The  Aerospace  Engineering  Department  is strong and vibrant. Our undergraduate enroll‐ment  remains  at  near  all‐time  high  levels. Simultaneously,  research  activity  has  been increasing. These factors have positioned the Department  to grow within  the College. This growth can be seen in the numbers of faculty, student projects and discretionary resources.    Our  Department  has  historically  been  very active  in  the  areas of  test  and  experimenta‐tion.  Computational simulations of increasing fidelity  can  be  used,  in  some  cases,  to  sub‐stantiate  or  even  replace  traditional  experi‐

mental based studies, or to provide a  measure of  verification. How we incorporate simulation into  the  curriculum,  without  sacrificing       theoretical  foundations  or  hands‐on  experi‐ences,  is being actively pursued.    In  this  issue we describe a sampling of our research efforts in  the  area  of  simulation.  These  areas  cover fluid  mechanics,  propulsion,  solid mechanics  and  automated  meth‐ods to improve  design processes.   

Pete Washabaugh Editor 

PEPL:          Plasmadynamics 

and Electric       Propulsion        Laboratory 

1 

Three  Generations of 

Aeros 

2 

Simulation         Research in         Aerospace          

Engineering 

3 

New Faculty in Aerospace     Engineering 

 

6 

Faculty  Recognitions 

7 

Alumni Merit Award:   

Elmer Gilbert and GilbertFest 2010 

9 

Gerard M. Faeth Memorial Lecture: 

Chung K. Law 

10  

Student              Recognitions        and Projects 

11  

Harm Buning  Scholarship 

11 

Alumni  Resources 

16 

   

   

   

Un i v e r s i t y    

    o f    

Mi c h i g a n  

Aerospace Engineering W i n t e r   2 0 1 0  

  The Plasmadynamics and Electric Propulsion Laboratory (PEPL): 

At the Forefront of Advanced Spacecraft Propulsion Research  

International Electric Propulsion Conference (IEPC) Professor Alec Gallimore chaired  the 31st  International Electric Propulsion Conference, which was held 20‐24  Sept. 2009.    The  IEPC  is  the premiere   conference  of  electric  propulsion  (EP)  and  is  held  every  other  year.  Last year's conference brought together more than 270 researchers, developers, and managers  from  17  countries.  The  IEPC  also  showcased  some  of  the     

Department’ capabilities, including PEPL, and student projects such as cubesats and C‐9 micro‐gravity payloads associated with the Student Space Systems Fabrication Laboratory (S3FL).  

Brief History of PEPL The 6‐m by 9‐m vacuum chamber now referred to as the Large Vacuum Test Facility (LVTF) was built by the Bendix Corporation to test lunar rover proto‐types,  spacesuits,  and  other  devices  in  1962.  In  1982,  the  facility was  do‐nated  to  the University of Michigan, and  in 1992, Professor Alec Gallimore joined the Aerospace Engineering Department and started PEPL. Since then, PEPL has tested 30 EP devices, running the full gamut of technologies includ‐ing:  arcjets,  magnetoplasmadynamic  thrusters,  nanoparticle  thrusters,  ion thrusters, and Hall  thrusters.   This expertise and experience has  led  to  the development of  PEPL’s  own  line  of magnet‐layer Hall  thrusters, developed jointly with NASA and  the US Air Force. PEPL also  routinely engages  in  the qualification  of  flight  Hall  thrusters,  some  of  which  are  now  operating             in space.   

 The research and teaching activities conducted at PEPL can have a much  broader and  lasting  impact  on  the  human  race.    Professor  Gallimore  (pictured  at  left)   remarks, “We offer a way of finding life elsewhere, and therefore, a step closer to finding our place in the universe. And when humanity decides to have a meaning‐ful presence on another world one or more generations in the future, know that it is the work we do here and now that will allow this future to come.”     

The photo above is PEPL’s 4th  genera‐tion Hall thruster (recently featured 

in Aerospace America’s 2009 

highlights edition). 

P a g e   2  

Three 

Generations  

of  Aeros 

The Criel family has witnessed much of the history of our department, including the various locations of  the  department  in:  i)  East  Engineering  on    central  campus, now East Hall;  ii)  the Aerospace Building, now  the Engineering Programs Building on  north  campus;  and  finally,  iii)  the  François‐Xavier  Bagnoud  Building,  also  located  on  north campus.  Harry’s  class  size  was  about    10  (mid‐1950s) while Ben’s class was over 100 (late‐2000s) students. For Harry, the north campus was merely a field where “a” wind tunnel was being built, that is now the location of most of the Department.        There have  also been  interesting pedagogical  changes across  the  three  generations. Harry’s only program choice was Aeronautics and he was  in  the  first class  that did not have  to  take a  steam‐engine  course.  Harry  could  choose  between  several  specializations:    Aerodynamics,  Propulsion, Structures, or  Instrumentation  (Control Systems), and  there were separate propulsion, structures, and wind tunnel labs.  By the late 1970s the Aero program offered, for Todd and Ben,  the choice to emphasize either Aeronautics or Astronautics by their selection of a senior design course; their labs were integrated into two courses.  

Each generation has had memorable  classes or  interactions.   For Harry,  it was automatic  control systems with  Professors  Bob  Howe  and  the Gilbert  twins,  Elmer  and  Edward, where  they  used      analog computers.   Harry also recalls the study of oscillations of non‐linear systems with Professor Lawrence Rauch—one of the most difficult classes, but also one of the most useful—and he lauded  J.D. Shetzer as being an excellent teacher. The Department had a flight test course at Willow Run Airport that involved going up in an airplane to check out airspeed indicator; unfortunately, due to weather  conditions,  the  class  averaged only  two  flights per  semester.  Todd  took  introduction  to Aero from Wilbur Nelson where they visited the Ann Arbor Airport, and he too was able to fly, while Professors  Bill  Powers  and  Don  Greenwood  fostered  his  interest  in  controls  and  simulation.             Ed Lesher’s Airplane design class—where everyone had to do everything—was an all‐encompassing experience  that  required a  full  report on  the  last day of  class,  challenging  students’  skills  in  time management. Todd also recalls going into the chairman’s office (Bob Howe) to request courses for the next  year,  and perhaps most memorable was when he  visited, unannounced, 25  years  after graduation, and Margaret Fillion, former graduate student services assistant for many years, recog‐nized him  immediately as Harry Criel’s  son, and  recalled when his  father attended  school.   Ben’s most memorable classes   involved propulsion with Professors Werner Dahm and Jim Driscoll.   The Criel’s  share common  technical genetics  in  that all  three have  some connection with  testing, and missile systems.   Harry spent 22 years at the Cornell Aeronautical Laboratory  in Buffalo, New York  (now Calspan), where he worked  in the systems analysis group on the FAA air traffic control program, lunar program, penetration aids, and electronic counter measures.  Todd has been at the Sandia National Laboratories  for 24 years working on missile simulations,  target deployment, and rockets. Ben recently started at Edwards Air Force Base on jammers and radar warning receivers.  

Each left Michigan with at least one degree and his future wife.  

 

The Criel family 

share a  common       

technical genetic 

with their   

experiences in 

testing and   

missile systems. 

Three Generations in Aerospace Engineering:   The Criel Family 

Three generations of  the Criel family (from left to right):   Harry Criel BSAE 1954 and MSAE 1955, Todd Criel BSAE  

1978 and MSAE 1979, and Ben Criel BSAE 2008. 

