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Sanjay Jayaram, Ph.D.

航空航天与机械工程副教授

Education

Ph.D. Mechanical Engineering, University of Central Florida
M.S. Mechanical Engineering, University of Central Florida
B.S. Mechanical Engineering, R.V. 工程学院，班加罗尔，印度

Research Interests

Dr. Jayaram的研究兴趣包括生物空气动力学、流体结构控制 交互问题，高级控制系统设计(自适应和学习控制)， 多飞行器协调、小航天器设计的容错鲁棒控制 以及空间飞行器的动力系统和控制. Below are some of the research topics he is currently working on.

(虽然上面提到的一些主题没有在下面特别列出，但很感兴趣 鼓励学生联系并讨论潜在的研究课题。

Research Topic 1: Bio-inspired Aerospace Innovative Morphing Structures (Bio-AIMS(流体-结构-控制相互作用问题)

本研究的主要目的是探讨仿生的应用 基于形状记忆合金的变形与气动形状控制. The aerodynamic 后缘的变形和前缘的小结节将提供极好的 航空航天工程的气动和控制特性系统 industry. 气动弹性系统的空气动力学与控制系统综合 变形结构已经显示出设计变形翼段的潜力 是否有助于提高飞机飞行的任务要求 不同的飞行模式，包括跨音速流.

重要的研究课题:

  1. 非定常气动建模导致气动和流动控制使用变形 structures. 这项工作的应用将在流量控制领域 机翼和翼型，仿生气动流动的控制.
  2. 通过提高提升能力，导致无人驾驶飞行器的新设计 同时减少阻力. 在商业上的应用是减少阻力 并为未来的飞机开发节能的流量控制方案.

本研究涉及计算流体力学、实验工作(风洞) 以及流固相互作用的一些方面(颤振和气动弹性)和 如何设计控制系统使气动弹性效应最小化.

研究课题2:结核式垂尾减阻

未来飞机设计(商用、军用或通用)的首要任务之一 (航空)是通过发展技术来减少燃料消耗，从而提高效率 for drag reduction. 文献和实验分析表明，粘滞阻力 (来自皮肤摩擦)贡献了近50%的总阻力 by an aircraft. 减少粘滞阻力直接转化为增加航程 使用相同的燃料或增加相同航程的有效载荷. This would also contribute 以更低的发动机排放创造可持续发展的环境.

可能不可能从每一个都大幅度减少阻力(产生影响) 飞机结构方面，减阻主要来自机翼、垂直和水平 目前正在探索反面.

Vertical tail 飞机的大小是为了补偿起飞时发动机故障的情况 低速爬升包括侧风条件. 垂直尾翼就足够了 大小可以产生足够的侧力来抵消产生的不对称推力 工作的发动机，克服阻力，从失败的发动机(过程称为 “Windmilling”).

NASA与几个飞机设计行业目前正在调查其中一个 采用主动流量控制(AFC)技术的创新方法来降低成本 size (i.e.(湿润面积)，直接导致阻力减小， 同时减少燃料消耗和温室气体排放.

通过数值分析，证明了AFC是一种有效的解决方案 风洞测试在设计和系统工程方面也很复杂 由于它需要在垂直尾翼上安装几个扫射射流致动器，因此 喷嘴出口沿垂直鳍尾缘并指向 降低下游侧力，从而减少阻力.

这项研究涉及在垂直尾部的前缘诱导结核 并研究其对侧力减小和阻力减小的影响. Various 将对前沿和后缘的仿生技术进行评估 to investigate the effects. 这项工作涉及数值分析(CFD)和风 tunnel experiments.

研究课题3:基于智能的变形结构气动控制系统 Learning Control (ILC)

在给定升力要求的情况下，主动反馈控制机翼变形设计 quite challenging. 这包括感知各种测量并提供输入 到控制系统，然后为形状记忆合金生成命令 (SMA)致动器，使机翼变形，使升力特性发生delta变化.

