Geri Dön

Design optimization of an s-shaped subsonic intake using Bayesian approach and Bezier curves

Bayes yaklaşımı ve Bezier eğrileri kullanarak s-şekilli ses-altı hava-alığının tasarım optimizasyonu

  1. Tez No: 736649
  2. Yazar: METE ATASOY
  3. Danışmanlar: PROF. DR. YUSUF ÖZYÖRÜK
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Havacılık ve Uzay Mühendisliği, Aeronautical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2022
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Havacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 95

Özet

Motor, seyir füze sistemleri için önemli bölümdür. Motor performansının güvenilir ve verimli olması önemli ölçüde ön yüzüne gelen havanın kalitesine bağlıdır. Bu tezde, açık kaynaklı çoklu görev tabanlı Bayes optimizasyonu ile bir ses altı hava alığının aerodinamik performansı iyileştirilmiştir. Bayes yaklaşımının diğer optimizasyon yöntemlerinden temel farkı, belirsizlik değeri ile birlikte tasarım uzayındaki tüm hedef değerleri hakkında bilgi sahibi olmasıdır. Bayes yaklaşımındaki öğrenme süreci, iki farklı sayısal yöntemin korelasyonu kullanılarak geliştirilmiştir. Ayrıca, çoklu görevle birleştirilmiş makine öğrenimi tabanlı optimizasyon, hava alığı tasarımı için öncü bir çalışmadır. Hesaplamalı Akışkan Dinamiği çözücüsü ANSYS Fluent hava-alığının akış performans parametrelerini hesaplamak için kullanılmıştır. Motorun ön yüz düzlemindeki (AIP) bir akışın performansı, akış homojenliği ve toplam basınç kaybı seviyesinden oluşur. Çok görevli Bayes özyineleme algoritmaları pahalı ve ucuz çözümlerle Gauss Süreçlerini uygulayarak modellemeye çalışır. Ayrıca, edinme işlemi vekil modelin sistem çıktısını puanlar. Ek olarak, her iki doğruluk seviyesi için türbülans modeli seçim çalışması yapılmıştır. Hedef fonksiyonu bozuntu katsayısı(DC60), basınç geri kazanımı (PR) ve model ağırlığının boyutsuzlaştırılmasıyla oluşturulmuştur ve eşit ağırlıklandırma ile tanımlanmıştır. Başlangıç eleman sayılarının özyineleme yönelimi üzerindeki etkisi incelenmiştir. Çoklu görev yaklaşımı toplam tasarım süresi bakımından tekli görev yaklaşımı ile kıyaslanmıştır. Ayrıca hedef fonksiyonun içerisindeki parametreler arasındaki ilişkiler çoklu pareto grafikleri ile incelenmiştir.

Özet (Çeviri)

Engine is a prominent part for the systems of a cruise missile. Reliable and efficient engine performance significantly depends on the quality of the incoming airflow. In this thesis, the aerodynamic performance of a subsonic intake is improved by using open-source multi-task Bayesian optimization (MTBO) tool. The main difference of Bayesian approaches from other optimization methods is that it has information about all design space, along with the uncertainty value. The learning process in the Bayesian approach is developed using the correlation of two different numerical methods. Also, machine learning-based optimization combined with multi-tasking used in this thesis is a pioneering work for air-intake design. The commercial computational fluid dynamics (CFD) solver ANSYS Fluent is used to calculate the flow variables through the intake. The flow quality at a plane interfacing with the engine (denoted as the aerodynamic interfacing plane, AIP) are usually quantified with the flow uniformity and level of pressure loss. MTBO employs a Gaussian process with both high and low cost solutions for machine learning. Then, an acquisition function scores the system output of the surrogate model. In addition, turbulence model selection studies for both cost levels are conducted. An objective function is utilized based on the weighted sum of non-dimensional values of Distortion Coefficient (DC), Pressure Recovery (PR) and weight of the S-duct. Initial sampling approach for multi-tasking approaches is also investigated. Multi-tasking is compared with single-tasking for total execution time when similar optima is achieved. Furthermore, parameters in the objective functions are investigated with Pareto plots.

Benzer Tezler

  1. Subsonic-transonic submerged intake design for a cruise missile

    Ses altı ve ses civarı hızlarda uçan bir seyir füzesinin hava alığı tasarımı

    ORAL AKMAN

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2014

    Uçak MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Havacılık Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. SİNAN EYİ

  2. 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

    İngilizce

    2024

    Havacılık ve Uzay Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Hesaplamalı Bilimler ve Mühendislik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MELİKE NİKBAY

  3. İnsansız hava aracı tasarımı

    Design of an unmanned air vehicle

    GÜRHAN ÇETİN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1995

    Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    DOÇ.DR. SÜLEYMAN TOLUN

  4. İki plaka arasına yerleştirilmiş elips silindir üzerindeki akış yapısının deneysel incelenmesi

    Experimental investigation of flow structure over an elliptic cylinder located two parallel plates

    HÜSEYİN TURAN ARAT

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2010

    Makine MühendisliğiMustafa Kemal Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. ALİ KOÇ

  5. Bulanık PID kontrolörleri için birleştirme operatörüne dayalı yeni bir öz-ayarlama yöntemi tasarımı

    A novel self-tuning method based on aggregation operator for fuzzy PID controllers

    ÇAĞRI GÜZAY

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2014

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Teknik Üniversitesi

    Kontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. ENGİN YEŞİL