Çok-amaçlı optimizasyon ile aeroelastik bir uçak kanadının kompozit kaplama ve iç yapısının tersine tasarımı
Inverse design of composite skin and inner structure of an aeroelastic aircraft wing via multi-objective optimization
- Tez No: 311891
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MELİKE NİKBAY
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Uçak Mühendisliği, Aircraft Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2011
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Uçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 89
Özet
Bu çalışmada, NASA Langley Araştırma Merkezi tarafından deney verileri 1980'lerin ortasında yayınlanmış olan kompozit ARW-2 kanadı aeroelastik analizlerde kullanılmıştır. Ancak, NASA tarafından yayınlanan raporlarda kanada ait bazı kalınlık bilgileri ve malzeme özelliklerine yer verilmemiştir. Bu sebeple, ARW-2 kanadının; daimi ve daimi olmayan akış rejimlerine ait çok sayıda deneysel verisi olmasına rağmen, bugünkü sonlu elemanlar metoduna dayanan hesaplamalı aeroelastisite çalışmalarında bir benchmark problemi olarak kullanılmasında zorluklar görülmektedir. Literatürde ARW-2 üzerine yapılmış hesaplamalı çalışmaların çoğunda kanadın kompozit plaka veya 3 boyutlu izotropik kaplamalı basitleştirilmiş modelleri kullanılmıştır. Bu çalışmada ise amaç, ARW-2 kanadının, NASA raporlarında mevcut olan tanımlamalarına ve deneysel sonuçlarına mümkün olduğunca yakın 3 boyutlu sayısal bir kompozit modelini oluşturmaktır. Bu amaçla, kanada ait eksik olan özelliklerin tamamlanması için sayısal ve deneysel veriler arasındaki hataları minimize edecek şekilde çok-amaçlı bir optimizasyon döngüsünde tersine tasarım yaklaşımı uygulanmıştır. Optimizasyon içinde kriter olarak hesaplamalı kanat modelinin modal analiz ve statik eğilme yerdeğiştirmelerinin deneysel kanat modeline göre bağıl hatalarının minimize edilmesi kullanılmıştır. Elde edilen modelin statik aeroelastik cevabının doğrulanması için akışkan-yapı bağlaşımı yöntemi kullanılmış ve deneysel sonuçlarla uyumluluk elde edilmiştir. Böylece ileride hesaplamalı aeroelastisite veya aeroelastik optimizasyon çalışmalarında kullanılabilecek güvenilir, 3 boyutlu sayısal bir kompozit kanat modeli elde edilmiştir.
Özet (Çeviri)
In this study, composite ARW-2 wing whose experimental results were published in the mid 1980s by NASA Langley Research Center is used as the model. However, in the technical reports published by NASA, some thickness values and mechanical properties of the wing are missing. Therefore, although the experimental results of steady and unsteady flow regimes exist, it is difficult to use the model as a benchmark problem with today?s finite element method based computational aeroelastic analyses. In literature many of the computational studies on ARW-2, the wing is modeled as simplified composite plate or a 3D isotropic skin. In this study the aim is to model a 3D computational composite ARW-2 wing as fairly close to the existing NASA definitions and experimental results. For this purpose, in order to identify the missing properties an inverse design approach in multi-objective optimization process, that can minimize the relative errors between experimental and computational results, is applied. In this problem, minimization of the relative errors between computational wing?s modal analysis and static bending displacement responses with respect to experimental wing model is used as optimization criterion. Fluid- structure interaction method is applied in order to validate static aeroelastic response and these results are obtained as relevant with the experimental results. Therefore a reliable 3D computational composite wing model is obtained that can be used for further aeroelasticity and aeroelastic optimization problems.
Benzer Tezler
- Jig shape optimization for desired shape of a high-altitudelong-endurance class unmanned aerial vehicle underaeroelastic effects
Hale sınıfı bir ınsansız hava aracının aeroelastik etkileraltında hedeflenen şekle ulaşmak için jig şeklioptimizasyonu
AKIN ATEŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Havacılık ve Uzay Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiHesaplamalı Bilimler ve Mühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MELİKE NİKBAY
- Structural identification and static aeroelastic optimization of ARW-2 wing with multidisciplinary code coupling
Çok disiplinli kod eşleme ile ARW-2 kanadının yapısal tanımlanması ve statik aeroelastik optimizasyonu
AHMET AYSAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2009
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. MELİKE NİKBAY
- Multidisciplinary design optimization of aerospace structures with static aeroelastic criteria
Uçak-uzay yapılarının statik aeroelastik kriter ile çok disiplinli tasarım optimizasyonu
LEVENT ÖNCÜ
- Steady-state aeroelastic analysis and numerical design optimization of aircraft structures
Uçak yapılarının daimi rejimde aeroelastik analizi ve sayısal tasarım optimizasyonu
ARDA YANANGÖNÜL
Yüksek Lisans
İngilizce
2009
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. MELİKE NİKBAY
- Uçak modal parametrelerinin uçuş esnasında takibi için operasyonel modal analiz kullanılması
Operational modal analysis for tracking aircraft modal parameters in flight
METİN KÖKEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Havacılık ve Uzay Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ERDİNÇ ALTUĞ