Geri Dön

Akışkan-yapı etkileşiminde yapay zeka destekli topoloji optimizasyonu

Ai augmented topology optimization in fluid-structure interaction

  1. Tez No: 1006891
  2. Yazar: MUSTAFA KUZAY
  3. Danışmanlar: PROF. DR. ENDER DEMİREL
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2026
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Eskişehir Osmangazi Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Hidrolik Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.

Özet

Akımla birlikte hareket eden elastik ve enerjisiz çalışan pasif karıştırıcılar, birçok mühendislik sisteminin karışım veriminin attırılmasında kullanılmaktadır. Ancak, karışım veriminin maksimize edilebilmesi için katı malzemenin topolojik özelliklerinin optimize edilmesi henüz araştırılmamış bir konudur. Bu tez çalışmasında, içme suyu arıtma tesislerinin önemli bir su yapısı olan dezenfeksiyon temas tanklarının karışım verimini arttıran elastik ve pasif bir karıştırıcı geliştirilmiştir. Karıştırıcının özelliklerini belirleyebilmek için, açık kaynak kodlu sonlu hacim ve sonlu elemanlar yazılımları olan OpenFOAM ve deal.II yazılımları birleştirilerek bütünleşik bir akışkan-yapı hesaplama modeli geliştirilmiş, geliştirilen modelin hassasiyeti literatür verileri ile doğrulanmıştır. Doğrulanan hesaplama modeli kullanılarak yapılan sayısal benzetimler ile elastik karıştırıcının konumu ve boyutları araştırılmıştır. Daha sonra, karıştırıcı kompozit olarak tasarlanmış ve temas tankının karışım verimini maksimize edebilmek için malzeme dağılımı optimize edilmiştir. Yapılan sıvı-yapı etkileşim benzetimleri sonucunda, geliştirilen kompozit elastik karıştırıcının temas tankının karışım verimini %23'e kadar arttırabildiği görülmüştür. Geliştirilen bu yenilikçi tasarımın, mevcut temas tanklarına kolayca uygulanabileceği, böylece içme suyu arıtma tesislerindeki dezenfeksiyon maliyetlerinin büyük oranda düşürülebileceği sonucuna varılmıştır. Aynı zamanda, tez kapsamında geliştirilen bütünleşik sıvı-yapı hesaplama modelinin ve karışım verimini arttıran pasif karıştırıcı tasarımının hidrolik mühendisliğinde karşılaşılan birçok probleme uygulanabileceği değerlendirilmiştir.

Özet (Çeviri)

Passive flexible mixers that move with the flow and operate without external energy are widely used to enhance mixing efficiency in many engineering systems. However, the optimization of the topological properties of the solid structure in order to maximize mixing performance remains an unexplored research topic. In this thesis, a novel flexible and passive mixer is developed to improve the mixing efficiency of disinfection contact tanks, which are critical hydraulic structures in drinking water treatment plants. To determine the characteristics of the proposed mixer, an integrated fluid-structure Interaction (FSI) computational model was developed by coupling the open-source finite volume and finite element software packages OpenFOAM and deal.II. The accuracy of the developed model was validated against data available in the literature. Using the validated model, numerical simulations were conducted to investigate the optimal position and dimensions of the flexible mixer. Subsequently, the mixer was designed as a composite structure, and its material distribution was optimized to maximize the mixing efficiency of the contact tank. The fluid–structure interaction simulations demonstrated that the proposed composite flexible mixer could increase the mixing efficiency of the contact tank by up to 23%. The results indicate that this innovative design can be easily implemented in existing contact tanks, leading to a significant reduction in disinfection costs in drinking water treatment facilities. Furthermore, the integrated FSI modeling framework and the passive mixer design methodology developed within this thesis are considered applicable to a wide range of hydraulic engineering problems.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    467209

    Kısmen veya tamamen akışkana daldırılmış sonsuz derin akışkan ortamındaki kabukların hidroelastik ve elastoakustik analizi

    Hydroelastic and elastoacoustic analysis of partially and fully submerged shells in infinitely deep water

    İBRAHİM TUĞRUL ARDIÇ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2017

    Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Gemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. AHMET ERGİN

  2. Tez No

    610391

    Thermal and mechanical performance of cementitious PCM composites

    Çimentolu FDM kompozitlerinin ısıl ve mekanik performansları

    ERMAN YİĞİT TUNCEL

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2020

    İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. BEKİR YILMAZ PEKMEZCİ

  3. Tez No

    455380

    Düz ve girintili yüzeylerde havuz kaynamasının sayısal modellenmesi

    Numerical investigatinon of pool boiling on flat and patterned surface

    TUĞÇE KARATAŞ

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2016

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. SEYHAN ONBAŞIOĞLU

  4. Tez No

    836457

    A numerical approach for plasma based flow control

    Plazma ile akış kontrolü için sayısal bir yaklaşım

    REŞİT KAYHAN ATA

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Uçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MEHMET ŞAHİN

  5. Tez No

    352271

    Membrane protein-based in vitro methods

    Zar protein-tabanlı in vitro metotlar

    FATİH İNCİ

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2013

    Biyomühendislikİstanbul Teknik Üniversitesi

    İleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. FATMA NEŞE KÖK

Geri Dön