cited work's authors on the one hand and a non-traditional type that takes into
account the first 5 authors of a cited work on the other hand. Results indicate that the picture produced through this non-traditional author co-citation counting contains more coherent author groups and is therefore considerably clearer. However, this picture represents fewer specialties in the research field being studied than that produced through the traditional first-author co-citation counting when the same number of top-ranked authors is selected and analyzed. Reasons for these effects are discussed
Homogenisierung und numerische Implementierung der Reynolds-Gleichung für einen zweiseitig rauen Schmierspalt
Full text linkIn vielen technischen Systemen wird die Lagerung von Bauteilen durch hydrodynamische Gleitlager realisiert. Die Kraftübertragung erfolgt hierbei je nach Betriebszustand durch eine Kombination aus Festkörperkontakten und einem sich selbst ausbildenden, hydrodynamischen Druckfeld des Fluids. Die resultierende und für die Systemdynamik wichtige Reibkraft wird dabei normalerweise als sogenannte Stribeck-Kurve dargestellt. Als eine wichtige Einflussgröße auf die Kontaktkräfte bei geschmierten Kontakten hat sich mittlerweile die Oberflächenrauheit herausgestellt. So wurde in einer vorangegangenen Bachelorarbeit „Implementierung der homogenisierten Reynoldsgleichung für die Berechnung der Kontaktkräfte beim einseitig rauen Schmierspalt“ bereits der Einfluss der einseitigen Rauigkeit im Bereich reiner Flüssigkeitsreibung näher untersucht.
Im Rahmen der vorliegenden Arbeit soll die Modellierung nun auf zweiseitige Rauigkeit und schließlich die Berechnung einer Stribeck-Kurve erweitert werden. Daher ist insbesondere auch der Mischreibungsbereich von Interesse, wobei in einem ersten Modellierungsschritt der Einfluss der Kontaktkräfte auf die makroskopische Geometrie vernachlässigt werden kann. Herausforderungen hinsichtlich Numerik und Modellierung sollen herausgearbeitet und dokumentiert werden. Für die Erstellung der rauen Oberflächen und die Berechnung des Kontaktdruckes für den Festkörperkontakt werden MATLAB-Programme zur Verfügung gestellt
Variations on the Author
Full text link“Variations on the Author” discusses two of Eduardo Coutinho’s recent films (Um Dia na Vida, from 2010, and Últimas Conversas, posthumously released in 2015) and their contribution to the general question of documentary authorship. The director’s filmography is characterized by a consistent yet self-effacing form of authorial self-inscription: Coutinho often features as an interviewer that rather than express opinions propels discourses; an interviewer that is good at listening. This mode of self-inscription characterizes him as an author who is not expressive but who is nonetheless markedly present on the screen. In Um Dia na Vida, however, Coutinho is completely absent form the image, while Últimas Conversas, on the contrary, includes a confessional prologue that moves the director from the margins to the center of his films. This article examines the ways in which these works stand out in the filmography of a director who offers new insights into the notion of cinematic authorship
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