Geri Dön

Design optimization of railgun's electromagnetic force using surrogate modelling techniques

Railgun'ın elektromanyetik kuvvetinin temsili modelleme teknikleriyle tasarım optimizasyonu

  1. Tez No: 717095
  2. Yazar: HABİL AKANSEL AKYOL
  3. Danışmanlar: PROF. DR. AHMET KIZILAY
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2022
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Haberleşme Mühendisliği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 60

Özet

Elektromanyetik silah olarak da adlandırılan Railgun'ın elektromanyetik çıkış gücü silahın geometrik tasarım parametrelerine büyük ölçüde bağlıdır ve bu güç elektromanyetik silahın performansını ve etkinliğini değerlendirmek için kullanılır. Bu tez, simülasyon ve analiz aşamalarında zaman kaybını önlemek ve tasarım optimizasyon sürecini verimli hale getirmek için bir elektromanyetik silah tasarımı için Yapay Zeka tabanlı bir temsili (surrogate) model sağlamayı amaçlamıştır. Bu kapsamda, 3 Boyutlu Sonlu Elemanlar Metodu ile hesaplama yapan Ansys Maxwell programı kullanılarak üç farklı ray geometrisi ile üç farklı armatür tipinin kombinasyonel birleşimleri simüle edilmiştir. Simülasyonlar neticesinde; öncelikle verimliliğe göre en iyi ray ve armatür çiftlerinden biri seçilmiştir. İkinci olarak, seçilen ray armatür çiftinin geometrik dizayn parametreleri değiştirilerek girdileri ve çıktıları olan bir veri seti oluşturulmuştur. Sonrasında bu veri seti altı farklı temsili model ile eğitilmiş, geliştirilmiş, test edilmiş ve silahın çıkış kuvveti tahmin edilmiştir. Son kısımda ise belirli bir elektromanyetik çıkış kuvvetine ulaşmak için silahın geometrik değişkenlerinin neler olması gerektiğini bulmak amacıyla, en iyi sonucu veren temsili model ile Parçacık Sürüsü Optimizasyonu (PSO) yöntemi birlikte kullanılarak bir optimizasyon gerçekleştirilmiştir. Bu optimizasyon sonuçları, Ansys simülasyon çıktıları ile karşılaştırılmış ve birebir olduğu görülmüş, temsili modelleme teknikleri kullanılarak elektromanyetik silah tasarımlarının tasarım optimizasyonu için hesaplama açısından verimli bir yöntem elde edilmiştir.

Özet (Çeviri)

Electromagnetic output force is used for evaluating the performance and the effectiveness of a railgun which is highly depended on the Railgun geometric design parameters. This thesis has aimed to provide an Artificial Intelligence based surrogate model for a railgun design to prevent time consumption at simulation and analysis stages and to make design optimization process computationally efficient. For this reason, three different rail geometries have been combined and simulated with three different armature types by using Ansys Maxwell which is based on 3-D Finite Element Method (FEM). Within the scope of this study; first of all, according to the efficiency one of the best rail and armature pair was selected. Secondly, a dataset with inputs and outputs was created by changing the geometric variables of the selected pair. Thirdly, using this dataset; six different surrogate models were trained, tuned and tested. Railgun's output force was predicted with these models. Finally, in order to obtain railgun's geometric inputs for a specific output force, Particle Swarm Optimization (PSO) was carried out with the surrogate model that giving the best result. These optimization results were compared with the Ansys simulation outputs and found to be hand to hand. Thus, herein, a computationally efficient method for design optimization of railgun designs has been achieved using surrogate-based modelling techniques.

Benzer Tezler

  1. Design optimization of a plastic cover under impact loading

    Darbe yükü altındaki plastik bir kapağın tasarım optimizasyonu

    UĞUR ŞAHİNKAYA

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2022

    Makine MühendisliğiGebze Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. AHMET SİNAN ÖKTEM

  2. Design optimization of a hybrid vibration control system for buildings structures

    Bina yapıları için bir hibrit titreşim kontrol sisteminin tasarım optimizasyonu

    BASEL SALAAS

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Deprem Mühendisliğiİstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa

    İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. GEBRAİL BEKDAŞ

  3. Design optimization of whiffletree systems for wind turbine blade testing

    Rüzgar türbini pervane kanatları testleri için yük ağacı sistemlerinin tasarım eniyilemesi

    SÜLEYMAN CEM YENİCELİ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2014

    EnerjiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    PROF. DR. ALTAN KAYRAN

  4. Dağıtım transformatörlerinin metasezgisel algoritmalarla tasarım optimizasyonu

    Design optimization of distribution transformers with metaheuristic algorithms

    LEVENT ALHAN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2017

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolSakarya Üniversitesi

    Bilgisayar ve Bilişim Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. NEJAT YUMUŞAK

  5. Kavrama metalik disk elemanının pedal konforu ve yorulma dayanımı açısından evrimsel algoritma ile tasarım optimizasyonu ve prototip üretimi

    Design optimization of clutch cushion disc in terms of pedal comfort and fatigue strength and prototype production

    SAMET KARTAL

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2017

    Makine MühendisliğiUludağ Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. NECMETTİN KAYA