本研究涉及发展反馈控制律，并最终利用 使用人工智能和/或机器的“智能学习控制”方法 学习在给定的条件下自主完成这些气动和稳定性动作 flight regime conditions.

研究课题4:多旋翼无人机紊流地面效应——噪声与稳定性

Topic 4.1 - UAM系统应用的降噪

城市空中交通(UAM)系统作为一种解决方案在全球越来越受欢迎 解决城市交通拥堵这一独特问题. Due to urban applications, UAM被设想为垂直起降飞机系统. 通过市场调研和调查 表明这类系统的广泛使用，存在着独特的技术挑战 此外，这些系统还必须克服安全方面的挑战，才能在城市中广泛使用. 其中一些技术挑战是提高空气动力学效率， 减少噪音，增加起飞和降落时的稳定性和控制性. 

目前，有几个技术领域正在作为“技术差距”进行研究(参见 NASA TP 2020-5007433)，其中技术如增加叶片数量，优化 优化叶片翼型形状，优化叶片平台形状，避免钝尾 边缘等，以改善空气动力学特性.

同样，为了减少城市环境中的噪音，一些地区正在进行研究. Some of the potential areas are:

  • 不规则的动叶间距可以用来改变相互作用的空气动力学. 不规则的转子叶片间距似乎未被探索
  • 探索和理解叶片长度不均匀的影响-每个相对的叶片 可以是相同的长度，但每一组相对的叶片可以是不同的长度.
  • 探索降噪的仿生技术-来自猫头鹰翅膀的灵感 morphology. 探索猫头鹰独特的翅膀形状或叶片变形的潜力 减少噪音(探索生物适应的前沿和前沿 blade)

 

Topic 4.多旋翼垂直起降中地面效应对湍流的影响 Vehicles

多旋翼无人机(VTOL)的降落和起飞是相当困难的，而其中 第二，着陆是最具挑战性和最复杂的. As the vehicle gets closer to the 在地面上，气流的弹跳是一个复杂的问题，目前还没有得到很好的研究 or understood. 目前还没有足够的解决方案来弥补这种复杂性 湍流特性，特别是对于自主无人机. Likewise, this complex 在地面效应的影响下，乱流给飞机的稳定性和控制带来了挑战， 尚未完全开发的领域.

本研究的目的就是要找到解决这些复杂问题的方法. 

Research Scope:

  1. 了解近地面湍流效应(使用CFD的数值方法)
  2. 研究缓解和/或补偿方案(旋翼叶片变形、反向旋转) strategies etc.)
  3. 如何利用研究结果来制定稳定性和控制律 为了平稳着陆和起飞(采用先进的控制技术如组合) 自适应与学习控制系统
  4. 探索利用AI/ML策略重新配置旋翼叶片形状和控制 系统对环境影响或空气动力学变化的要求变化.

研究课题5:分布式多车架构

  • Guidance, Navigation and Control 现代航空航天系统(合作团队) unmanned aerial vehicles)
  • 在不确定的情况下，增加更高层次的决策自主权 (预测健康监测、防撞等. using AI/ML techniques)
  • 最优估计技术，模型预测控制

专业组织及协会

他是许多专业协会的成员，包括AIAA和美国学会 for Engineering Education. 他目前担任航空航天公司的财务主管 ASEE分部，也是AIAA/ASEE利兰·阿特伍德奖委员会主席.

Community Work and Service

Sanjay Jayaram于2005年加入博彩网址大全，担任助理教授 the Department of Aerospace & 帕克斯的机械工程，并成为协调员 2013年8月获得航空航天工程学士学位. 他在佛罗里达大学做助理研究员 从1998年到1999年在太空研究所工作了一年. 他有同行评议的期刊和会议 出版物在许多来源的重点是先进的控制系统设计和航天器 engineering. Jayaram在博彩网址大全领导和指导几个学生设计的航天器 University.