 Their  current  projects  cover  a wide  range  of  topics,  such  as:      (i)  an  Air  Force  Research  Laboratory‐funded  collaborative     center  on  computational  aero‐science,  (ii)  a  Department  of  Defense‐funded Multidisciplinary University Research  Initiative (MURI)  project  on  flexible  and  flapping  wing  aerodynamics,    (iii)  a NASA‐funded  Constellation University  Institute  Program for Moon‐Mars exploration endeavors, and  (iv) a Department of  Energy  and  General  Motors‐funded  project  on  advanced      battery  coalition  on  drive  trains,  as well  as  several  individual grants.   With  this  support, the  group  enjoys  collabo‐ration  with  a  number  of researchers  from  UM  and elsewhere.   

Computational Modeling Techniques Wei Shyy  

Professor  Shyy’s  research  group  focuses  on  a  broad     range of computational and modeling techniques address‐ing  various  challenges  arising  from  fluid  dynamics,        heat/mass  transfer,  bio‐inspired  flight,  fluid‐structure    interactions,  battery  technologies,  design  optimization, interfacial  transport,  combustion,  materials  processing, and multi‐scale transport processes.   

The  group’s  interest  encompasses  fundamental  research and  engineering  application,  including  (i) development of original and novel numerical and modeling  techniques  for multidisciplinary problems related to thermo‐fluid dynam‐ics;  (ii)  computational  and modeling  techniques  typically         developed to a point that they form a complete capability to  tackle original physical  issues;  (iii)  consistent emphasis on  close  collaboration  between  theory/computation  and       experiment; (iv) extension of scientific research to address engineering  issues  arising  from  optimization,  assessment and design tool development. 

P a g e   3  

Multi‐scale  computational modeling of materials  is  an emerging area of        research.  A  variety  of  models  are used,  beginning  from  quantum      mechanics  at  the  scale  of  chemical behavior (Angstroms); moving on to molecular  dynamics  at  the  scale  of    defects  (nanometers)  and  contin‐uum  mechanics  at  microstructural scales (micrometers and above).   Professor  Sundararaghavan's  group   develops  and  applies  these             techniques  for  the  study  of  engi‐neering  materials,  especially  those         used  in  extreme  environments  that involve  conditions  that  cannot           be  established  in  the  laboratory.      The  group  has    developed  novel computational  "materials‐by‐

design" methodologies  for  tai‐loring  microstructure‐sensitive properties  in metallic polycrys‐tals  and  for  identifying  new alloy structures in performance‐critical   applications.  Multi‐scale models are used to predict  composite  material degradation  in  high  tempera‐ture,  oxidizing  environments. Such  models  would  help       predict  the  rate  of  property degradation  and  aid  in  design of  improved  high‐performance composite  structures  for  a  variety  of applications  (structural  elements  in heat  shields,  gas  turbines).  Professor Sundararaghavan  recently  won  the   National  Science  Foundation  (NSF)    

CAREER award  for his project on computa‐tional design of low‐cost    magnetostrictive alloys  for  energy  harvesting,  tracking,  and sensing devices. 

Multidisciplinary Nature  of  Multiscale Modeling. 

Multi‐scale Computational Modeling of Materials Veera Sundararaghavan 

Clustered particles of a lithium‐ion battery.

Vortex structures associated with a flapping wing. 

W i n t e r   2 0 1 0  

Simulation Research in Aerospace Engineering

 

Shown above (left) contours of Mach number for Mach   

12 flow,  and  com‐putational mesh 

employed (right) . 

Inside Story Headline 

Computational Analysis of Hypersonic Capsule  

Aerothermodynamics  Iain Boyd 

 

A  key  component  of NASA’s    exploration mission  involves  hy‐personic  entry  of capsules  into  the atmospheres of Earth and Mars.    Since  ex‐perimental  study  of hypersonic  flows  is both technically chal‐

lenging and   expensive, the analy‐sis of planetary entry relies heavily on  computer  simulation.  In  re‐

search  funded  by NASA’s  Aero‐nautics  Research Mission Direc‐torate, Professor Boyd’s group is developing  a  computer  simula‐tion  capability  for  detailed analysis  of  the  aerodynamics and heating of a hypersonic cap‐sule.   The computer code solves the  Navier‐Stokes  equations  of fluid  flow  coupled  with  terms describing  the  finite  rates  of thermo‐chemical relaxation. The code runs on a parallel cluster of 

computer  processors.  The      student  performing  the work, Aero  Ph.D.  Student,  Hicham Alkandry,  spent  the  summer of 2009 at NASA     Langley Re‐search Center  interacting with researchers  engaged  in  per‐forming  similar  work  for  cur‐rent  NASA  projects  including the  CrewExploration  Vehicle and Mars  Science  Laboratory.   

Drag convergence plots for several adaptive strategies for  subsonic, three‐dimensional flow over a wing, and    the final mesh adapted using the entropy adjoint. 

S i m u l a t i o n R e s e a r c h

Comparison of the bow shock shape between computation   and an experiment performed  at the University of Virginia. 

element  method,  to  serve  as  a  research  platform  for  practical  error       estimation studies.   This solver combines three decades of  finite volume    research  with  extensive  error  estimation  theory  associated  with  finite elements.     When only a handful of engineering outputs are of interest, the  computa‐tional mesh  can  be  tailored  to  predict  those  outputs well.  The  process requires  solutions  of  auxiliary  “adjoint”  problems  for  each  output  that provides  information  on  the  sensitivity  of  the  output  to  discretization   errors  in  the mesh.    This  information  guides mesh  adaptation,  so  that   after a  few  iterations of  the process,  the engineer  receives an accurate solution along with error bars for the outputs of interest.  In particular, for many equations,  including Navier‐Stokes,  there exists one “free” adjoint solution  that  is related  to  the amount of entropy generated  in  the  flow.  This adjoint  is obtained by a simple variable transformation and  is there‐fore  quite  cheap  to  implement.    Ongoing  research  is  investigating  the   applicability of both the entropy adjoint and the traditional output adjoint, to practical aerospace engineering simulations.   

Computational Simulations       Chris Fidkowski  

The accuracy of aerospace computational simulations depends heavily on  the    amount  of  numerical  error  present, which  in  turn  depends  on  the  allocation  of  resources,  such  as  time    step  and mesh  size  distribution.    Estimation of this error and the determination of the optimal mesh resolu‐tion  for  its reduction are two underlying themes of Professor Fidkowski's research.   His group  is designing general algorithms  for error estimation, uncertainty  quantification,  and mesh  adaptation.    One  project  involves development of a new  fluid dynamics solver, using a discontinuous  finite 

Reynolds‐averaged Navier‐Stokes solutions  for two‐ and three‐dimensional transonic flows      using a discon‐tinuous finite    

element method. 

P a g e   4  

P a g e   5  W i n t e r   2 0 1 0  

Professor Martins’  research  focuses  on  applying multidiscipli‐nary  design  optimization  (MDO)  to  aircraft  configurations.   Professor  Martins'  group  has  strong  connections  with           Bombardier Aerospace  and universities,  such  as  Stanford  and MIT.  The  group’s  research  is  motivated  by  the  vision  that     engineering  design,  and  aircraft  design  in  particular,  will  be performed  in  MDO  environments  where  it  is  possible  to        perform  the  design  optimization  of  complex    engineering     systems using computational tools. This will enable a relatively small team of engineers to perform the preliminary design of a new  system  in  a  period  of  one  to  two  weeks,  instead  of           the  several months  currently  required by a much  larger  team   of engineers.      Two main aspects of this research can be identified:  i) Numerical optimization algorithms: New MDO algorithms and  software  have  been  developed  by  Professor Martins'  research  group.  These  have  been  developed  in  a         general way,  such  that  they  can be  used  for  any MDO  application,  and  ii)  Specific  applications: Although  the      algorithms are general, the group specializes in aerospace applications.            The  group  has  pioneered  the  development  of  coupled  sensitivity  analysis  using  adjoint  methods  and  its              application to the aerostructural design optimization of aircraft wings. In addition to aircraft design applications, the group  is  involved  in a project that aims to design quiet wind turbines using the high‐  fidelity aerostructural 

Radiative  shocks  occur  in  a  number  of   situations,  ranging  from  laboratory  experi‐ments  for  inertial  fusion  to        supernovae. The Department of Energy has  funded  the Center  for Radiative Shock Hydrodynamics  (CRASH), which  is  led by  the    University  of  Michigan  and  includes  collaboration  with  Texas  A&M  University.    The  CRASH  effort  is  developing         simulation  tools  and  experiments  to  study  radiative  shocks,  and  is  using  uncertainty  quantification  techniques  to      assess the predictive capabilities of the simulation tools, and to improve on them.  

