Development of reduced order model for dynamic analysis of aircraft via global optimization
Genel eniyileme yoluyla uçakların dinamik analizi için indirgenmiş modelinin geliştirilmesi
- Tez No: 824730
- Danışmanlar: PROF. DR. ALTAN KAYRAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Havacılık Mühendisliği, Aeronautical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Havacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 170
Özet
Uçak tasarımının ilk fazlarında analiz sürelerini kısaltmak, optimizasyon sürecine katkıda bulunmak indirgenmiş modeller sıklıkla kullanılır. Uçak tasarımının son safhalarında ise yer titreşim testlerinden sonra uçağın matematiksel modelini oluşturmak için indirgenmiş modellerden yararlanılmaktadır. Bu tezde, bir indirgenmiş model olan kiriş-çubuk modelinin oluşturulma süreci anlatılacaktır. Kiriş-çubuk modeli 3 boyutlu sonlu elemanlar modelinin 1 boyuta indirgenmesi amacıyla kullanılır. Kiriş-çubuk modeller uçak üzerindeki yükleri tahmin etmede ya da uçağın dinamik karakteristiğini yansıtmada kullanılabilir. Bu çalışmada, genel eniyileme yöntemi kullanılarak ODTÜ Çok Hafif Uçağının (VLA) kiriş-çubuk modeli oluşturulmuştur. Genel eniyileme yöntemi olarak karga arama algoritması bazı güncellemeler yapılarak kullanılmıştır. Ayrıca, kontrol yüzeylerini, kaldırma yüzeylerine bağlanırken yeni metodoloji geliştirilmiştir. Önerilen yöntemle oluşturulan kiriş-çubuk modeli ile uçak yapısının dinamik karakteristiklerinin örtüşmesi amaçlanmaktadır. Uçak yapısı homojen olmayan ve kompozit malzemeler içerse bile önerilen yöntemle kiriş-çubuk modelin dinamik karakteristiği yansıtması amaçlanmaktadır. Kiriş-çubuk model ile detaylı sonlu elemanlar modelinin doğal frekans ve titreşim şekilleri karşılaştırılmıştır. Bu karşılaştırmayı yapmak için MSC NASTRAN sonlu elemanlar programının modal analiz çözücüsü kullanılmıştır. Daha sonra, kiriş-çubuk model kullanılarak çırpınma ve rüzgar tepkisi analizleri yapılmıştır ve sonuçlar detaylı sonlu elemanlar modeli ile yapılan analizlerle karşılaştırılmıştır. Detaylı sonlu elemanlar modeli ile kiriş-çubuk modelin sonuçlarının birbirleri ile uyuştuğu gözlemlenmiştir.
Özet (Çeviri)
Reduced models are often used in the early phases of aircraft design to shorten analysis times and contribute to the optimization process. In the final stages of aircraft design, reduced models are used to create the mathematical model of the aircraft after ground vibration tests. This thesis study explains the creation process of a reduced model, the beam stick model (BSM). The BSM reduces the 3-dimensional finite element model to 1-dimensional. BSMs can be used to estimate the loads on the aircraft or to reflect the dynamic characteristics of the aircraft. This study uses the global optimization method to create BSM of the METU Very Light Aircraft (VLA). The Crow Search Algorithm (CSA) is used as a global optimization method with specific updates. In addition, a new methodology has been developed when connecting control surfaces to lifting surfaces in the reduced order BSM. For aircraft structures composed of inhomogeneous and composite materials, the proposed optimization based BSM development method also reflects the dynamic characteristics of the aircraft. In the thesis, the detailed structural finite element model and the BSMs natural frequencies and mode shapes are compared. Then, flutter and gust response analysis are performed using the BSM, and the results are compared with the analysis results obtained with the detailed finite element model. It is seen that the results of the detailed finite element model and the BSM match very well.
Benzer Tezler
- Reduced order modeling of helicopter substructures for dynamic analysis
Helikopter altyapılarının dinamik analizi için düşük derecede modellenmesi
UĞUR HAYIRLI
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Havacılık MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiHavacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALTAN KAYRAN
- Dinamik sonlu eleman analizleri yardımıyla otobüslerde kullanılan polietilen yakıt tanklarının dayanımının incelenmesi
Durability assesment of polyethylene fuel tanks used in buses via dynamic analysis
GÖKAY SİMİTÇİOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Havacılık Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. VEDAT ZİYA DOĞAN
- Flight simulation and control of fixed-wing aircraft
Sabit kanatlı uçakların uçuş benzetimi ve kontrolu
UĞUR ÖZDEMİR
Yüksek Lisans
İngilizce
2009
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET TURAN SÖYLEMEZ
PROF. DR. MEHMET ŞERİF KAVSAOĞLU
- Rüzgar enerjisi dönüşüm sistemlerinin aerodinamik kapsamı ve güç belirlenmesi analizlerinde potansiyel akım yöntemleri
Aerodynamic aspects of wind energy conversion systems and potential flow methods in performance prediction analysis
ALİ ALPER AKYÜZ
Yüksek Lisans
Türkçe
1997
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. M. ADİL YÜKSELEN
- Hiperbolik soğutma kulesi yapılarının serbest titreşim, deprem ve rüzgâr yükleri altındaki tepkilerinin incelenmesi
Investigation of response of hyperbolic cooling tower structures under modal analysis, earthquake and wind loads
AZAT POLAT
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TURGUT ÖZTÜRK