Mapping data on surfaces with Coons' patch functions
Coons yamaları ile yüzeylerdeki veri transferi
- Tez No: 166764
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ATA MUĞAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2005
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 87
Özet
COONS YAMALARI İLE YÜZEYLERDEKİ VERİ TRANSFERİ ÖZET Adaptiv ağ. temas mekaniği ve katı sıvı arası ilişkiler (Fluid Structure Interactions- FSI) gibi sonlu elemanlar uygulamalarında iki boyutlu projeksiyon önemli yer tular. Bu uygulamalarda, projeksiyon metodu aynı yüzeyi ifade eden iki farklı ağın düğüm noktaları arasındaki veri transferini sağlar. Adaptiv ağ uygulamalarında, ağdaki eleman sayısının artması ya da azalması ile düğüm noktalarının yeri ve sayısı değişir. Bu durumda hesaplamanın devam edebilmesi için başlangıç koşulu olarak yeni noktaların değerinin tahini gerekir. Temas mekaniğinde ise, iki farklı ağ aynı yüzeyi paylaşır. Bu durumda ise. veri akışı için iki ağ arasında veri transferi gerekir. Son olarak. FSI uygulamalarında yapısal ağ ve sıvı ağının uyumsuz olduğu durumlarda katı ve sıvı çözücüleri arasında veri değiş tokuşunda bir yönteme ihtiyaç duyulur. Halihazırdaki en küçük kareler yöntemi ile projeksiyona alternatif olarak geliştirilen yeni eşleştirme metodu, akışkanlar dinamiği ve katı cisimler mekaniğine uygulanacak ve örneklerle tanıtılacaktır. Bu çalışmadaki temel amaç, yeni metodun veri yüzeyi tayinindeki başarısını ve hızını ortaya koymaktır. Diğer tekniklerden farklı olarak, ağ içerisindeki bazı düğüm noktalarının değerleri sınır değerleri olarak kullanılacak ve oluşturulan yüzeyler ile veri eşleştirimi sağlanacaktır. Çalışmanın ikinci aşamasında. ANSYS ile modellenmiş otobüs el bagaj taşıyıcısı üzerinde metot denenecektir. ANSYS çözücüsünden alınan sonuçlar MatLAB'de hazırlanmış Coons yüzeyi eşleştirimi programı ile işlenerek veri eşleştirme yüzeyleri oluşturulacaktır. Bu çalışmada kullanılan temel teknikler özetle, eğri uydurma metotları ve Coons yüzeyleridir. Bi-lineer Coons yüzeyleri ile oluşturulan yamalar ile veri enterpolasyonu sağlanacaktır. Bu uygulamada Coons yüzeylerini kullanmadaki asıl amaç. diğer yüzeylerden farklı olarak Coons yüzeyini oluşturan kontrol noktalarının yüzeyi oluşturan dört sınır eğrisinin üzerinde olmasıdır. Dolayısıyla köşelerde kesişen ve dört tane [0. 1] aralığında değişen parametrik eğriler ile bu eğrileri doğrusal olarak enterpole eden bir Coons yüzeyi yaratmak mümkündür. Dolayısıyla yaratılan bu yüzeylerde farklı birçok verinin enterpolasyonu mümkün olmaktadır. FSI uygulamalarında bu veriler deplasman, hız ve basınç iken katı cisimler uygulamasında deplasman ve gerilme olmaktadır. Yeni teknik Coons Yüzeyleri ile Veri Enterpolasyonu ( CSDI ) ve eşleştirme tekniği olarak isimlendirilmiştir. CSDI metodunun uygulanması önemli sonuçlar vermiştir. Metodun birçok avantajı olmasına rağmen, geliştirilen metot çok basittir ve üzerinde ileri düzey çalışma yapılıp geliştirilmeye ihtiyaç vardır. Oluşturulan veri yüzeylerinde hatanın en çok yüzeyin ortasına yakın bölgede oluştuğu görülmüştür. Ağ üzerindeki Coons yüzeyi sayısının artırılmasının sonuçlan, olumlu etkilediği görülmüştür. Temelde iki eğri uydurma yöntemi; B-spline ve kübik eğriler, CSDI metodu ile denenmiştir. Kübik eğriler ile oluşturulan Coons yüzeylerinin deplasman ve koordinat eşleştirmesinde en iyi sonucu verdiği görülmüştür. Ne var ki, gerilme eşleştirmesinde yalnızca yakınsaksonuçlar elde edilmiştir. Bu bağlamda gelecekte yapılacak çalışmalarda CSDI metodunun en küçük kareler yöntemi ve performans yüzeyleri gibi uygulamalarla beraber kullanılıp geliştirilmesi yararlı olacaktır.
