Yer sabit uydularda ısıl kontrol sistemi ön tasarımı ve sonlu elemanlar metodunda ağ yapısı/simülasyon parametrelerinin optimizasyonu
A numerical work for the optimization of mesh sizes and simulation parameters regarding with the preliminary thermal design of geo-satellites
- Tez No: 746228
- Danışmanlar: PROF. DR. AHMET SELİM DALKILIÇ, PROF. DR. NEDİM SÖZBİR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Isı Proses Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 186
Özet
Son yıllarda uydu tasarım ve üretim çalışmaları giderek artan bir öneme sahip olmaktadır. Uydular yörüngede görev yaptıkları süre boyunca uzay ortamının aşırı ısıl koşullarına maruz kalırlar. Uydularda yapısal panellerde yer alan ekipmanların görevlerini sorunsuz olarak sürdürebilmesini sağlamak amacıyla izin verilen uçuş sıcaklık limitleri aralığında kalması için ısıl kontrol sistem tasarımı çok önemli bir rol oynamaktadır. Bu nedenle olası en kötü senaryolar dikkate alınarak modellenmesi, simülasyonunun yapılması ve doğru bir şekilde test edilmesi gerekmektedir. Bu çalışma kapsamında, konsept bir yer sabit haberleşme uydusunun genel ısıl tasarım adımları, ısıl modelleme ve simülasyon çalışmaları yapılmıştır. Çalışmada aynı zamanda uzay koşullarında görev yapan uyduların ısıl modelleme ve analizinin temel anlayışına da yer verilmiştir. Çalışmanın ilk aşamasında, faydalı yük panellerinin ısı atım kabiliyetlerinin belirlenmesi için bazı analitik hesaplamalar yapılmıştır. Bir sonraki adımda, sonlu elemanlar yöntemine dayalı ticari bir yazılım (NX-Space Systems Thermal) kullanılarak, farklı eleman boyutlarına sahip beş adet ısıl model oluşturulmuştur. Bu modellerin simülasyonları koşturulduktan sonra, modellerin yeterliliğinin değerlendirilmesi için sıcaklık sonuçları, simülasyon süreleri ve sonuç dosyalarının boyutundan oluşan bir karşılaştırma yapılmıştır. Ayrıca yörünge hesaplama noktaları, Monte-Carlo ışın sayıları gibi bazı simülasyon parametrelerinin değişiminin etkileri de araştırılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre, genel uydu projelerinin farklı aşamalarında kullanmak üzere farklı ağ yapısı yoğunluğundaki modellerin yeterliliği hakkında önerilerde bulunulmuştur.
Özet (Çeviri)
In recent years, satellite design and manufacturing studies have an increasing importance. During their mission period in orbit, satellites are exposed to extreme thermal conditions of the space environment. In order to keep equipment that is accommodated on the structural panels of satellites within their allowable flight temperature limits, thermal control system design plays a crucial role. For this reason, it should be modeled, simulated, and tested accurately considering possible worst-case scenarios. Within the scope of this study, the general design steps, modeling, and simulation studies of a concept geostationary communication satellite have been performed. The study also includes the basic understanding of the thermal modeling and analysis of satellites under space conditions. In the early stage of the study, some analytical calculations are performed for the determination of heat rejection capabilities of payload panels. In the next step, by using a commercial software (NX-Space Systems Thermal) based on the finite element method, five thermal models that have different element sizes are created. After running simulations of these models, a comparison that consists of temperatures results, simulation times, and size of result files is made for evaluations of the sufficiency of the models. In addition, the effects of changing some simulation parameters such as orbital calculation points, Monte-Carlo ray numbers, etc. have been investigated. According to the obtained results, suggestions are given on the mesh density of models which will be sufficient to use in different phases of the satellite project.
Benzer Tezler
- Thermal design, analysis, and testing of a sun sensor for geostationary satellites
Yerdurağan uydular için güneş algılayıcı ısıl tasarımı, analizi ve testi
ÖMER REFİK SÖZBİR
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Astronomi ve Uzay Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZAHİT MECİTOĞLU
- Uydu ile hassas görüntülemede iz düşüm yönlendirme metodu
Line of sight track guidance method for precise satellite imagery
ERHAN TOPAL
Doktora
Türkçe
2016
Astronomi ve Uzay Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİM RÜSTEM ASLAN
PROF. DR. ORHAN AKYILMAZ
- Preliminary design of an electric propulsion system for lunar nanosatellite mission
Nano uydulu ay görevinde kullanılacak bir elektrik itki sisteminin ön tasarımı
EMİNE ÇALIK
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Astronomi ve Uzay Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİM RÜSTEM ASLAN
- Yere göre durağan uydularda yörünge eğiklik açısı ve iletişim sistemine etkisi
The inclination angle in geostationary satellites and its effects on communication
ÜMİT CEZMİ YILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2005
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiKaradeniz Teknik ÜniversitesiElektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. HAKKI ÇAVDAR
- Nanosatellıte attıtude estımatıon vıa trıad-aıded kalman fılters
Triad metodu destekli̇ kalman süzgeçleri̇ i̇le nano uydularda yöneli̇m kesti̇ri̇mi̇
MEHMET ASIM GÖKÇAY
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CENGİZ HACIZADE