This class of flows  is challenging to model, because the flows contain very strong shocks (> 100 km/sec) and strongly couple the gas dynamics and the radiation transport.  Radiation‐transport phenomena occur at the speed of light, and the codes must account for  ions and electrons  in the flow equations, so the problems exhibit vastly disparate scales.  The code developed to carry out the calculation uses adaptive grids and is run in parallel on hundreds of processors.   

Aircraft Design and Multidisciplinary  Optimization (MDO) 

Joaquim Martins 

A e r o s p a c e E n g i n e e r i n g

Computation of Radiative Shocks Ken Powell 

The above image shows the pressure and density for a shock launched down a      xenon‐filled plastic tube by irradiation of a beryllium foil disk by a one                    

nanosecond, four kiloJoule laser pulse.   

 

 

 

 

 

 

 

A result from a design iteration. 

  Retrospective Cost Adaptive Control 

Dennis Bernstein 

 Walking, running, and bicycling all have one thing  in common with  piloting  an  aircraft,  namely,  they  use  feedback  control.  All  of  these  activities  require  real‐time  sensing,  processing, and actuation to achieve objectives such as stabilization, com‐mand  following, and disturbance  rejection.   A major goal  for Professor Bernstein’s group is to achieve these objectives with a computer  in the  loop to assist the human or,  in the case of autonomous flight vehicles, to replace the human completely. 

 

Humans  instinctively perform  sensing, processing,  and  ac‐tuation.  For  aero‐space  applications, sensing  is performed by gyroscopes, accel‐erometers,  and GPS. Actuation  is  per‐formed  by  engines and  control  surfaces in fixed‐wing aircraft, by  the  swash‐plate assembly  in  rotor‐craft,  and  by  thrust‐ers,  wheels,  and magnetic devices    in spacecraft.  Process‐ing  is  performed  by on‐board  computers 

that  collect  sensor  data,  implement  control  algorithms,  and send instructions to the  actuators.  

Engineering a reliable, high‐performance control system for a flight  vehicle  is  a major  undertaking,  which must  take  into   account  the  performance  objectives,  the  vehicle  dynamics, and the hardware limitations. The benefits of adaptive control include  the  ability  to  operate  under  unexpected  conditions, such  as  flight  anomalies,  as  well  as  the  ability  to  control      complex systems.  

His group began developing adaptive control algorithms in the late  1990s.    Research  on  adaptive  noise  control  led  to  the   development  of  a  new  digital  adaptive  control  algorithm based  on  retrospective  cost  optimization  (RCO).    The  idea   behind RCO is to update the control law by minimizing a retro‐spective cost  function based on historical data.   RCO  is being studied  for  several  applications,  including  emergency  flight control  under  NASA’s  Integrated  Resilient  Aircraft  Control (IRAC)  program,  flight  control  for  Raytheon Missile  Systems, flow control, and automotive  control in a project with Ford.  

Welcome New Faculty in Aerospace Engineering

 Nakhiah C. Goulbourne 

Nakhiah  Goulbourne  received  a  B.A.  in      Physics  from Middlebury College  (2000), and completed  her  M.S.  and  Ph.D.  degrees  in   Mechanical  Engineering  at  the  Pennsylvania State University  in 2005.   She  joined  the UM in September 2009. Dr. Goulbourne’s overall research  interest  is  to  connect  materials properties and morphology with macroscopic response and performance.  Her current focus is on the mechanics of soft materials,  particularly  for  actuation,  sensing,  biomimicry, and  biological  characterization.   She  also pursues  research on  high  strain  rate  effects  in  soft  polymers,  transparent polymer multilaminates, and advanced hybrid   composites. <ngbourne@umich.edu> 

  Ilya V. Kolmanovsky 

Ilya  Kolmanovsky  studied  as  an  undergradu‐ate at Moscow Aviation Institute in Russia and    received  his  M.S.  and  Ph.D.  degrees  in          aerospace engineering,  and  the M.A. degree in mathematics from the University of Michi‐gan, in 1993, 1995, and 1995, respectively. He joined  the  department  in  January  2010,     following his  employment with  Ford Motor Company  as  a Technical Leader  in Powertrain Control. His area of  interest is  control  theory  and  applications  and  he  has  published around 200 journal and conference articles on a broad spec‐trum of  theoretical  topics, and on a  variety of automotive and  aerospace  related  control  applications,  including      research  in  the  analysis  and  control  of  systems  with      pointwise‐in‐time state and control constraints as well as for nonlinear  control  of  under‐actuated  and  non‐holonomic mechanical systems.  <ilya@umich.edu>  

 

Joaquim R.R.A. Martins Joaquim  Martins  joined  the  department  in          September   2009.     He   received   his       under‐graduate  degree  in  Aeronautical  Engineering from  Imperial  College,  London, with  a  British Aerospace Award. He obtained both his M.Sc. and  Ph.D.  degrees  from  Stanford  University, where  he  was  awarded  the  prize  for  best    thesis  in  the  Department  of  Aeronautics  and  Astronautics.  Previously  he was  an  Associate  Professor  at the Toronto  Institute  for Aerospace Studies  (UTIAS), where he held a Tier II Canada  Research Chair in Multidisciplinary Optimization.  <jrram@umich.edu> 

S i m u l a t i o n R e s e a r c h P a g e   6  

Nominal Flow (top) and controlled Flow (bottom).  RCO adaptive control algorithm is used here to actively modify the flow around an airfoil in  computational fluid dynamics simulations. 

P a g e   7  

 

 

 

 

 Iain Boyd  Named the  

 James E. Knott  Professor  

 of Aerospace Engineering 

James  E.  Knott  (BSE  AA  ’38)  was born  in  1916  in  Springfield,  Ohio.  Knott’s  career  began  as  a  junior  

executive serving as an early flight engineer with Pan American Airways  –  Transatlantic  Clippers.    In  1940 he  joined General Motors’ Allison Division as an air‐craft     engine  installation engineer.    In the course of his career, he was director of engineering for aircraft engines,  director  of  engineering  and  sales  for  both aerospace and transmission products,  plant manager for  Indianapolis plants, manager of plant operations for  Allison  and  appointed  vice  president  of General Motors and general manager of  the Allison Division, and  later  he  was  named  general  manager  of  the newly  formed  Detroit  Diesel  Allison  Division;  he    retired in 1978.    

Mr. Knott was  an honorary member of  the  interna‐tional  Academy  of  Astronautics  of  the  International Astronautical Federation.  He was an Associate Fellow and  served  as  Board  of Governors member  for  the AIAA.  He was a member of the Air Force Association, the  Navy  League  of  the  United  States,  and  the     Michigan Academy of Science, Arts and  Letters.   He sat on the Board of Nominations of the Aviation Hall of Fame.   Mr. Knott was a member of  the Board of Trustees and the Board of Regents of General Motors Institute,  and  served  as  Director  of  the  General     Motors  Interamerica Corporation. He was named an   Eminent  Engineer  Member  of  Tau  Beta  Pi,  the        national engineering honor society.    

