Active Flow Control at Low Reynolds Numbers by Periodic Airfoil Morphing

This paper investigates the application of a periodically deforming airfoil surface for the purpose of flow control at low Reynolds numbers. A physical model has been fabricated by bonding Macro Fiber Composite (MFC) actuators to the underside of a NACA 4415’s suction surface. The results presented build on work by Jones et al.1 First, the behavior of the surface when actuated at a range frequencies is investigated through a combination of photogrammetric and laser sensor measurements. Second, the aerodynamic performance of this novel flow control technique is presented. It is shown that when the actuation frequency ‘locks-in’ to the surface motion significant improvements in performance are observed in a flight regime notorious for poor airfoil behavior

Effects of AC Dielectric Barrier Discharge plasma actuator location on flow separation and airfoil performance

The goal of this work is to characterize the effect of Dielectric Barrier Discharge (DBD) plasma actuator on the lift and drag coefficients generated by the flow around a NACA 4415 airfoil model using force-balance and Particle Image Velocimetry (PIV) measurements. DBD actuators are mounted at the leading edge, at 30% and 60% of the chord length. The effect of actuation on the airfoil lift and drag at these different locations are studied. It is found that for increasing angles of attack, the actuators need to be located closer to the leading edge and in front of the separation area to produce the best lift or drag coefficient improvements. If located within the flow separation zone, their effects on the airfoil lift and drag coefficients are limited

Ajuste de grades amostrais para o mapeamento da resistência à penetração de um Latossolo Bruno.

O efeito da intensidade de amostragem na variabilidade espacial da resistência à penetração (RP) de um Latossolo Bruno sob sistema plantio direto foi avaliado em uma área de 18,9 ha localizada em Guarapuava/PR. A RP foi determinada em maio de 2011, por meio de um penetrômetro eletrônico, nas profundidades de 5, 10, 15, 20, 25 e 30 cm. Utilizou-se uma grade amostral de 30 × 30 m, totalizando 210 leituras de RP. Os dados foram submetidos à análise geoestatística, realizada para diferentes intensidades de amostragem, simuladas pela exclusão de pontos amostrais distribuídos uniformemente pela área. Considerando todos os 210 pontos amostrados, a RP apresentou dependência espacial em todas as profundidades avaliadas. Os modelos ajustados para os semivariogramas variaram de acordo com a profundidade, sendo os piores ajustes obtidos para a camada de maior interesse para avaliação da compactação do solo (10 a 20 cm). Com a diminuição do número de observações, a RP não apresentou dependência espacial simultaneamente em todas as profundidades entre 10 e 20 cm. A variabilidade espacial da RP é influenciada pela profundidade e pela intensidade de amostragem, de modo que a redução do número de pontos amostrais promove maior erro na estimativa desta variável por krigagem, principalmente na camada de maior interesse para o monitoramento do estado de compactação (10 a 20 cm). Adjustment of sampling grids for soil resistance to penetration mapping in a Haplohumox. The effects of sampling rate on spatial variability of soil resistance to penetration (SRP) in a Haplohumox managed under long-term no-tillage were assessed in an agricultural area with 18.9 ha located at Guarapuava County, Paraná State, Southern Brazil. SRP was evaluated in May 2011 at 5, 10, 15, 20, 25 and 30 cm depth. A sampling grid of 30 × 30 m was used, so that 210 SRP measurements were taken at each depth. The data were analyzed using geostatistical techniques, considering different sampling rates by excluding sampling points evenly distributed in the area. Considering all 210 points sampled, SRP values showed spatial dependence for all depths evaluated. The models adjusted to semivariograms varied according to depth. Worse adjustments were obtained for the most important layer regarding soil compaction evaluation (10-20 cm). By lowering the number of sampling points, the RP showed no spatial dependence simultaneously at all depths between 10 and 20 cm. Spatial variability of SRP is influenced by sampling depth and rate. Reductions in the number of sampling points promote a greater error in the SRP estimate by kriging, especially at the layer of interest to soil compaction measurement

Produtividade de soja e milho após coberturas de inverno e descompactação mecânica do solo.

