Numerical and experimental analysis of a piezoelectric flat plate in flapping motion
Çırpma hareketindeki düz bir piezoelektrik plakanın deneysel ve sayısal analizi
- Tez No: 355324
- Danışmanlar: DOÇ. DR. DİLEK FUNDA KURTULUŞ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Havacılık Mühendisliği, Aeronautical Engineering
- Anahtar Kelimeler: çırpan düz plaka, piezoelektrik eyleyiciler, mikro hava araçları, akıllı malzemeler, flapping flat plate, piezoelectric actuator, micro aerial vehicles, smart materials
- Yıl: 2014
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 104
Özet
Günümüzde İnsansız Hava Araçları (İHA) teknolojisi alanında yaşanan seri gelişmeler, bu araçların askeri ve sivil görevlerde kullanımını arttırmaktadır. Bu gelişmelere ek olarak imalat teknolojisi sanayisindeki yetenekler, mikro hava araçları olarak tabir edilen MHA sınıfı araçların üretilmesine olanak sağlamaktadır. Çırpan kanat sistemleri bu sebeplerden ötürü İHA teknolojisi içinde önemli bir sınıfı oluşturmaktadır. Bu araçlar yüksek dönüş ve havada asılı duruş yeteneği gerektiren ve genellikle sabit kanat sınıfı tabir edilegelen hava araçlarının etkisiz kaldığı görevlerde, bu bahsedilen üstünlükleri ile ön plana çıkmaktadır. Metalurji ve malzeme bilimindeki ilerlemeler ise akıllı malzemelerin kullanımını yaygınlaştırmakla kalmayıp bu malzemelerin mühendislik uygulamalarına bütünleştirilmesine de katkılarda bulunmuştur. Havacılık ve uzay alanında da büyük kullanımı olan ve elektromekanik eşleşme özelliğine sahip piezoelektrik malzemeler de akıllı malzemeler sınıfına dâhil edilebilir. Bu gerçeğe bir örnek olarak ise, çırpan kanat mikro havacılık araçlarını sürme yönüyle piezoelektrik eyleyiciler, bu özelliğin altının çizilmesi açısından kıyaslanamaz seçeneklerdir. Deneysel çalışmalar farklı sinyal tipleri ve frekanslar için gerçekleştirilmiştir. Tez çalışmaları dâhilinde deneysel analizler sonucu ortaya çıkarılan elastik eğriler, sayısal çözümlemelerin girdisi olarak kullanılmaktadır. Bunula birlikte, ANSYS yazılımının yapısal ve aerodinamik çözümleme bileşenleri kullanılarak sayısal benzetimler gerçekleştirilmiştir. Yine bu bölümün bir parçası olarak, elastik şekil değişimleri yapısal sistemlerin içine yerleştirilmiş, daha sonra ise akışkan sistemi ile ilişkilendirilmiştir. Son olarak ise bu işlemlerin ardılı olarak, çırpma eylemi esnasında kiriş etrafındaki akış alanının benzetimi de aynı program içerisinde kurulmuştur. Bimorf piezoelektrik kirişin eyleyici yükleri altındaki elastik eğrisini elde etmek için bir analitik model kurulmuştur. Bu çalışmada çırpma hareketindeki piezoelektrik düz plakanın deneysel ve sayısal yöntemler kullanılarak analiz edilmesi amaçlanmıştır.
Özet (Çeviri)
The technology of unmanned aerial vehicles (UAV) has a rapid improvement and their use is increasing day by day for military and civilian missions. Developments in production technology enable the fabrication of micro aerial vehicles. Flapping wing systems have an important place among UAVs. These vehicles are superior to fixed wing aircrafts with their high maneuverability and hover capabilities and they can successfully perform many missions in which the fixed aircrafts are insufficient. Developments in material technology provided the use of smart materials and their integration to the engineering applications. Piezoelectric materials which possess the property of electromechanical coupling can be classified as smart materials and they are widely used in aerial vehicle applications. As an example to this fact, piezoelectric actuators which are exceptional choices to drive flapping wing micro air vehicles may be highlighted. The experiments are performed for different operating signal types and frequencies. The displacement fields obtained from the experimental analysis are used as inputs to the numerical analysis. The numerical simulation is performed using the structural analysis and aerodynamic flow analysis components of ANSYS software. The elastic deformations are inserted into the structural system and linked to the fluid flow system. Flow domain around the beam in flapping is then simulated. An analytical model is established to obtain elastic curve of the bimorph piezoelectric beam under actuation loading. The objective of this study is to analyze piezoelectric flat plate in flapping motion by experimental and numerical methods.
Benzer Tezler
- Aerodynamic analysis of flapping wing actuated with pzt material including aeroelastic deformation
Pzt malzeme ile harekete geçirilen çırpan kanadın aeroelastik deformasyonlu aerodinamik analizi
FADİLE YUDUM ÇÖMEZ ÖZGÜN
Doktora
İngilizce
2024
Havacılık ve Uzay MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiHavacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. DİLEK FUNDA KURTULUŞ
PROF. DR. NEVSAN ŞENGİL
- Katmanlı kompozit panellerin anlık basınç yüküne dinamik cevabı
Dynamic response of laminated composite panels subjected to blast loading
HALİT S. TÜRKMEN
Doktora
Türkçe
1997
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZAHİT MECİTOĞLU
- Nanoimprinted high-frequency surface acoustic wave devices: Generation, characterization and acousto-electric transport
Başlık çevirisi yok
SERKAN BÜYÜKKÖSE
Doktora
İngilizce
2014
Fizik ve Fizik MühendisliğiUniversity of TwentePROF. DR. WILFRED G. VAN DER WIEL
- Meso-scale cooling devices experimental and numerical heat transfer analysis
Meso-scale soğutma cihazlar deneysel ve sayısal sıcaklık transfer analiz sayısal
SHADI HABIBI PARSA
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Makine MühendisliğiÖzyeğin ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ARIK
- Design, analysis and experimental verification of a piezoelectric vortex energy harvester
Bir piezoelektrik vorteks enerji hasatçısının tasarımı, analizi ve deneysel doğrulanması
AHMET LEVENT AVŞAR
Doktora
İngilizce
2016
Havacılık MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiHavacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MELİN ŞAHİN