Aerodynamic shape optimization of a wing using 3D flow solutions with SU2 and response surface methodology
Aerodinamik kanat tasarımının SU2 ile elde edilen 3 boyutlu akış çözümleri ve cevap yüzey yöntemi kullanılarak eniyilemesi
- Tez No: 670721
- Danışmanlar: PROF. DR. İSMAİL HAKKI TUNCER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Havacılık Mühendisliği, Aeronautical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- 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: 117
Özet
Bu çalışmada, 3 boyutlu akış çözümleri ve cevap yüzey yöntemi kullanılarak bir kanadın aerodinamik şeklinin eniyilemesi gerçekleştirilmiştir. Bu çalışmanın amacı, bir kanadın aerodinamik şeklini, elde edilebilecek en düşük sürükleme katsayına, aynı zamanda istenilen manevra kabiliyeti ve yanal kararlılığa sahip olacak şekilde eniyilemektir. Kanat aerodinamik şekil eniyilemesi bir turboprop eğitim uçağı için gerçekleştirilmiş, amaç fonksiyonu ve kısıtlar kullanımda olan turboprop eğitim uçaklarının görev gereklilileri ve boyutları göz önüne alınarak kararlaştırılmıştır. Amaç fonksiyonu aerodinamik katsayılara bağlı olduğu için 3 boyutlu akış çözümleri, açık kaynaklı Reynolds ortalamalı Navier-Stokes denklemleri çözücüsü olan SU2 ile elde edilmiştir. Eniyilenecek tasarım parametrelerini amaç fonksiyonu ve kısıtlarla ilişkilendiren vekil modeller cevap yüzey yöntemi ve deney tasarımı teknikleri kullanılarak, yüksek dereceli lineer olmayan analitik fonksiyon formunda oluşturulmuştur. Deney tasarımı sürecinde, sıralı deney tasarımı yöntemi kullanılmıştır. Oluşturulan vekil modellerin hassasiyeti vekil modelleri doğrulamak için incelenmiştir. Eniyleme, doğrulanan vekil model kullanılarak gerçekleştirilmiş olup farklı çözüm algoritmaları (sıralı quadratik programlama ve iç nokta) ve başlagıç koşullarının eniyilenen geometriye olan etkileri incelenmiştir. Eniyilenmiş kanat şekli ve başlangıç kanat şeklinin amaç fonksiyonu değerleri karşılaştırılaştırılıp kısıtlara uygunluğu değerlendirilmiştir.
Özet (Çeviri)
In this study, the aerodynamic shape optimization of a wing is performed by using 3D flow solutions together with response surface methodology. The purpose of this study is to optimize the aerodynamic shape of a wing to achieve the lowest possible drag coefficient while ensuring desired maneuvering capability and lateral stability. Aerodynamic shape optimization is performed for a wing of a turboprop trainer aircraft. Optimization objective and constraints are determined according to mission requirements and the dimensions of turboprop trainer aircraft already operating. Since the objective function and the constraints consist of aerodynamic coefficients, flow solutions are obtained to calculate aerodynamic coefficients by using an open-source RANS solver (SU2). Surrogate models that relate the design parameters to be optimized to the objective function and the constraints are constructed as high-order nonlinear analytical functions with the help of response surface methodology and design of experiment techniques. In the design of the experiment, a sequential experimentation technique is used. The accuracies of the constructed surrogate models are examined to validate the models. Optimization is performed by using the surrogate models validated and the effect of the different optimization algorithms (sequential quadratic programming and interior point) and initial conditions on the optimized wing geometry are examined. Optimized wing geometry is compared with the initial geometry in terms of the objective function value and the suitability of the optimized geometry to the constraints is evaluated.
Benzer Tezler
- Yapay zeka ve gökdelen tasarımı
Artificial intelligence and skyscraper design
ŞELALE ELÇİN SUNGUR DÖLGEN
Doktora
Türkçe
2023
MimarlıkMimar Sinan Güzel Sanatlar ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÜMİT TURGAY ARPACIOĞLU
- Küt cisimlerde sürüklenme kuvvetinin azaltılması için kilitlenmiş girdap oluşumlarının deneysel yöntemlerle araştırılması
Başlık çevirisi yok
ŞEREF ERKARA
Doktora
Türkçe
1997
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. M. ZEKİ ERİM
- Turboprop motorlar için akçaağaç tohumu yaprağından esinlenmeli biyomimetik pervane tasarımı
Biomimetic propeller design inspired by maple seed leaf for turboprop engines
YUNUS MEŞECİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Makine MühendisliğiBursa Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. OSMAN TURAN
- Winglet design and analysis for low altitude solar powered uav
Düşük irtifa ve güneş enerjili iha için uç kanatçık tasarımı
ALİ İHSAN GÖLCÜK
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Havacılık MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiHavacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. DİLEK FUNDA KURTULUŞ
- 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