Resumo ? O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito de coberturas de inverno e da descompactação mecânica do solo sobre o desempenho de soja e milho, em sistema de plantio direto. Foram conduzidos dois experimentos em Eldorado do Sul, RS, sobre Argissolo Vermelho compactado, nas safras 2005/2006 e 2006/2007. No primeiro, o delineamento experimental foi em blocos ao acaso, com parcelas subdivididas. Os tratamentos consistiram de duas profundidades teóricas de atuação da haste sulcadora da semeadora (0,06 e 0,12 m, subparcela) e de três tipos de coberturas do solo no inverno (parcela): pousio, aveia-preta (Avena strigosa) e aveia-preta+ervilhaca (Vicia Sativa). Em 2006, a cobertura aveia-preta+ervilhaca foi substituída por nabo-forrageiro (Raphanus sativus). No segundo experimento, realizado em blocos ao acaso, o solo foi escarificado e os tratamentos consistiram do uso de aveia-preta ou nabo-forrageiro como cobertura de inverno. Os cultivos de cobertura reduziram a compactação superficial do solo (0?0,06 m) em comparação ao pousio e, na safra 2006/2007, sob condições de baixa disponibilidade hídrica, proporcionaram maior produtividade de milho e soja. Isso não se repetiu em 2006/2007, quando a disponibilidade hídrica foi adequada. O aumento da profundidade de atuação das hastes sulcadoras não influenciou a produtividade da soja e do milho. A escarificação reduziu a produtividade da soja e do milho em relação ao SPD contínuo

Variação temporal da resistência do solo sob níveis de compactação em um latossolo.

A compactação do solo causada pelo tráfego de máquinas pode reduzir o rendimento das culturas, em função da restrição radicular provocada por camadas superficiais compactadas. Objetivou-se, com este trabalho, identificar a variabilidade temporal da resistência do solo à penetração (RP) em diferentes estados de consistência do solo e níveis de compactação, em um Latossolo Vermelho distroférrico. Os tratamentos consistiram em: sistema plantio direto escarificado (SPDE); SPD sem compactação adicional (SPDNC); e SPD com compactação adicional pelo tráfego de uma colhedora autopropelida de grãos, em quatro diferentes níveis, representados por 4 (SPDC4); 8 (SPDC8); 10 (SPDC10); e 20 (SPDC20) passadas. O SPDE resultou nos menores valores de densidade do solo (Ds) (0,95 Mg m-3) na camada superficial do solo. A maior Ds (1,53 Mg m-3) foi observada na camada de 5,5-10,5 cm no SPDC20. A RP é sensível para identificação de camadas compactadas em um perfil do solo. O tráfego da colhedora com massa de 7,0 Mg no eixo dianteiro, no SPDC10 e SPDC20, alterou a RP até a profundidade de 40 cm. A RP deve ser determinada com o solo na consistência friável

Determinação do intervalo hídrico ótimo de um latossolo vermelho compactado.

O tráfego de máquinas provoca camadas compactadas que podem interferir no desenvolvimento das plantas. O objetivo deste estudo foi determinar o Intervalo Hídrico Ótimo (IHO) para um Latossolo Vermelho distroférrico cultivado sob sistema plantio direto (SPD) por 15 anos. Os tratamentos consistiram em escarificação do solo para diminuir o estado atual de compactação, SPD contínuo e SPD com compactação adicional provocada pelo tráfego de uma colhedora de 10,28 Mg de massa com quatro, oito, dez e vinte passadas, totalizando seis tratamentos com quatro repetições no delineamento inteiramente casualizado. Os resultados mostraram que a densidade do solo crítica (Dsc), onde o IHO é nulo, foi de 1,32 Mg m-3 na camada de 5,5-10,5 cm e de 1,27 Mg m-3 na camada de 13,5-18,5 cm de profundidade. Para todos os valores de densidade do solo abaixo da Dsc, o limite superior do IHO correspondeu ao conteúdo de água (qv) na capacidade de campo, enquanto que o limite inferior foi determinado pela qv abaixo da qual a resistência do solo à penetração (RP) atinge o valor crítico, equivalente a 2 MPa. A estimativa da RP pelo modelo de Busscher (1990) correlacionou significativamente com os dados observados em todos os estados de compactação

Influence of stochastic estimation on the control of subsonic cavity flow – A preliminary study

This work aims at understanding how the different elements involved in the feedback loop influence the overall control performance of a subsonic cavity flow based on reducedorder modeling. To this aim we compare preliminary and limited sets of experimental results obtained by modifying some relevant characteristics of the loop. Our results support the findings in the literature that use of quadratic stochastic estimation is preferable to the linear one for real-time update of the model parameters. They also seem to indicate the merit of using more than one time sample of the pressure for performing the real-time update of the model through stochastic estimation. The effect of using two different sets of pressure signals for the stochastic estimation also corroborates previous findings indicating the need for optimizing the number and the placement of the sensors used in the feedback control loop. Finally we observed that the characteristics of the actuator can alter significantly the overall control effect by introducing in the feedback loop additional, undesirable frequency components that are not modeled and hence controlled. A compensator for the actuator is currently being designed that will alleviate this problem thus enabling a clearer understanding of the overall control technique