Development of a discrete adjoint-based aerodynamic shape optimization tool for natural laminar flows
Doğal laminar akışlar için ayrık adjoınt tabanlı aerodinamik şekil eniyileme aracı geliştirilmesi
- Tez No: 642256
- Danışmanlar: PROF. DR. İSMAİL HAKKI TUNCER, DOÇ. DR. HAMDULLAH YÜCEL
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Havacılık ve Uzay Mühendisliği, Aeronautical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2020
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Havacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Doğal laminar akışlar için adjoint tabanlı aerodinamik şekil eniyileme yapısı geliştirilmiştir. Laminar akıştan türbülanslı akışa geçiş başlangıcını tahmin etmek için, Spalart-Allmaras türbülans modeli içeren bir Reynolds-Ortalama Navier-Stokes akış çözücü yakın zamanda geliştirilmiş Baş-Çakmakçıoğlu geçiş modeli ile birleştirilmiştir. Gradyan tabanlı eniyileme işleminde, eniyileme algoritmasının gerektirdiği hassasiyet türevleri, kurum içi akış çözü için geliştirilen ve doğal laminar akış kanat kesitleri ve kanatları için uygulanan ayrık bir adjoint yöntem ile elde edilmiştir. Ayrık bitişik yöntemin geliştirilmesinde yeniden yazılan akış çözücüdeki modüllerin ayrık türevini almak için bir otomatik türev aracı kullanılmıştır. Aerodinamik dış yüzeyin parametrizasyonu serbest şekil deformasyon yöntemi ile gerçekleştirilmiştir. Adjoint yöntemle hesaplanan şekil parametrelerine göre hassasiyet türevleri, ilk olarak sonlu farklar yöntemi ile doğrulanmıştır. Bu çalışmada geliştirilen adjoint tabanlı aerodinamik şekil eniyileme yönteminin başarısı, sıkıştırılabilir türbülanslı ve doğal laminar akışlar için kanat ve kanat kesitlerinin eniyilenmesi ile gösterilmiştir.
Özet (Çeviri)
An adjoint-based aerodynamic shape optimization framework for natural laminar flows is developed. A Reynolds-Averaged Navier-Stokes flow solver with the Spalart-Allmaras turbulence model is coupled with the recently developed Bas-Cakmakcioglu transition model in order to predict laminar to turbulent transition onset. In the gradient-based optimization process, the sensitivity derivatives required by the optimization algorithm is obtained by the discrete adjoint method, which is developed for the in-house flow solver and implemented for natural laminar flow airfoils and wings. In the development of the discrete adjoint method, an automatic differentiation tool is employed to take the discrete derivative of the modules in the in-house flow solver heavily modified. The parametrization of the aerodynamic surface is realized by the Free-Form Deformation technique. The sensitivity derivatives with respect to design parameters, which are computed by the adjoint method, are validated with the finite-difference method. The success of the adjoint-based aerodynamic shape optimization methodology developed in this study is then demonstrated by optimizing aerodynamic characteristics of several airfoils and wings for compressible turbulent and natural laminar flows.
Benzer Tezler
- Transonik Eksenel Kompresörün Bütünleşik Tabanlı Şekil Optimizasyonu
Adjoint Based Shape Optimization of a Transonic Axial Compressor
ABDURRAHMAN GÜNDÜZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TAHSİN ENGİN
- Development of a discrete adjoint solver for the optimization of an S-type intake
S-tipi hava alığı eniyilemesi için ayrık adjoint tabanlı çözücü geliştirilmesi
OLCAY NURTAÇ DENİZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2026
Havacılık ve Uzay MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiHavacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSMAİL HAKKI TUNCER
- Sonlu elemanlar metodunun spreadsheed programı yardımıyla nötron difüzyon denklemine uygulanması
Implementation of finite element method on a spreadsheed to neutron diffusion eguation
ÖZNUR ENGİN
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
Nükleer Mühendislikİstanbul Teknik ÜniversitesiMatematik Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HASAN SAYGIN
- Tüp sistemlerin kesin ve yaklaşık yöntemle hesap sonuçlarının karşılaştırılması
Başlık çevirisi yok
BAHADIR AYIK
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NAHİT KUMBASAR
- Development of a discrete-event simulation engine with concurrent constraint programming
Eşzamanlı kısıt programlama ile bir kesikli-olay simülasyon motoru geliştirilmesi
GÜRKAN ÖZHAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2001
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolOrta Doğu Teknik ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. HALİT OĞUZTÜZÜN