Armando Collazo Garcia III fick mer än han förväntade sig av en kandidatkurs han tog i våras. Han utvecklade en ny förståelse för fysiken för transoniska chocker som produceras över ett laminärt flödesflygplan med sug med gränsskikt och lade till ett publicerat papper i sitt CV.

"När jag fick uppdraget att göra ett forskningsprojekt, Jag insåg att jag redan hade en bra datauppsättning från min magisteruppsats som jag kunde använda på ett nytt sätt, "Collazo Garcia sa." Jag kunde tillämpa linjära algebra -tekniker för att manipulera flödesfältdata och bryta ner informationen i lägen. Lägena gav en ögonblicksbild av olika aspekter av flödet och rankades efter deras energibidrag, med de högre rankade lägena som visar de viktigaste egenskaperna hos flödet. Det fina med denna teknik är att den tar bort allt slumpmässigt brus - all osäkerhet som är förknippad med data - och identifierar de lägen som är viktigast så att vi mer effektivt kan studera processen. "

Arbetet utvecklades för kursen AE 598 — Modal Analysis of Fluid Flow som undervisades av Theresa Saxton-Fox, biträdande professor vid Institutionen för rymdteknik vid University of Illinois Urbana-Champaign.

"Från klassen, Jag lärde mig att använda modalanalystekniker, särskilt, korrekt ortogonal sönderdelning, och hur tekniken kan hjälpa mig att förstå de dominerande lägena och dominerande funktionerna i det aktuella flödet, "Collazo Garcia sa." När jag gjorde analysen, Jag lärde mig hur man övervägde en modell med reducerad ordning som använde dominerande lägen gjorde att jag kunde förstå processens dynamik och viktiga fysik utan ostadighet och brus som finns i data. "

För sin magisteruppsats, Collazo Garcia bedömde den aerodynamiska prestandan och tillhörande flödesegenskaper för en Griffith-typ laminär flödesflygel i den transoniska miljön. Eftersom flygplanet var konstruerat för att fungera i närvaro av aktivt gränsskiktssugning för att underlätta tryckökningen över den bakre kanten, flygplanets aerodynamiska prestanda hindrades när detta sug inte applicerades. En mycket ostadig chockoscillationsprocess observerades också i frånvaro av sugning på grund av en komplex flödesinteraktionsprocess. Det observerades att applicering av sug dämpade denna stora variation i chockläget och ostadig rörelse. Arbetet han började i Saxton-Fox klass tillät honom att använda modalanalys för att utöka kunskapen om denna oscillerande chockprocess.

"Vi fick de tillhörande frekvenserna för varje läge och kunde skapa en rekonstruktion av processen och fånga den viktiga fysiken genom att ta bort all associerad ostadighet och brus i data, "Collazo Garcia sa." Vi såg Mach -vågen bygga upp, vilket leder till den fullt utvecklade chocken. Efter svängning, det försvinner och sedan ser vi igen processen bildas. "

Collazo Garcia sa att rekonstruktionen, som antog ett enda Fourier -läge för varje korrekt ortogonalt sönderdelningsläge, är en mycket enkel teknik som kan tillämpas på andra flöden och andra datamängder med avsikt att förstå den underliggande fysiken, de viktigaste egenskaperna i en ostadig process.

Studien, "Modalanalys av den transoniska chockprocessen över en Griffith-typ, Laminar-Flow Airfoil, "skrevs av Armando R. Collazo Garcia III, Theresa Saxton-Fox, och Phillip J. Ansell. Den presenterades kl AIAA Scitech 2021 Forum .