Mr.  Knott was  an  exceptionally  dedicated Michigan      Engineering alumnus and an active volunteer for the    University.   He  served  as  chairman of  the  Executive     Committee of the President’s Club and served as the   national  chairman  of  the  CoE’s  Capital  Campaign (1974‐78),  and  the  Campaign  Planning  Committee helping to raise more than $20 million to facilitate its consolidation on North Campus.   He was awarded a  U‐M Sesquicentennial Award in 1967.  

Iain’s  research  involves  the  development  and         application  of  computer  simulation  methods  for study of hypersonic  re‐entry vehicles and  spacecraft propulsion systems.   He  is an associate editor of the Journal of Spacecraft and  Rockets. 

Ella Atkins Ella  received  the  CoE  2008  Aerospace  Engineering Faculty  Honors  Award.    In  the  short  time  since "coming home," Ella has made a tremendous impact. She was  instrumental  in  establishing  a  new  under‐graduate  flight  software  systems  course  in  Aero,   developing  a  graduate‐level  aerospace  information 

systems course, and has become a pivotal contributing  instructor in ENG101, Introduction to Computers and Programming, offering a special "accelerated" version of the course for the first time this past fall.   She has played key roles advising multiple research and design/build/test  (DBT)  efforts,  including  the  UM's  Solarbubbles student team that last year unofficially broke the fuel cell‐powered small unmanned air system (UAS) world record for flight duration. With colleagues from Aero, EECS, and NAME, she has made critical contributions  to  a  DARPA‐funded  project  called  Flying  Fish,  a   drifting ocean buoy that also flies as a fully‐autonomous seaplane. She  has  challenged  us,  in  a  very  positive  way,  to  examine  our teaching and research interests.   

Dennis Bernstein Dennis has published the second edition of his book, entitled “Matrix Mathematics.” The first edition was published  in  2005  and has  been well  received.  The new  edition  is  significantly  expanded  and  updated, totaling 1,139 pages. Both editions are published by the Princeton University Press.  

  

Carlos Cesnik Carlos  was  the  Technical  Chair  for  the  50th  AIAA/ASME/ASCE/AHS/ASC  Structures,  Structural  Dynam‐ics,  and Materials Conference American  Institute of Aeronautics  and  Astronautics's  Deputy  Director  for     Structures; Palm Springs California, May 4‐7, 2009. 

 

Jim Driscoll Jim and his Ph.D. student, Danny Micka, received the 2008 AIAA Best Paper  in the area of Propellants and Combustion.   The  paper  is  entitled:  "Dual‐Mode     Combustion of a Jet in Cross Flow with Cavity Flame‐holder,"  AIAA  Paper  2008‐1062.  Elsevier  also 

awarded a certificate for a journal paper authored by Prof. Driscoll that was one of the ten most cited journal articles in Combustion in Flame  for  2005‐2008;  the  paper  is  coauthored  by  Filatyev,  S.A., Driscoll,  J.F.,  Carter,  C.D.,  and  Donbar,  J.M.,  and  is  entitled “Measured  Properties  of  Turbulent  Premixed  Flames  for Model Assessment,  including  Burning  Velocities,  Stretch  Rates  and       Surface Densities”, Combustion and Flame 141, 1‐21, 2005.  

Faculty Recognitions W i n t e r   2 0 1 0  

 

P a g e   8  

 

F A C U L T Y R E C O G N I T I O N S

Peretz Friedmann  Peretz was the  inaugural recipient of a new award, the AIAA Ashley Award for Aeroelasticity that was given for the first time at the 50th AIAA/ASME/ASCE/AHS/ACS Structures Structural Dynamics and  Materials  Conference  (SDM  Conference),  May  4‐7,  2009,  Palm  Springs,  CA.    The  award          recognizes  outstanding  contributions  to  the  understanding  and  application  of  aeroelastic            phenomena  and  commemorates  the  accomplishments  of  Prof.  Holt  Ashley, who  dedicated  his    

professional  life  to  the advancement of aerospace sciences and engineering and had a profound  impact on the fields of aeroelasticity, unsteady aerodynamics, aeroservoelasticity and multidisciplinary optimization; the award will be given once every four years at the SDM Conference.  Also at the 2009 meeting, Prof. Friedmann and post‐doctoral  students,  Li  Liu and Ashwani K. Padthe, were  selected as  the winner of  the Boeing best      paper, "A Computational Study of Microflaps with Application  to Vibration Reduction  in Helicopter Rotors." The award is based on excellence in both the conference presentation and the published paper.   

Alec Gallimore Alec has been  selected as a Fellow with  the American  Institute of Aeronautics and Astronautics (AIAA).  The distinction of Fellow is conferred by AIAA and its Board of Directors upon outstanding members of the Institute who have made notable and valuable contributions to the arts, sciences, or technology of aeronautics or astronautics. Compared to many other professional societies, the AIAA has  a  low percentage of  fellows  (relative  to  the number of members) elected every  year.    This year, there are 30 new fellows worldwide.  

 Matthias Ihme  Matthias was recognized by the National Science Foundation with the Faculty Early Career Develop‐ment (CAREER) Program award for his project, "Fundamental Analysis and Computational Modeling of Acoustic Radiation  in Turbulent Reacting Flows."     The objective of this research program  is to obtain an  improved understanding about fundamental processes that control the generation and propagation of noise from turbulent combustion processes. 

  

Wei Shyy Wei received the 2009 Engineers’ Council (Sherman Oaks, CA) Distinguished Educator Award, with the  citation:  In  Recognition  of  Outstanding  Contributions  to  the  Engineering  Profession  as  a Teacher, Researcher, Mentor to Students and Staff, and Leader in Working Together with Industry.  

 Tony Waas Tony received the  Jefferson Goblet Award  (as co‐advisor)  for student paper by Aero student Siva Shankar  Rudraraju  at  the  50th  American  Institute  of  Aeronautics  and  Astronautics  Structures/Structural Dynamics and Materials (SDM) Conference. The award for his paper titled, "In‐Plane frac‐ture of laminated fiber reinforced composites with varying fracture resistance: experimental obser‐vations and numerical  crack propagation  simulations"  is  conferred  to  the best  student  research paper presented at the SDM conference.   

 Margaret Wooldridge 

Margaret  has  been  honored  by  the  University  as  a  recipient  of  the  Arthur  F.  Thurnau                  professorship.  Professor Wooldridge is a superb instructor and has created a course on advanced energy solutions and a new college‐wide undergraduate concentration on energy. Wooldridge  is dedicated  to promoting diversity  in engineering  through one‐on‐one mentoring,  the creation of an inclusive classroom environment, and the use of distance learning tools. Her outreach activities include hosting the Society of Women Engineers Summer Engineering Exploration Camp for high school  students  and  introducing  a  design  contest  for  sixth  grade  science  students  at  Tappan    Middle School. 

 

P a g e   9  W i n t e r   2 0 1 0  

 

2009 Alumni Merit Award:

Elmer G. Gilbert  Elmer G. Gilbert is a Professor Emeritus in the Department of Aerospace  Engineering  at  the  University  of  Michigan.  He started as an Assistant Professor in 1957 in the Department of Aerospace Engineering and rose through the ranks to Profes‐sor, retiring in 1994.  He holds three degrees from the Univer‐sity: B.S. (1952) and M.S. (1953) degrees in Electrical Engineer‐ing and a doctorate  in  Instrumentation Engineering  (1957), a     systems  program  in  the  then  Department  of  Aeronautical     

Engineering.   Over his  long    career at Michigan he has published extensively  in peer‐reviewed  journals, obtained   patents  on  a  variety  of  computer  and  control  devices,  and  played  an  active  role  in  department  teaching  and          curriculum development.   He enjoyed working with his 24 doctoral students.   He held visiting appointments at the United  States  Air  Force  Academy,  the  Johns  Hopkins  University,  the  University  of Minnesota,  and  the National      University of Singapore.  Since his retirement he has continued, on a part‐time basis, to do research and participate in various departmental affairs.  Pictured above is Elmer Gilbert and his wife, Lois Verbrugge at the 2009 College of Engineering awards dinner.  

