他的成功之路

如果你曾经想知道为什么你的飞机在另一次起飞后还在跑道上等了一段时间，安德鲁·米斯特勒有答案:漩涡。当机翼下的高压卷过边缘并试图与机翼上较低的压力平衡时，就会产生涡旋，导致空气像漩涡一样旋转。

“它会导致飞机在起飞时失速或坠毁，”Mistele解释道。“你必须等待这些漩涡消散。”

Mistele是一名航空航天工程专业的学生，他研究这些现象，但并不是在喷气式客机和跑道交通的背景下。他对漩涡、漩涡的形成及其影响的研究在能效和无人机设计等其他领域具有更广泛的意义——这项研究上个月为他赢得了著名的戈德华特奖学金。

“我花了一段时间才明白过来。这非常令人兴奋，”他说。“这是一个巨大的荣誉。”

Research in Motion

形成涡流的一个关键部件是翼型。将平行于机身(飞机的主体)的机翼切开，这个二维横截面就是翼型。在商用飞机等亚音速飞机中，通常它们的形状像水平的泪滴。

“机翼的空气动力学以及它如何产生升力和阻力在很大程度上取决于它的三维度，它的扫掠和它的形状，”Mistele说。“但通过研究翼型，你可以更好地设计机翼的性能。”

他的研究重点是漩涡如何影响翼型，并改变他们的升力载荷，阻力载荷和行为。Mistele使用低阶模型来进行他的研究;他采用空气动力学理论，简化和调整变量和数值，并以模拟现实生活的方式计算翼型周围的空气循环。

这种技术为分析提供了一个很好的起点。结果可以通过计算流体动力学和风洞实验，这两种分析方法提供了比低阶模型更准确的信息，但需要更多的时间和复杂的设备。它们也没有提供低阶建模那样多的洞察力。

“计算流体动力学模拟或风洞研究可以告诉你，翼型产生了如此大的升力和阻力，而我们的数值方法可以告诉你，‘气流中的涡旋将翼型的升力改变了这么多。’或者事实上，它的扭转和上升或下降影响了这么大的升力和阻力，”Mistele说。

实验和想法

Mistele并没有试图自己制造更有效的飞机;相反，他正在建立一个具有多种实际应用的研究机构，比如制造更节能的风力涡轮机或更快、更灵活的无人机(uav)。无人机通常依靠螺旋桨来发挥作用，但Mistele说，人们对制造反映鸟类和昆虫飞行方式的螺旋桨越来越感兴趣，这被称为仿生飞行。他自己也尝试过这个想法。

他说:“我最近在做的一件事是，把两只翅膀放在非常接近的地方，让它们有节奏地扇动，就像蜻蜓一样。”“取决于它们在扑动频率上的距离有多近，后翼型可以从前翼型释放的涡流中提取能量，实际上比单个翼型更有效地产生推力。”

Mistele去年在美国航空航天学会会议上发表了他的研究成果，论文名为《带有前缘涡脱落的非定常多翼型结构无粘模型》。机械与航空航天工程系的学术顾问Ashok Gopalarathnam教授和博士后研究员Arun Vishnu Suresh Babu作为作者加入了他的研究。

Mistele说:“那篇论文实际上更多的是关于我们为研究这些相互作用而衍生和实施的一种新方法，这种方法与人们以前所做的不同。”“这实际上更多的是一种有一些验证和验证的方法，而不是对这些现象的物理学进行深入研究。”

“很多潜在的途径”

在从北卡罗来纳州立大学获得学位后，Mistele仍在考虑他的选择。他可能会进入机械与航空航天工程系的加速硕士学位项目。他正在考虑申请斯坦福大学的Knight-Hennessy奖学金。或者，在去读研究生之前，他可能会工作几年。

他说:“我在努力保留选择的余地。”“我还没有做出艰难的决定，但我知道有很多潜在的道路，我认为戈德华特会帮助我追求它们。”

他已经排除的一个选择是教书——尽管他很感激戈巴拉特南和巴布对他的支持。

他说:“如果没有他们的支持和与他们的合作，我肯定不会申请这个奖项。”

他期待与过去和现在的其他金水学者建立联系。他们聚集在Slack的一个工作区，分享想法、支持和建议。

他说:“成为这个社区的一员是非常令人难以置信的事情，我非常期待。”