强化REU研究项目
2024年夏季可用研究项目摘要
这里介绍的研究项目总结是工作REU参与者的代表 会在ag亚游集团App下载演出吗. 鼓励学生确定具体的项目 在申请过程中感兴趣，接受通知将表明 录取通知书与教师导师和一般项目有关. 具体的 学生将在夏季完成的项目可能与这些描述不同 随着研究方向和兴趣的发展.
申请将于2023年11月15日开始接受! 在此申请:http://etap.nsf.gov/
教师指导: Dr. 迈克尔Hargather，机械工程教授
折射成像技术，如纹影和阴影成像被用于可视化
可压缩流中的激波和湍流混合. Dr. 哈格尔的团队做到了
一直在开发和应用这些技术的可视化和量化
弹丸周围的密度场. 本项目将探讨定量
不同形状超音速弹丸周围密度场的测量.
REU学生将学习建立纹影成像系统和高速操作
用数码相机记录飞行中抛射物的图像. 学生将表演
实验对不同形状的弹丸进行成像，从锥形到双锥形再到随机形状
从NMT推进剂驱动的气枪系统以超音速发射的物体.
学生将分析图像使用定量纹影技术来确定
对弹丸周围的密度场进行理论和计算比较
分析. 研究成果包括开发高速执行的能力
纹影成像，设置精密电子触发多重复杂系统
数据记录方法，并能进行图像处理和定量
使用MATLAB或Python进行分析.
在数百万年的进化过程中，大自然发展出了各种过程、物体、材料，
和功能，以提高效率. 通过仿生学和灵感，工程师
生物学家利用进化的洞察力为复杂的任务提供解决方案
在航空航天工业中，比如减阻，运动，导航，控制，
传感和无人机/机器人设计. 这个研究项目将调查生物启发
开发和优化行星自主系统的解决方案
探索. REU学生将学习自然物种的特征，例如
如动物、鸟类或昆虫的运动、动力学、结构、行为等.,
将生物启发的经验应用于高效无人机和机器人的设计
行星探索. 学生将对自然物种进行实验室分析
探索机翼几何形状和身体结构，然后将概念应用于设计和
空中、水上或陆地机器人的原型，包括空气动力结构，
控制系统和操作机械. 学生将学习空气动力学、设计
原理，SolidWorks软件进行设计和3D打印，Arduino编程
通过开发仿生无人机/机器人来控制和电路布线.
研究成果将包括提高对飞行空气动力学的理解
为设计的动力平台提供了新的控制算法，并进行了集成
从生物灵感设计到行星探索挑战. 
匹配人体颅骨组织的力学性能(刚度)进行研究
空化和剪切变形在模拟创伤性脑损伤中的作用.
水凝胶配方将优化，包括组织模拟的各向异性
白质性质和各向同性灰质性质，用于光学和
跌落塔装置中颅影撞击时的声学成像.
同时成像的优化要求这些材料是透明的，
包含类似组织的声音散射和组织匹配的衰减. REU学生
高速数码相机能否获取高速加载实验图像
以及高帧率超声波. 了解可能产生的影响情况
在空化所致损伤中，轻重型颅脑外伤有几种
参数会变化:冲击能量，头部方向，超声波位置
换能器、软组织模型和3D打印头骨几何形状. 学生会
利用MATLAB和ImageJ软件提取空化事件的数量、位置、持久性;
以及给定时间段内的频率. 学生将在学习中获得经验
并利用图像处理技术对图像数据集进行量化. 研究成果包括
冲击诱发的创伤性脑损伤的新认识和见解
迈向缓解方法.
增材制造(AM或3d打印)是制造物体的过程
通过沉积材料层. 本项目的重点是将铝热剂添加到标准中
3d打印机的长丝制造出一种高能墨水. 这种墨水可以被3d打印
一种高能材料基材，允许多点启动，用户施加
控制燃烧速率，和/或在含能基材中修改燃烧轮廓.
目前的研究已经证明了20% Ba(NO)的ABS长丝的打印3)2 (硝酸钡)+铝热铝制成可燃几何形状如图4所示.
intensive REU的参与者将通过创建定制的3d打印机来参与这个项目
长丝使用Filabot EX2长丝挤出机，探索变量来增强和
调整能量释放. 一个测试矩阵，其变量包括基丝材料，
将探讨铝热剂体系、质量负荷和燃烧速率增强剂的添加. 在
挤出时，材料的稠度，就长丝直径而言，将是
对每个材料系统进行评估. 性能最好的材料将被打印出来
使用标准的商用3d打印机(e.g. Prusa或Artillery)进行表征
燃烧速率和机械性能(如.g. 抗拉强度)
样品. REU参与者将测试这些高能墨水的有效性
通过有监督的燃烧测试来启动一个有能量的衬底. 的活
参与者将通过生成学习材料选择和设计技巧
在材料矩阵中测试系统. 计划和安全技能
执行燃烧测试，以及材料表征将被开发
由REU学生提供. 研究成果包括可印刷性地图的发展
铝热剂混合物及其对成分的先验材料性质估计的见解
基于材料成分. 
近年来，太空任务在数量、性质和操作人员方面的急剧增加
多年来，对评估和鉴定结构的技术和方法的需求得到了加强
运载工具或有效载荷从发射到
轨道再入. NMT