Geri Dön

Doğal konveksiyon altında profil ısı alıcının yapısal optimizasyonu

Structural optimization of the profile heat sink under natural convection

  1. Tez No: 731916
  2. Yazar: MİKAİL TAŞTAN
  3. Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ SEDAT TOKGÖZ
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Meta-sezgisel optimizasyon algoritma, Isı alıcı, Yapısal optimizasyon, Meta-heuristic optimization algorithm, Heat sink, Structural optimization
  7. Yıl: 2022
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: Gebze Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 103

Özet

Son zamanlarda, teknolojinin gelişmesiyle elektronik cihazların boyutu küçülmüş ve beklenen performans artmıştır. Bu değişiklik cihazların daha yüksek ısı yoğunluğu altında çalışmasına ve ömrünün kısalmasına ya da arızalanmasına sebep olmaktadır. Bu nedenle bu durumu engellemek için etkili bir ısı alıcı tasarımı gerekmektedir. Meta-sezgisel optimizasyon algoritmaları birçok farklı alanda optimizasyon probleminde kullanılmaktadır. Bu tez çalışmasında, çeşitli dizayn parametreleri (kanat genişliği, taban yüksekliği, kanat sayısı) dikkate alınarak termal performansın iyileştirilmesi için optimum tasarıma sahip bir profil ısı alıcının elde edilmesi amaçlanmaktadır. Birinci aşamada, tam faktöriyel tasarım çerçevesinde çeşitli topolojilere (kanat sayısı, taban yüksekliği, kanat yüksekliği, kütle vb.) sahip ısı alıcıların 3 boyutlu katı modellemesi oluşturularak iki farklı durum için termal analizleri sonlu elamanlar analizi ile yapılmıştır. İkinci aşamada, dizayn parametreleri ile maksimum sıcaklık ve ağırlık arasındaki ilişki varyans analizi (Anova) kullanılarak incelenmiş ve matematiksel modeller oluşturulmuştur. Üçüncü aşamada, oluşturulan matematiksel modellerin optimizasyonu meta-sezgisel optimizasyon yöntemlerinden Sıralı Seçkin Bastırılamayan Genetik Algoritma (SSBGA II), Bozkurt Optimizasyon (BO) Algoritması ve Yusufçuk Optimizasyon (YO) Algoritması kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Optimizasyon sonuçları içerisinden rastgele seçilen değer için doğrulama çalışması yapılmıştır. Aynı zamanda ısı kaynağı ve kanat yüksekliği parametrelerinin termal performans üzerine etkisinin incelenmesi için termal analizleri yapılmıştır. Elde edilen değerler ile öncelikle ısı alıcısı sisteminin performansı üzerinde direk etkisi olan tasarım parametreleri belirlenmiş ve bu parametrelerin etkileri, parametreler tek tek ele alınarak incelenmiştir. Ayrıca optimizasyon algoritmalarından elde edilen sonuçlar doğrulama analiz sonuçları ile karşılaştırılarak, ısı kaynağı ve kanat yüksekliğinin termal performansa etkisinin değerlendirmesi yapılmış ve sonuçlar sunulmuştur.

Özet (Çeviri)

Recently, with the development of technology, the size of electronic devices has shrunk and the expected performance has increased. This change causes the devices to operate under higher heat density and shorten their lifespan or malfunction. Therefore, an effective heat sink design is required to prevent this situation. Meta-heuristic optimization algorithms are used in optimization problems in many different areas. In this thesis, it is aimed to obtain a profile heat sink with optimum design for improving thermal performance by considering various design parameters (wing width, base height, number of fins). In the first stage, 3D solid modeling of coolers with various topologies (number of fins, base height, fin height, mass, etc.) was created within the framework of full factorial design, and thermal analyzes for two different cases were made with finite element analysis. In the second stage, the relationship between the design parameters and the maximum temperature and weight was examined using analysis of variance (Anova) and mathematical models were created. In the third stage, the optimization of the created mathematical models was carried out using the Sequential Suppressible Genetic Algorithm (SSBGA II), Grey Wolf Optimization (BO) Algorithm and Dragonfly Optimization (YO) Algorithm, which are meta-heuristic optimization methods. A validation study was performed for the randomly selected value among the optimization results. At the same time, thermal analyzes were carried out to examine the effects of heat source and fin height parameters on thermal performance. In addition, the results obtained from the optimization algorithms were compared with the results of the validation analysis, the effect of the heat source and fin height on the thermal performance was evaluated and the results were presented.

Benzer Tezler

  1. Düşük prandtl sayısına sahip akışkanın doğal konveksiyon hareketinin incelenmesi

    Investigation of natural convection flow with low prandtl number

    ALİ ORAL

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Makine MühendisliğiSüleyman Demirel Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ RAMAZAN SELVER

  2. Numerical analysis of combined free and forced convection for developing laminar flow in vertical concentric annuli

    Düşey eşmerkezli kanallar arasındaki sürekli gelişen laminar akışın doğal ve zorlanmış konveksiyonunun sayısal analizi

    HAKAN BAYRAM

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    1998

    Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. CEMİL YAMANLI

  3. Kuzey Anadolu fayı (KAF) Bolu-Çankırı ve Amasya bölgelerindeki asismik tektonik yapının periyodik GPS ölçümleri ile belirlenmesi

    Determination of aseismic tectonic structure in Bolu-Çankiri and Amasya regions through the North Anatolian fault(NAF) with periodic GPS observations

    MEHMET NURULLAH ALKAN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2018

    Jeodezi ve Fotogrametriİstanbul Teknik Üniversitesi

    Geomatik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. HASAN HAKAN YAVAŞOĞLU

  4. Experimental investigation of the energy and exergy performance of a hybrid solar dryer unit

    Bir hibrit güneş enerjili kurutucu ünitesinin enerji ve ekserji performansının deneysel incelenmesi

    MOAMIN MUWAFAQ DHANNOON

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    EnerjiKarabük Üniversitesi

    Enerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. SELÇUK SELİMLİ

  5. Kapalı düzlemsel bölgelerde magnetik alan etkisi altında kalan konvektif ısı transferi

    Convective heat transfer under a magnetic field in two dimensional enclosures

    ELİF BÜYÜK

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2006

    Mühendislik BilimleriTrakya Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF.DR. MEHMET CEM ECE