Dynamique des gaz et combustion du Rim-Rotor Rotary Ramjet Engine (R4E)

Le Rim-Rotor Rotary Ramjet Engine (R4E) a le potentiel de remplacer les turbines à gaz de 1 MW et moins en offrant : (1) une densité de puissance de 7.6 kW/kg, soit le double des turbines à gaz actuelles, (2) une meilleure fiabilité et un moindre coût par sa pièce mobile unique et (3) une efficacité de plus de 20 %, soit similaire aux turbines à gaz de cette puissance.Le R4E convertit la grande vitesse tangentielle du mélange air-carburant, idéalement 1000 m/s, en une grande pression dans la chambre de combustion. La combustion des réactifs augmente le volume du gaz ce qui force les produits à sortir à une grande vitesse tangentielle. La poussée générée est récupérée en travail mécanique à l'arbre directement ou est convertie en électricité. Ce travail présente la conception de la géométrie des propulseurs à l'aide d'un modèle 1D généralisé basé sur l'analyse préliminaire, ainsi que la validation expérimentale d'un prototype faisant la preuve de concept du R4E à travers 5 étapes principales s'étendant sur 2 versions du prototype : (1) la friction aérodynamique, (2) l'écoulement dans le moteur, (3) l'allumage, (4) la combustion et (5) la démonstration de la puissance nette des ailettes. La friction aérodynamique de la paroi externe du Rim-Rotor dépasse de 35 % les modèles actuels ce qui en fait le mécanisme de perte le plus important.Le débit massique dans le moteur est de 30 % inférieur à la valeur estimée par le modèle 1D pour la géométrie testée. La puissance de trainée des statoréacteurs sans combustion mesurée est en ligne avec la puissance prédite pour un débit massique corrigé expérimentalement. En ce qui concerne la combustion dans le moteur, le champ centrifuge extrême domine le mécanisme de propagation de la flamme. Un modèle simple de flottaison est utilisé pour prédire la longueur du front de flamme, représentant les produits chauds qui ont tendance à"flotter" sur les réactifs froids. Un modèle numérique est élaboré pour valider la propagation de la flamme jusqu'à une accélération centrifuge de 1.1 million de g et montre une bonne corrélation avec le modèle simple. Une efficacité de combustion de 85% est démontrée avec un second prototype pour une accélération centrifuge jusqu'à 284 000 g, soit 25 fois supérieures à la plus grande valeur testée dans la littérature. Une fois la combustion stabilisée, ce prototype a été en mesure de produire une légère poussée, une première pour les moteurs à statoréacteur rotatif

Extraction of Uranium from Seawater: Design and Testing of a Symbiotic System

Uranium present in low concentration in ocean water has the potential to greatly augment the current fuel reserve for nuclear power generation, but the challenge of extracting it economically remains. Two new designs of seawater uranium extraction systems are proposed in this paper—a stationary system and a continuous system—both of which utilize a braided polymer adsorbent. The stationary system simplifies the recovery procedure, and it is predicted to produce uranium at $326/kg. The continuous system is attached to an offshore wind turbine system to eliminate the need for additional mooring and increase the overall energy-gathering ability of the wind farm system. This system could maximize the adsorbent yield and achieve a production cost of$403/kg of uranium.MIT Energy InitiativeS. D. Bechtel, Jr. Foundatio

Schedule Earth Observation satellites with Deep Reinforcement Learning

International audienceOptical Earth observation satellites acquire images worldwide , covering up to several million square kilometers every day. The complexity of scheduling acquisitions for such systems increases exponentially when considering the interoperabil-ity of several satellite constellations together with the uncertainties from weather forecasts. In order to deliver valid images to customers as fast as possible, it is crucial to acquire cloud-free images. Depending on weather forecasts, up to 50% of images acquired by operational satellites can be trashed due to excessive cloud covers, showing there is room for improvement. We propose an acquisition scheduling approach based on Deep Reinforcement Learning and experiment on a simplified environment. We find that it challenges classical methods relying on human-expert heuristic

Learning parameters for the sequence constraint from solutions

This paper studies the problem of learning parameters for global constraints such as Sequence from a small set of positive examples. The proposed technique computes the probability of observing a given constraint in a random solution. This probability is used to select the more likely constraint in a list of candidates. The learning method can be applied to both soft and hard constraint

Conception d’un Dispositif pour Interagir avec des Données Multidimensionnelles : Disco

National audienceThis paper presents the design of a new device, DISCO. In addition to the traditionnal mouse capabilities, DISCO offers multiple degrees of freedom suitable for multidimensioannl data manipulation. We present various usage scenarios and explore the handling of this device through two studies. First we observe the user’s hand posture on three versions of Disco with different form factors. Then we study the capabilities and limitations related to physical translations, rotations (yaw) and tilt (pitch, roll) on two versions of Disco according to three hand postures. Based on the results, we propose design guidelines to create interaction techniques that take benefit of the degrees of freedom of the device to interact with multidimensional data.En s’inspirant de travaux fondateurs proposant des souris à multiples degrés de liberté, cet article présente la conception d’un nouveau dispositif d’interaction basé sur le principe du culbuto : Disco. Nous présentons divers scénarii d’usage et explorons la manipulation de ce dispositif au travers de deux études. D’abord nous observons la prise en main de trois versions de Disco avec différents facteurs de forme. Ensuite nous étudions les capacités et limites liées à la translation, rotation (yaw) ou inclinaison (pitch, roll) physique de deux versions de Disco selon trois prises en main différentes. A partir des résultats nous proposons des guides de conception afin de créer des techniques d’interaction qui exploitent au mieux les différents degrés de liberté du dispositif pour interagir avec des données multidimensionnelles

The Roly-Poly Mouse: Designing a Rolling Input Device Unifying 2D and 3D Interaction

International audienceWe present the design and evaluation of the Roly-Poly Mouse (RPM), a rolling input device that combines the advantages of the mouse (position displacement) and of 3D devices (roll and rotation) to unify 2D and 3D interaction. Our first study explores RPM gesture amplitude and stability for different upper shapes (Hemispherical, Convex) and hand postures. 8 roll directions can be performed precisely and their amplitude is larger on Hemispherical RPM. As minor rolls affect translation, we propose a roll correction algorithm to support stable 2D pointing with RPM. We propose the use of compound gestures for 3D pointing and docking, and evaluate them against a commercial 3D device, the SpaceMouse. Our studies reveal that RPM performs 31% faster than the SpaceMouse for 3D pointing and equivalently for 3D rotation. Finally, we present a proof-of-concept integrated RPM prototype along with discussion on the various technical challenges to overcome to build a final integrated version of RPM