Design optimization of railgun's electromagnetic force using surrogate modelling techniques
Railgun'ın elektromanyetik kuvvetinin temsili modelleme teknikleriyle tasarım optimizasyonu
- Tez No: 717095
- Danışmanlar: PROF. DR. AHMET KIZILAY
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Haberleşme Mühendisliği Bilim Dalı
- 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
- Shape optimization of concave armature for electromagnetic launchers using finite element method and multi-objective genetic algorithm
Elektromanyetik fırlatıcıların içbükey armatür şeklinin çok amaçlı genetik algoritma ve sonlu elemanlar yöntemi ile optimizasyonu
FERHAT YURDAKONAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AHMET CANSIZ
- Küresel konumlandırma sistemi için düşük gürültülü kuvvetlendirici geliştirilmesi
Başlık çevirisi yok
İBRAHİM ONUR USLU
Doktora
Türkçe
2008
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FİLİZ GÜNEŞ
- Design optimization of structures under fatigue loading
Yorulma yüklemesine maruz kalan yapıların tasarım eniyilemesi
AHMET HANİFİ ERTAŞ
Doktora
İngilizce
2009
Makine MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Bölümü
DOÇ. FAZIL ÖNDER SÖNMEZ
- Design optimization of three phase induction motors
Üç fazlı endüksiyon motorları tasarım optimizasyonu
SERDAR HAMARAT
Yüksek Lisans
İngilizce
1997
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. H. BÜLENT ERTAN