During  his  graduate  studies  Elmer  was  involved  in  the  department’s  analog  computer  and  aircraft  simulation        research  programs.    This  activity  continued  through  the  1960’s,  both  in  the  department  and  as  a  consultant  to      Applied Dynamics  International, a  computer  firm  founded  in 1957 by him and  two other department professors, Robert M. Howe and Edward O. Gilbert.  Up to the late 1960’s he was a key member of the Applied Dynamics group responsible for conception and development of new products.  

Starting around 1960, Elmer’s activities in teaching and research emphasized the theory and applications of control systems.  This  is  the  area  in  which  his  published  work  has  received  widest  recognition.    It  includes  innovative          contributions to such varied topics as:  the role of observability and controllability in linear system realization theory, feedback  decoupling  of    multivariable  linear  systems,  input‐output  representations  for  nonlinear  differential         systems, computation of optimal controls, periodic optimal control theory and its application to fuel‐efficient cyclic aircraft cruise, robot motion planning in the presence of obstacles, theory and practical implementation of feedback control strategies for systems with inequality constraints and disturbance inputs.  

Elmer has  received  a Distinguished  Faculty Achievement Award  from  the University of Michigan  and  a Research    Excellence Award from the College of Engineering.   He has two major societal awards for  long‐term career accom‐plishments:  the Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) Technical Field Award in Control Systems for     pioneering contributions to  linear state space theory and  its applications, the American Automatic Control Council Richard E. Bellman Control Heritage Award  in  recognition of a distinguished  career  in automatic  control.   He  is a    Fellow of the IEEE, a Fellow of the American Association for the Advancement of Science, and a member of the Johns Hopkins University Society of Scholars.    In 1994 he was elected to the National Academy of Engineering, cited  for contributions  to  theory  and  practice  of multivariable,  optimal,  nonlinear,  and  computer  control  systems,  and  to   engineering education. 

 ~ ~ ~ ~ ~ ~ ~ 

 

A one‐day symposium will be held on Saturday March 27, 2010 at the University of Michigan.  The program will consist of  invited talks that highlight the wide‐ranging contributions of Professor Gil‐bert to systems and control theory.  This event is open to students, faculty, and friends.  Please visit the symposium website for details:  http://www.eecs.umich.edu/~grizzle/GilbertFest/. 

 “Evolving Horizons in Systems and Control:  A Symposium in Honor of Elmer G. Gilbert” 

                      Saturday, March 27 Johnson Rooms, Lurie Engineering Center 

A e r o s p a c e   E n g i n e e r i n g  

1 0  

Gerard M. Faeth Memorial Lecture

“Advancing Combustion Science Through

Space and Aerospace Applications”  

The  2009  Faeth  lecturer  was  Professor  Chung  K.  Law,  the  Robert  H.  Goddard    Professor  of  Mechanical  and  Aerospace  Engineering  at  Princeton  University.     Professor Law described  the  late Professor G.M. Faeth as a giant  in combustion science  and  a  forceful  and  effective  advocate  of  its  application  in  aerospace     development.   Faeth’s  legacy has been an  inspiration to his colleagues,  including Professor  Law.  Law  delivered  the  annual    lecture,  titled “Advancing Combustion Science  through Space and Aero‐space Applications:  Continuing the Legacy of G. M. Faeth,” on  March  12,  2009.    He  discussed  three  fundamental    problems that are of  continuing interest in aeropropulsion, and  that bear  the  footprint of Professor  Faeth  to  varying degrees:  

the  combustion  of  droplets  of  high‐energy‐density  fuels  such  as  highly‐strained  hydro‐carbons and metalized slurries, demonstrating that  high  energy  content  does  not  automati‐cally  imply  enhanced propulsion performance in that their combustion characteristics are  

        frequently complicated  by the formation of   

        soot and  particle agglomerates;   

the dynamics and morphology of expanding spherical flames, covering such topics as the minimum  flame  radius  for  successful  ignition,  the  nonlinear  evolution  of  the  flame    propagation  speed with  stretch,  the  transition  to  cellularity  induced  by  hydrodynamic and  diffusional‐thermal  instabilities,  the  self‐acceleration,  self‐similar  propagation,  and transition  to detonation of  the  resulting wrinkled  flame,  and  the  evolvement of  spiral waves  and  target  patterns  over  the  expanding  flame  surface  as  manifestations  of         pulsating instability; and  

 

the dimensional reduction of large chemical reaction mechanisms to substantially smaller sizes amenable for large‐scale CFD simulations of complex, chemically reacting flows. The intellectual challenge, beauty, and utility of combustion science will be emphasized. 

 

Chung  K.  Law’s  research  interests  cover  various  physical  and  chemical  aspects  of      fundamental   combustion phenomena, with applications to propulsion, energy, fuels, and  the  environment.  He  is  a  fellow  of  the  American  Institute  of  Aeronautics  and     Astronautics  (AIAA),  the American  Society  of Mechanical  Engineers  (ASME)  and  the American  Physical  Society  (APS),  a  member  of  the  U.S.  National  Academy  of              Engineering, and a past president of the Combustion Institute. 

 

                This annual lecture is made possible by the Gerard M. Faeth Memorial Fund  

   and the Department of Aerospace Engineering.    

** The 2010 Faeth Lecture will be delivered by  Dr. Jay Boris ** 

NRL Chief Scientist and Director of Laboratory for Computation Physics and Fluid Dynamics, 

on Thursday, April 1, 2010 

Siva Shankar Rudraraju Siva,  Aero    graduate  student  co‐advised  by  Professors  Tony Waas  (AE/ME)  and  Krishna Garikipati (ME), won the Jefferson Goblet Award at the 50th AIAA Structures/Structural Dynamics and  Materials (SDM) conference held  in Palm Springs, CA, May 4‐7, 2009,  for his paper “In‐Plane  fracture of  lami‐nated  fiber  reinforced  composites with  varying  fracture    resistance:  experimental  observations  and numerical crack propagation simulations". The award is  conferred to the best student research paper presented at the SDM conference.  The paper was co‐authored by Prof. Anthony Waas, Prof. Krishna 

Garikipati and Amit  Salvi, and was a presentation of  the work done  so  far on  in‐plane  fracture of  composites using VMCM. NASA and Collier Research Corporation supported the development of VMCM.  

Shelly Jiang Shelly, a senior in Aero, was awarded the AIAA Foundation E.C. “Pete” Aldridge Scholarship for the 2009‐10 academic year. Pete Aldridge is one of the first presidents of AIAA. In recognition of her achievements, Jiang has also received scholarships from United Technologies (2009) and Lockheed Martin (2008).  During  the  summer  of  2009,  Jiang  interned  in  the  Computational  AeroSciences  Branch  at  the  NASA       Langley Research Center under the NASA Aeronautics Scholarship, which she won in 2008. Her internship mentor  was  senior  research  scientist  Dr.  Christopher  Rumsey,  who  is  a  U‐M  Aero  alumnus.  Jiang           researched turbulence modeling approaches  for  flow control problems with curvature. Her project contributes to the Subsonic  Fixed Wing  Project  in NASA’s  Fundamental Aeronautics  Program.  Jiang  interned  at NASA  LaRC  during  the   summer of 2007 through the Langley Aerospace  research Summer Scholars Program, as interned at Boeing during the 

summer of 2008. Pictured above is Shelly holding her first place award at the NASA LaRC Student Poster Session. 

1 1  

2009-2010 Buning Scholarships Awarded  The Department has awarded Buning Scholarships to four undergraduate student  in Aerospace Engineering for their good  work  and  performance  in  the  Department.  The    recipients,   Andrew  J.  Field, Steven M. Kast, Christopher M. Rossi, an Ian S. Tobasco, will each receive $500. 

