Topology optimization and cooling system design for functionally graded patch antenna substrates
Fonksiyonel dizilimli yama anten substratları için topoloji optimizasyonu ve soğutucu sistem tasarımı
- Tez No: 459037
- Danışmanlar: DOÇ. DR. GÜLLÜ KIZILTAŞ ŞENDUR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Makine Mühendisliği, Mekatronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering, Mechanical Engineering, Mechatronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2016
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Sabancı Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 98
Özet
Günümüzde gelişen elektronik ve haberleşme teknolojilerine paralel olarak kablosuz iletişim metotlarına olan ihtiyaçlar daha popüler ve kısıtlayıcı hale gelmiştir. Bu talep karşısında geleneksel yöntemlere ek olarak yeni teknolojilerin geliştirilmesi kritik bir ihtiyaç haline gelmiştir. Yama antenler radyo frekansı (RF) endüstrisinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Basit geometrik yapısı, kolay ve ucuz üretilebilirliği ve bükülebilir uygulamalar için uygunluğu bütün ilgiyi bu antenlerin üzerine çekmektedir. Ancak çoğu yama anten tasarım parametreleri sadece geometri ve hâlihazırda sınırlı sayıda pazarda bulunan dieletrik malzemeler ile sınırlı kalmıştır. Bu tezde, çoklu katmanlı ve farklı dielektrik katsayısına sahip malzeme yapıtaşlarından oluşan polimer- seramik kompozit substratlı antenlerin, geri dönüş kayıplarının istenilen frekans değerlerinde minimize etmek üzere topoloji optimizasyonuna dayalı bir çalışma yürütülmüştür. Optimizasyon çalışması sırasında Comsol Multiphysics 5.2 yazılımı Matlab 2014b yazılımı ile eş zamanla çalıştırılarak genetik algoritma ile çözümü yoluna gidilmiştir. Bu çalışmalara ek olarak, tezin ikinci bölümünde, fonksiyonel değişkenliğe sahip malzemelerden oluşan ve ilk bölümdeki seramik polimer karışımlı anten substratlara benzer substratların üretimine yönelik yeni nesil dondurarak döküm prosesini kontrollü hale getirmek amacıyla 0℃ ile -100℃ sıcaklık aralığında istenilen sıcaklık değerine ayarlanabilen soğutucu sistem tasarımı ve üretimi gerçekleştirilmiştir. Böylece malzeme yapısındaki mikro gözenekli yapının, soğutma sıcaklığı ve hıza bağlı olarak değişiminin daha iyi anlaşılabilmesi amacıyla bir test platformu oluşturulmuştur.
Özet (Çeviri)
In parallel to current important developments in electronics and communication technologies, needs on wireless systems have become more popular yet stringent. In order to meet that demand, development of novel technologies and materials has become crucial. Patch antennas are widely used in the radio frequency (RF) industry. This is due to their simple shape, easy and low cost manufacturing capability and their suitability for conformal applications. However, most of current patch antenna designs rely on efforts puts towards their geometrical parameters with limited available dielectric materials in the market. This thesis mainly focuses on the topology optimization of polymer- ceramic composite substrates. These substrates allow for spatial dielectric permittivity variation via their functionally graded multilayer configuration with the objective to achieve minimization of reflected power at desired frequency values. Towards this goal in the proposed optimization study, Comsol Multiphysics 5.2 software was integrated with Matlab 2014b software and genetic algorithm was used as the optimization solver. In addition to the design study, in the second part of the thesis, a cooling system which allows for the adjustment of temperature values between 0℃ and -100℃ was designed to control the substrate properties of functionally graded materials (FGM) of ceramicpolymer antenna substrates, similar to those designed in the first part of the thesis. These substrates were produced via a novel manufacturing method based on freeze casting process. A new test platform was developed in order to investigate the effect of cooling rate and temperature on microporosity and permittivity of these substrate materials.
Benzer Tezler
- Veri merkezlerinde enerji verimliliğini arttırıcı yöntemler
Methods for improving data centers energy efficiency
EMRE ŞEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖNDER GÜLER
- Elektrik motoru seçim kriterleri ve kontrol organına bir limiter konulmuş motorun optimal parametrelerinin simpleks metodu ile tayini
Başlık çevirisi yok
VOLKAN ÇAKMAKÇI
- İçten yanmalı motor egzoz portu etrafındaki kafes yapılarının termomekanik davranışının incelenmesi ve efektif modelleme yaklaşımının geliştirilmesi
Thermomechanical investigation of lattice structures around exhaust port for iternal combustion engine and development of a effective modelling approach
CEMRE OĞUZ ERŞAHİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ HİKMET ARSLAN
- Li-iyon batarya modelinin en uygunlaştırılması ve batarya bozunumunun incelenmesine katkılar
Contributions to optimization of Li-ion battery models and analysis of battery degradation
HAKAN İNCESU
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ DERYA AHMET KOCABAŞ
- Cam kalıplarının ideal soğutulması için topoloji optimizasyonu ve sonlu elemanlar analizi
Topology optimization and finite element analysis for ideal cooling of glass molds
YAHYA TARTAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Makine MühendisliğiMarmara ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUSTAFA AY