Cad-integrated size and shape optimization of steel lattice energy transmission line towers using simulated annealing
Çelik kafes enerji nakil hattı direklerinin benzetimsel tavlama yöntemi kullanılarak bilgisayar destekli optimizasyonu
- Tez No: 442034
- Danışmanlar: PROF. DR. OĞUZHAN HASANÇEBİ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Yapı optimizasyonu, Structural optimization
- Yıl: 2016
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Son yıllarda enerji iletim şebekeleri dünya çapında artan enerji talebi yüzünden geniş kapsamlı değişiklikler geçirmektedir. Artan enerji ihtiyacı sonucunda yeterli miktarda elektrik enerjisi üretim merkezlerinden tüketim alanlarına taşınmalıdır. Bu nedenle havai enerji iletim hatlarının (HEİH) arazi üzerinde düzgün ve ekonomik olarak tasarlanması büyük önem göstermektedir. Havai iletim hatlarının büyük bir kısmını iletim hattı direkleri oluşturmaktadır. İletim hattı direkleri elektriği üretim merkezlerinden tüketim alanlarına nakleden elektirik iletim kablolarını taşımak için tasarlanan yapılardır. Yeni iletim kablo tipleri, toplumların yapısal sistemler üzerindeki estetik kaygıları ve çevresel duyarlılıklar, daha yüksek kapasiteli enerji nakil hattı ihtiyacı direk tasarımcılarının üzerinde daha ekonomik ve optimum direk tasarımları yapma konusunda büyük baskı oluşturmaktadır. Buna ek olarak, iletim direkleri bir hat boyunca birkaç tip içerisinden askı ya da gerilim tipi direk olarak birkez tasarlanmasına rağmen bunların yığınlarının yüzlerce kilometre boyunca uzanan bir hat üzerinde dikilmesi bu yapıların optimizasyonun önemini bir kez daha göstermektedir. Tüm iletim hattı dikkate alındığında bir iletim direğinde yapılacak olan küçük bir ağırlık azaltması fazladan yüzlerce hatta binlerce ton malzeme kullanımını önleyecektir. Bu tez pratik mühendislik uygulamalarında çelik kafes iletim direkleri için otomatikleştirilmiş optimizasyon aracı sunmaktadır. Bu araç çelik kafes iletim hattı direklerinin minimum ağırlık optimizasyonu için kesit ve şekil tasarım değişikenlerini dikkate alacak şekilde ve ASCE 10-97 (2010) şartnamesine uygun direkler tasarlamak üzere benzetimsel tavlama (BT) optimizasyon tekniği ile PLS-Tower ticari yazılımını entegre edilerek geliştirilmiştir. Bu kapsamda, yeni bir yöntem olan iki-aşamalı benzetimsel tavlama tekniği özel olarak geliştirilmiş ve tasarım ofisleri tarafından daha önce 110 ve 400 kV voltaj seviyesi aralığında tasarlanmış dört iletim direği yeni geliştirilmiş bu yöntem ve tipik BT yöntemiyle sonuçları karşılaştırmak adına optimize edilmiştir. Minimum ağırlık optimizasyonu sonucunda bu dört iletim direği için optimize edilmiş yapıların yapısal eleman dağılımları ve optimum sonuca ulaşılana kadar ihtiyaç duyulan CPU zamanı hem iki-aşamalı BT hem de tipik BT için belirtilmiştir. Ayrıca tasarım ofisleri tarafından tasarlanmış olan yapıların yapısal eleman dağılımları da optimizasyon sonucu ortaya çıkan sonuçlarla karşılaştırmak adına eklenmiştir. Sonuçlara göre, iki-aşamalı BT tipik BT kadar iyi sonuç vermekte fakat BT'nın optimum sonuca ulaşana kadar ihtiyaç duyduğu zamana oranla çok daha az zamana ihtiyaç duymaktadır.
Özet (Çeviri)
Energy transmission grids have been undergoing drastic changes due to increasing energy demand throughout the world in the recent years. As a result of this trend, sufficient electricity should be transferred from production centers to consumption areas. Therefore, overhead transmission lines (OHTL) gain high importance to be designed on the land reliably and economically. A significant amount of overhead transmission lines is constituted by steel lattice towers. Transmission line towers serve to keep the conductors above the ground transferring electricity from the energy sources to the communities. The new conductor types, increased public awareness on aesthetics and environmental consciousness, and the need for higher capacity lines have resulted in great pressure on designers to develop economic and optimally designed towers. Additionally, optimization of transmission line towers is particularly important in the sense that these structures are designed once as either suspension or tension towers in several different types for each line, yet multitudes of them are erected along transmission lines extending to several hundreds of kilometers. Accordingly, even a small percentage of weight reduction that can be achieved in the design of a single tower may add up to hundreds or thousands of tons of material when the entire transmission line is considered. This thesis presents a new optimization tool for automated design of steel lattice transmission line towers in real-world engineering practice. This tool has been developed by integrating the simulated annealing (SA) optimization algorithm into the commercial PLS-Tower software to optimize steel lattice towers for minimum weight according to ASCE 10-97 (2000) design specification using both size and shape design variables. In this context, a novel two-phase SA algorithm is specifically developed and compared with a typical SA formulation in four weight minimization problems of real-world steel lattice towers for high voltage overhead transmission lines between 110 and 400 kV. The optimized designs and the CPU time required by the two SA variants are reported for each test problem and then compared with the currently available structural configurations resulting from a conventional design process in order to quantify material saving achieved through optimization. According to results, two-phase SA algorithm converges the optimum solution as good as SA does; however, it requires much less time to converge the optimum solution.
Benzer Tezler
- 1985-1986 yıllarında Polatlı Devlet Hastanesine kaza nedeniyle başvuranların incelenmesi
Başlık çevirisi yok
FERHAN ŞENOL
Yüksek Lisans
Türkçe
1986
İlk ve Acil YardımGazi ÜniversitesiKazaların Çevresel ve Teknik Araştırması Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
DOÇ. DR. HİKMET PEKCAN
- Soyanın çeşitli gelişme dönemlerinde topraktan kaldırdığı besin maddeleri ve büyümesi ile verim arasındaki ilişkiler
Başlık çevirisi yok
MERAL GİRGİN
- Yahya Kemal'de bedii tefekkür unsurları: 1 Kendi Gök Kubbemiz'de duygu
Başlık çevirisi yok
MUSTAFA ÖZBALCI
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
Türk Dili ve EdebiyatıGazi ÜniversitesiTürk Dili ve Edebiyatı Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SADIK K. TURAL
- Mevcut kaplıca yerleşmelerinin iyileştirilmesini etkileyen faktörler ve Yeni Kaplıca örneği
Adjustment principles of spas in Turkey, Yeni Kaplıca being the sample
DOĞAN ÜMİT YÜCEL
- Valsli kurutucuda patates püresi eldesi üzerine çalışmalar
Başlık çevirisi yok
ÜNAL RIZA YAMAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1986
Gıda MühendisliğiEge ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. COŞKAN ILICALI