 The Harm Buning Scholarship was established in 2007.   When  fully endowed,  this  fund will support two specific areas that reflect Harm’s life‐long dedication to students and teaching:  

Harm Buning  Student Excellence Award.   This  award  is already established  and recipients  are  identified  each  year.    The  Student  Excellence  Award  recognizes       students who excel in academics as well as extracurricular activities.    

Harm Buning Scholarship.  This award is intended to recognize graduate students who possess not only the intellectual capabilities, but also interest in pursuing a teaching career as faculty members.  The scholarship will be used to support students to work alongside faculty mentors to  learn  teaching  skills,  including  lecturing  and  advising.  In  particular,  to  follow  Professor     Buning’s  outstanding  example, we will  emphasize  undergraduate  teaching  as  a  focus  area     supported  by  this  scholarship.    A  student  close  to  finishing  his  or  her  Ph.D.  is  a  desirable       candidate for this scholarship. 

 

The Department continues to make efforts to fully endow this important scholarship and we are grateful to the generous support of our alumni, friends, and industry received thus far.  To date, our goal is just at fifty percent.  If you are considering a gift to the Buning fund, please contact:  Lisa Szuma, Administrative Assistant, by phone at 734‐674‐4701, or by email lszuma@umich.edu. 

Buning Scholarship 

recipients,  

left to right: 

     Ian Tobasco 

     Andrew Field 

     Steve Kast 

     Chris Rossi 

Student Recognitions

Michigan Engineering Graduates

Doctor of Philosophy‐Aerospace Engineering 

May 2009:  Sharyl M. Byram, “The Effects of Outgassing Jets on the Rotation of a Comet Nucleus and on the trajectory of an Orbiting Spacecraft” (Committee Chair:  Daniel J. Scheeres); Eugene G. Fahnestock, “The Full Two‐Body‐Problem:  Simulation,  Analysis,  and  Application  to  the  Dynamics,  Characteristics,  and  Evolution  of  binary  Asteroid                     Systems”  (Committee  Chair:    Daniel  J.  Scheeres);  Andrew  T.  Klesh,  “Optimal  Exploration  Systems”  (Committee              Co‐Chairs:  Anouck R. Girard and Pierre T. Kabamba); Bryan M. Reid, “The Influence of Neutral Flow Rate in the Opera‐tion of  Hall Thrusters” (Committee Chair:  Alec D. Gallimore); Stephen A. Schumaker, “An Experimental Investigation of Reacting and Nonreacting Coaxial Jet Mixing in a Laboratory Rocket Engine” (Committee Chair:  James Driscoll); Adam M.  Steinberg,  “The  dynamics  of  Turbulent  Premixed  Flames:    Mechanisms  and  Models  for  Turbulence‐Flame” (Committee Co‐Chairs:  Steven L. Ceccio and James F. Driscoll).   

August 2009:   Daniel L. Brown, “Investigation of Low Discharge Voltage Hall Thruster Characteristics and Evaluation of loss Mechanisms” (Committee Chair: Alec D. Gallimore); Min Kwan Kim, Electromagnetic Manipulation of Plasma layer for  Re‐Entry  Blackout  Mitigation”  (Committee  Co‐Chairs:    Iain  D.  Boyd  and  Michael  Keidar);  Andrew  P.  Lapsa,              Experimental Study of  Passive Ramps for Control of  Shock‐Boundary Layer Interactions” (Committee Chair: Werner J. A.  Dahm);  Kristina  M.  Lemmer,  “Use  of  a  Helicon  Source  for  development  of  a  Re‐Entry  Blackout  Amelioration            System”  (Committee  Chair:  Alec  D.  Gallimore); Mario  A.  Santillo,  “Adaptive  Control  Based  on  Retrospective  Cost        Optimization” (Committee Chair: Dennis S. Bernstein). 

December  2009:    Satish  K.  Chimakurthi,  “A  Computational  Aeroelasticity  Framework  for  Analyzing  Flapping Wings”  (Committee Co‐Chairs:   Carlos E. Cesnik and Wei Shyy); Petros A. Michailidis,  “Shape Memory Alloy Cellular    Solids” (Committee Co‐Chairs:  John A. Shaw and Nicholas Triantafyllidis); Bailo Bah Ngom, “Magnetic field Simulation and Mapping Based on Zeeman‐Split Laser‐induced.   Fluorescence Spectra of xenon  in the Discharge Channel of a 5‐6 kw  Co‐Axial  Stationary‐Plasma  Hall  Thrusters”  (Committee  Chair:    Alec  D.  Gallimore);  Son‐Ca  Viet  Thi  Nguyen, “Hydrogen Production  in Radio‐Frequency Plasma Source Operating on Water Vapor”  (Committee Co‐Chairs:  John E. Foster  and  Alec  D.  Gallimore);  Ken  I.  Salas,  “Directional  Transduction  for  Guided  Wave  Structural  Health                    Monitoring” (Committee Chair:  Carlos E. Cesnik). 

Doctor of Philosophy‐Aerospace Science 

December  2009:   Peter  E. Hamlington,    “Physics‐Based     Turbulence   Anisotropy   Closure  Including   Nonlocal    and    Nonequilibrium Effects in Turbulent Flows” (Committee Chair: Carlos E. Cesnik). 

May 2009 Hicham Alkandry Daniel Robert Austin Serge Francois Badiane Hee Jun Choi Iker Cillero Etxebeste Brian Stephen Cohen Lindsay Ann Ewing Nathan Joseph Falkiewicz Matthew Leonard Fotia Horim Han Ezeldin Adel Hassan Matthew Scott Holzel Ashish Anand Jain Joseph J. Kovasity King Him Kwok Robert Bryant Lobbia Amir JC Matlock Ahmad Mohd Harithuddin 

Philip Jerome Opaleski Adrien Quesnel Abhishek Sahay Asko Henri Soimakallio Ryan C. Sun Chee Fore Jacob Edwin Temme Jason Hunter Thomas Sean Michael Torrez John William Vincent Garrick Benjamin Williams Derrick Yeo Sangjin Yim Daniel Wei‐Ming Zaide December 2009 Paul Virin Albuquerque Christopher Thomas Attard Minjin Baek Yu‐Hsien Chang Christopher B. Churchill 

Matthew Silas Fledderjohn Roland Edward Florenz Scott Gerard Vertz Frendreis Stanford Cosby Goss Sophia Guntupalli Amar Deep Singh Khalsa Uday Karthik Meduri Daniel Nieves‐Gonzalez Krishna Siva Shankar Rudraraju Jeffrey Donald Schloemer Torstens Skujins Dominic Allen Smith Dhaval P. Vaishnav  

MSE‐Aerospace Science  

May 2009 Sheryl Lynn Seagraves Pierre‐Damien Vaujour 

MSE‐Aerospace Engineering 

P a g e   1 2  

S t u d e n t A c t i v i t i e s i n A e r o s p a c e E n g i n e e r i n g

W i n t e r   2 0 1 0   P a g e   1 3  

Sigma Gamma Tau (SGT):     An Honor Society for the Ages 

 SGT is the National Aerospace Engineering Honor Society.  SGT recognizes and honors        students in the field of Aeronautics and Astronautics who have been a credit to their field  through  scholarship,  integrity,  and  outstanding  achievements.  The  Michigan chapter of SGT nurtures this network of   outstanding students by holding enjoyable internal  events  and  community‐stimulating  department  or  college‐wide  events.     Internal events  include field trips, “Killer” with HKN, and a student/professor dinner to help students and faculty get to know each other outside the invigorating yet for‐mal classroom.    Externally, SGT hosts  corporate  information  sessions, movie  showings, workshops and  software    tutorials, and tech‐talks.  Additionally, the society    maintains a donut stand to provide the department with a nearby supply  of  energy drinks  and delicious  yet healthy  fruit  cups.    Initiation  –  a  colossal,    demanding  process      survivable only by the worthy – occurs once every semester.  Feel free to glance at or peruse thoroughly the SGT website www.umsgt.org or supplicate the officers  sgt‐chairs@umich.edu. 