Özet (Çeviri)
MAPPING DATA ON SURFACES WITH COONS PATCHES SUMMARY The two dimensional projection is an essential part in some problems of finite element method (FF.M) such as adaptive meshing, contact mechanics and fluid structure interactions (FS1). In these applications, projection routine is used in defining the nodal values between two different meshes, which represents the same surface. In adaptive meshing, the number of nodes and their locations change, when the mesh is refined or coarsened. In that case, in order to go on to the next time step or load step, the values of field variables at the new nodes have to be defined as an initial condition. Besides, in contact mechanics, the nodes, which belong to two different meshes, share the same surface. In that case, the interpolation between two meshes is required for the data flow. Finally in FS1 problems, it is also required to exchange data between the fluid structural solvers, when two incompatible meshes arc generated to represent the surface of the object in fluid and structure model. The new method of mapping, which is discussed to be an alternative to the least squares projection is applied onto both fluid dynamics and solid mechanics and two examples have been solved. What is searched in this work is that how good the new- method represents the surface data and how fast it can be done to complete mapping. Our aim is to find an alternative method that is compatible with the data smoothing quality of least squares but hopefully faster to execute. Unlike the other techniques, certain nodes in the mesh are going to be used as reference nodes and mapping surface (patch) is going to be created by using these nodes on the edges of that patch. Then, by using interpolation on these patches, nodal values for the new mesh will be obtained. In the second part of the study, the new method is applied to a bus hand- baggage carrier that is modeled in ANSYS. The ANSYS solver is going to be used and the output of the solver will be used for creating the mapping patches for the Coons' surface function via a MatLAB code which uses the ANSYS output file. Bilinearly blended Coons' surfaces are the surfaces that are used in the new mapping technique applied to data interpolation. The main reason for using the Coons' surfaces is that, different from the other surfaces, the control points of these surfaces lie on a curve on each boundary. Therefore by selecting four parametric curves, which intersect at the corners, and the parametric variable change in [0, 1], it is possible to form a Coons surface, whose values are interpolated linearly on both u and v directions. In all applications we aim at representing the data surfaces by Coons' surfaces, therefore the interpolation surfaces can be applied to FSI, adaptive mesh or any other contact problems. Displacement and stress values on the patch regions are mapped in addition to the mapping of the coordinates. The new technique is named as Coons' Surface Data Interpolation (CSDI) and Mapping Technique. CSDI method providedus important results. Although the method has several advantages, it is still primitive and much advanced work is required to get a better accuracy based on Coons' surfaces. The maximum error is mostly occurred in the middle of the patches. It is observed that, dividing the region into more Coons' patches converges to the results for the original data on the patch surface. Although many other techniques are introduced and tried, two kinds of curve fitting techniques are used with the CSDI; B-spline curves and cubic curves. We found out that cubic curves interpolate the data points belter than B-spline curves: therefore, it results better CSDI. Applications of Coons' surfaces with natural cubic curve boundaries provided us very satisfactory results for displacement and coordinate mapping and acceptable results for stresses: however, the accuracy of the technique can be improved by studying the least squares projection with Coons' surfaces at the same time. Our observations showed that the Coons' surface mapping works faster than the least squares. All advantages and disadvantages of the CSDI method are presented. We believe that further work on this subject is important and is going to give more satisfactory results for FSI adaptive mesh and contact mechanics applications.
Benzer Tezler
- Eski bir askeri sahada İHA sistemleri kullanılarak patlamış ve patlamamış mühimmatların tespiti için havadan manyetik ile araştırılması
Aerial magnetic search for the detection of explosed and unexplosed munitions using UAV systems in an old military field
COŞKUN ERTUĞRUL
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Jeofizik MühendisliğiSakarya ÜniversitesiJeofizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ AYHAN KESKİNSEZER
- Termo-reaktif difüzyon tekniği ile çeliklerin NBN kaplanması ve özelliklerinin araştırılması
Investigation of NBN coating and properties of steels by thermo-reactive diffusion technique
DİLARA NACAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Metalurji MühendisliğiSakarya ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ŞADUMAN ŞEN
- An Investigation of flow around two flow bluf bodies in tandem and staggered arrangements by the dicrete vortex method and experiment
Ardarda ve çapraz dizilişli iki küt cisim etrafındaki akış: Ayrık vorteks yöntemiyle hesap ve deney
HACI İBRAHİM KESER
- Polimer ince filmlerdeki ıslatmama kararsızlıkları ile fiziksel olarak klonlanamayan fonksiyonların üretimi
Fabrication of physically unclonable functions via dewetting of polymer thin films
NESLİHAN TÖRÜN
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Mühendislik BilimleriErciyes ÜniversitesiNanobilim ve Nanoteknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA SERDAR ÖNSES
ÖĞR. GÖR. MENEKŞE ŞAKİR
- Türkiye milli botanik bahçesi biyotoplari üzerine araştirmalar
Studies on the biotopes of national botanic garden of Turkey
ŞAHİN ÇİMEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Biyolojiİstanbul Üniversitesi-CerrahpaşaPeyzaj Mimarlığı Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ AYSEL ULUS
