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 会在威尼斯人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