American Institute of Aeronautics & Astronautics (AIAA)  Takes Flight in Oshkosh  

A group of  students  from  the UM Student Branch of  the AIAA  recently  returned  from a  trip  to  the Experimental    Aircraft  Association's  (EAA)  AirVenture Oshkosh  '09.    The Oshkosh  event  is  the world's  largest  general  aviation     gathering and draws an annual attendance in excess of 500,000, with over 10,000 aircraft flying in ‐ during the event, it has the busiest control tower on Earth!  Oshkosh boasts countless forums, workshops, social events, air shows, and an unimaginable number of airplanes of all shapes and sizes.  

The students flew out from Ann Arbor airport in two groups ‐ one in a Cessna 172 Skyhawk and the other in a Piper Saratoga.  The 172 was piloted by aero grad student Andy Klesh and  the Saratoga by Deano Smith  (NAME).    In  the tradition  of  Oshkosh,  the  students  camped  next  to  their  airplanes  and       enjoyed the camaraderie of "The World's Greatest Aviation Celebration."  The highlights  of  Oshkosh  '09  include  the  first  U.S  display  of  the  Airbus  A380 (including tours in its flight‐test configuration), the unveiling and aerial demo of Virgin Galactic's White Knight Two, the first‐ever display of the C‐5M Super Galaxy (M for modified), and the C‐17 Globemaster III.  Students also enjoyed presentations by NASA X‐15 pilot Joe Engle, U.S Airways Flight 1549 Captain Chelsey  "Sully"  Sullenberger,  and  even  a  performance  by  the  well  known     ventriloquist (and helicopter enthusiast/builder) Jeff Dunham.  

Overall, the Oshkosh  '09 trip was a huge success and one that AIAA hopes to make an annual occurrence.  This event was the kick‐off for the forthcoming, action‐packed year of speakers, social events, and  trips  that  the "new" AIAA has  in store  for  the U‐M aero department.    If you're not already a member, 

join  to  be  sure  that  you  don't  miss  anything!    Contact  them  at    aiaa‐officers@umich.edu  or  visit  the  web www.engin.umich.edu/soc/aiaa.  

UM AIAA group in front of Virgin         Galactic's White Knight Two (left to right): Brian Min, Marco Ceze, Erik             Larson, Andy Klesh, Steve Mazur, Prof. Ella Atkins (AIAA faculty adviser), and Ben Marchionna. 

University of Michigan Students on First Place Team  in Sikorsky Intern Competition 

 More than 45 Sikorsky Aircraft summer interns and co‐ops descended upon Stratford, Connecticut  to participate  in  the 4th Annual Sikorsky   Research and  Engineering  Intern/Co‐op  Summer  Competition.    The winning  team, Team  Rising  Stars,  led  by  University  of Michigan  Aerospace  Engineering students  Eryn  Klager  and Nick  Rooney,  and  consisting  of  students  from other universities, was announced on August 3rd at the final review event which  included a  trade show style presentation and catered dinner at  the Stratford  facility. The design  competition  is an         annual event  that chal‐lenges  interns and co‐ops to think outside of the box as part of their sum‐mer with Sikorsky Aircraft.  This year's contest dared summer interns and co‐ops to create a next generation, forward‐thinking full scale mock up of the flight controls and pilot  interface of the X2 Technology Demonstrator. This is the second straight year that the winning team has included University of Michigan Aerospace Engineering students.   Team Rising Stars’ winning design centered on the idea of a helicopter that is operated using various levels of neural impulse recognition, or mind con‐trol,  paired with  utilizing more  of  the  human  senses.   When  asked what their design goal was, Nick Rooney  responded with “pilots  these days are faced with  an  ever  increasing work  load  in  the  cockpit, where  there  is  a great  deal  of  information  displayed  visually,  to  the  point  of  information overload.  Our goal was to break up how current pilots receive almost all of their  information  from  vision,  to  future  pilots  being  able  to  spread  out where  they  receive  their  information  by more    effectively  using  hearing, speaking,  touch,  and  vision  senses.   Being  able  to  read brain waves,  also called neural impulses, is something that is currently being researched, and we believed that  it will become a technology that could be  integrated  into aircraft  in  the  future  and  complement  the  utilization  of  more  human 

senses. Reading brain waves allows faster reactions between pilot and the aircraft.”  Eryn  Klager  was  the  pilot  during  the demonstration by Team Rising Stars.  She found  the  experience  very  valuable  and said, “I found out that I am a leader and I enjoy  leading.    I  like working  in  groups and  helping  others  to  reach  their maxi‐mum  potential  through  encouragement, enthusiasm, and empowerment. I gained confidence  in my  potential, made  some great  connections,  and  can  say  I  flew  a helicopter  in front of a  live audience and panel  of  judges  with  my  MIND!”    UM students  continue  be  amongst  the      leaders and the best.  

Team Rising Stars is show above with their cockpit mock up, (left to right):  Chadney Nixon, Daniel Ciaburri, Daniel Boyd, Kate Veccharelli, Nicholas Rooney, Eryn Klager. 

P a g e   1 4  

mitting various  information to a balloon relay station.   Thanks to sponsorship by Michigan Space Grant Consortium (MSGC) and the U  of  M  Aerospace  Department,  nine  students  travelled  to       Amarillo Texas and took  2nd and 17th  In the fall, the teams, guided by Steven Kipus and Professors Pete Washabaugh  (AE)  Professor  Brian    Gilchrist,  (EECS)  designed from the ground up two CanSats capable of transmitting GPS data through  a wireless medium  to  a  groundstation  computer.    The two  teams,  named  The  Hitsquad  (2nd  place)  led  by  Michael      Gambril and Mark Vossler, and The Blue Side of the Moon  (17th place) led by Jacky Trinh and Stephanie Gowell spent the Winter and  Summer  semester  turning  their  designs  into  reality.    The teams  endeavored  through  many  engineering  challenges  and ultimately  put  together  working  hardware  and  were  able  to     compete and win!  

2009 Can Sat  Competition  Every  year  the  UM  typi‐cally  sends  two  teams  to the NASA CanSat Compe‐tition through the Student Space Science Fabrication Laboratory (S3FL).  During the  last  year,  two  teams from  S3FL  executed  the design, build, test, and fly 

project  lifecycle  by  competing  in  the  CanSat competition.  The task: to build a device the size of a soda can which was capable of withstand‐ing  a mile high  launch  in  a  rocket while  trans‐

Mike Gambril at the 2009 CanSat Competition. 

S t u d e n t A c t i v i t i e s i n A e r o s p a c e E n g i n e e r i n g

eXtendable Solar Array System (XSAS) Microgravity Testing  

The  XSAS  team  is  comprised  of  a  collection  of  UM  engineering  students  dedicated  to  gaining      design‐build‐test  experience,  by  developing  a  deployable  solar  array  to  be  used  on  CubeSats, called  the  eXtendable  Solar  Array  System  (XSAS).  This  technology will  increase  CubeSat  power   capabilities, enabling more instruments to be flown on this emerging nanosatellite platform. XSAS utilizes a unique packaging organization to fit within the CubeSat design specifications, and a novel deployment  strategy  that  will  help  extend  the  solar  panels  from  an  “accordion”  launch               configuration to a robust “space truss” on‐orbit configuration. The group  is focused on analyzing the deployment dynamics of XSAS in different rotation   scenarios.  

The UM team  is one of only 14 undergraduate groups selected to participate  in NASA’s Reduced Gravity Student Flight     Opportunities Program  for 2010, securing a  flight spot  in mid‐June 2010 that will provide two days of microgravity testing. The project offers students a unique experience 

with  real‐world,  hands‐on  engineering  from  a multi‐disciplinary  perspective,  and  engages  the  community  through  an     outreach  program  to  middle‐school  students  with  the  common  goal  of  sparking  excitement  in  Science,  Technology,        Engineering, and Math (STEM) fields.  

The project  is  led by  two undergraduate aerospace engineering students: Patrick Martinchek and Rachel Trabert. Team members  include: Miran Al‐Haideri (BSE EECS), Daniel Becker (BSE AE), Andrew Chou (BSE ME), Kevin Dunnell (BSE AE), Arun Dutta (BSE EECS), Paul Frick (BSE ME), Kyle Hagen (BSE AE), Clark Hoffman (BSE AE), Vivek Kumar (MSE AE), Andrew Lee (BSE AE), Nathan McKay (BSE AE), Jeremy Nash (BSE CS), Michael Ramirez (BSE AE), Joshua Robinson (BSE AE), Joseph Romeo (BSE EECS), Devina Sanjaya (BSE AE), Manan Thakkar (MSE AE), and Jeffery Walters II (BSE AE). Principal Investiga‐tors  for  the project are Andy  Klesh  (AE) and Pat  Senatore  (AE).   Faculty advisors are  Jamie  Cutler  (AE), Brian Gilchrist (EECS),  Darren  McKague  (AOSS),  and  Pete  Washabaugh  (AE).  For  information  contact  project  manager,  Patrick               Martinchek, pmchek@umich.edu, or visit http://xsasmicrogravity.blogspot.com/.  

National Science Foundation Enables the Radio Aurora Explorer CubeSat Mission  

Weighing  just under 3kg and 30cm high, RAX  is the first NSF sponsored CubeSat mission. UM students, in partnership with SRI International, built RAX in response to a growing demand for smaller, more  affordable  satellites able  to perform  science missions. Once  in orbit, RAX will study properties of the upper atmosphere ionosphere using a custom‐designed radar receiver.     

Led by Prof.  James Cutler  (AE) and assisted by post‐doc  researcher and Aero alumnus Andy Klesh  (BSAE/BSEEE 2005, MSEAE 2006 Ph.D. AE 2009), and Aero graduate  student Matthew Bennett, the team began construction with the aid of the SPRL and the EECS and MSE depart‐ments,  as  well  as  support  of  administrative  and  technical  staff.   Much  of  the  spacecraft        required  custom‐made  components,  presenting  a  variety  of  challenges  to  the  design  proc‐ess.  The final unit was assembled in January, 2010 and quickly underwent functional testing.  

RAX successfully uploaded commands and received telemetry from a host of sensors, yielding temperature and voltage data, GPS position and velocity, spacecraft attitude  (for orientation determination), and general status subsystems.  The ground station software, tested over radio links, proved the ability to listen and interact with RAX remotely. Tested with a radar signal simulator, the radar receiver demonstrated data processing and compression at a reduction of over 4000 to 1.  The GPS receiver was tested at Orbital Sciences Corporation in an orbit simulator, functionality at orbital velocities and altitudes.  RAX passed additional testing on integration and vibration—performed at Cal Poly San Luis Obispo—by inserting the unit into a deployment mechanism and shaking it to levels that it would experience in orbit.  

Physical  testing,  performed  at  UMs  Student  Space  System  Fabrication  Labs  (S3FL)  using  the  thermal  vacuum  facility, proved equally successful.   Final testing  included measuring the unit’s mass properties, and determining the moment of inertia by placing RAX on  a  spinning platform.    The  team built  additional  testing  facilities  for  evaluation,  including  an          in‐house Helmholtz Cage to create and simulate the changes in magnetic fields, and a multi‐station clean room.  The team is now gearing up to ensure that RAX is ready for its delivery for integration on April 2010, and its subsequent launch on May 28th from Kodiak Launch Complex in Alaska.  Visit RAX at:  http://rax.engin.umich.edu/. 

P a g e   1 5  

Resources

for Alums    

Mark the Date!   

2010 Alumni Weekend  October 15‐16, 2010 

Visit the College of Engineering website. http://www.engin.umich.edu/alumni/

events/homecoming/  

Update Your Record! View and update your official UM Alumni/ae Record.  Maintained by the UM Alumni 

Records Office (ARO).  https://www.dac.dev.umich.edu/

freeform/controller?event=WELCOME&unitId=coe 

 

Get Connected! The UM Aerospace Engineering 

Alumni Society Through the talents and resources of 

alums, the Society fosters opportunities for networking, mentoring, recruiting, and communication in the interest of contrib‐

uting to the success, excellence and      reputation of the Department. 

Linked In:  http://www.linkedin.com/groups?about=&gid=1573647&trk 

=anet_ug_grppro Facebook:  http://www.facebook.com/

group.php?gid=61550728880  

inCircle at UM Find a job, social networks and blogs,  

mentoring, locate other alums. inCircle:  http://alumni.umich.edu/

networking‐tools/social‐networking/inCircle 

 

 Human Powered  Submarine 

  

The Human Powered Submarine  (HPS)  is   a  student‐run project  team that designs and builds a one‐person propeller driven submarine raced bi‐annually against teams from around the world. Students from across the College of Engineering and the Ross Business School participated to obtain  hands‐on  engineering  experience,  SCUBA  dive  opportunities, and contribute to a common team goal.    In summer 2009, the team broke their speed record by posting 5.056 knots at the 10th International Submarine Race, placing them 4th in the category for max‐speed for one‐person propeller driven subs, and 5th overall  in the competition out of 22 subs from about 5 countries. The team’s  continued  goal  is  to  design  and  build  a  submarine  that  will    challenge  the  one‐person  human  powered  submarine  world  speed   record of ~7.2 knots, by using a new and smaller  foam core hull  that will provide a more  intuitive  control  system, as well as exploring  the use of an experimental drive train system with variable pitch counter‐rotating propellers.   The counter‐rotating propellers will help prevent rolling in the water.  The variable pitch propellers will be run by a small stepper motor and serve to adjust the amount of thrust with the angle of the blade,  depending on the increasing speed of the submarine.    Testing on  their award‐winning hull.  'Mercury' has provided  the  team insight  on  developing  internal  system  improvements  for  controls, emergency buoy, ballast system, and oxygen exhaust.  SCUBA dive cer‐tified students gain valuable diving experience and are passed by a per‐sonal dive with the University of Michigan’s Dive Master.  Since the ISR #11 is in two years, we intend to build the hull and drive train this year, and the internal systems during the first semester of next school year, and  to  paint,  test,  adjust  and  perfect  the  submarine  in Winter  2011 before the race.   The  HPS  team  has  a  live  video  feed  at  the Wilson  Center  Student      Project  Center  website,  and  has  been  featured  in  USA  Today,  the   Michigan Daily, the CoE Website Homepage, and attending Northfest, Festifall, Tech Day, and Aerofest; the team has doubled in size from the previous year.  Please visit the website for live video feed and images, http://www.engin.umich.edu/hps/  or email them at hps@umich.edu. 

Pictured Above (left to right): Christine Matlock (NAME), Kyle Antonini (ME), Dan Opila (ME),     Patrick Trabert (NAME), Dave Forrest (NAME), Prof. Robert Beck (NAME), Stephen Curtis (ME), Jennifer Buison (CEE). 

The University of Michigan 

Department of Aerospace Engineering 

1320 Beal Avenue 

Ann Arbor MI 48109‐2140 

734‐764‐3310 

http://aerospace.engin.umich.edu/ 

1 6