Design optimization of airfoil type structures used in mechatronics applications
Mekatronik uygulamalarında kullanılan aerofil tipi yapıların tasarımının optimizasyonu
- Tez No: 828217
- Danışmanlar: PROF. DR. ZEKİ KIRAL
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Mekatronik Mühendisliği, Mechatronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Dokuz Eylül Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Aerofil tipi yapılarda tasarım optimizasyon çalışmaları günümüzde güncelliğini koruyan önemli bir konudur. Verimlilik, enerji, titreşim, gürültü gibi konular dikkate alınarak yapılan tasarım optimizasyonları hem akademik hem de endüstriyel anlamda önemlidir. Bu tezde, optimizasyon çalışmasının odak noktası, NACA 4415 aerofil profilinin aerodinamik performansını geliştirmektir. Bu amaçla, optimize edilmiş aerofil kesitini elde etmek için Bézier eğrisi ve genetik algoritmadan yararlanılmıştır. Ardından, orijinal ve optimize edilmiş aerofil geometrilerini simüle etmek için hesaplamalı akışkanlar dinamiği yazılımları kullanılmıştır. Bu tez kapsamında bir deney düzeneği tasarlanmış ve üretilmiştir. Bu deneyler için İzmir Kâtip Çelebi Üniversitesi'ndeki rüzgâr tüneli kullanılmıştır. Bu deney düzeneği kullanılarak, farklı koşullarda meydana gelen kuvvetler ölçülerek bazı kanat profili özellikleri araştırılmıştır. Reynolds sayısı etkileri, en-boy oranı etkileri ve belirli bir hücum açısında stall oluşumu incelenmiştir. Aerodinamik kuvvetleri ölçmek için üç bileşenli denge sistemi kullanılmıştır. Aerofil profili ise PLA malzeme kullanılarak 3 boyutlu baskı ile imal edilmiştir. Bu tez çalışmasında, aerofil profilinin düşük Reynolds sayılarında ivme verileri elde edilerek stall tespiti çalışması deneysel olarak yapılmıştır. İvme verilerini değerlendirmek için istatistiksel yaklaşım kullanılmış ve yeni bir stall tespiti yöntemi önerilmiştir. Ayrıca, optimize edilmiş aerofil profili imal edilmiş ve deneysel olarak incelenmiştir. Orijinal ve optimize edilmiş NACA 4415 aerofil profillerinin deneysel sonuçları, aerodinamik katsayılar açısından karşılaştırılmıştır. Ayrıca, önerilen stall vii tespiti yöntemi kullanılarak optimize edilmiş aerofil profili için titreşim verileri değerlendirilmiştir. Sonuç olarak, bu tez kapsamında NACA 4415 aerofil profili sayısal ve deneysel olarak detaylı bir şekilde incelenmiş ve çok sayıda çıktı sunulmuştur.
Özet (Çeviri)
Design optimization studies in airfoil-type structures are a significant issue that is up-to-date today. Design optimizations which are made taking into consideration subjects such as efficiency, energy, vibration, and noise, are important both in the academic and industrial sense. In this thesis, the focus of the optimization study is to enhance the aerodynamic performance of the NACA 4415 airfoil profile. For this purpose, the Bézier curve and genetic algorithm are utilized to obtain the optimized airfoil cross-section. Then, computational fluid dynamics softwares are utilized to simulate the original and the optimized airfoil geometries. Within the scope of this thesis, an experimental setup is designed and manufactured. The wind tunnel at the İzmir Kâtip Çelebi University is used for these experiments. Using this experimental setup, some airfoil characteristics are investigated by measuring the forces that occurred at different conditions. Reynolds number effects, aspect ratio effects, and the occurrence of the stall at a certain angle of attack are examined. The three-component balance system is used to measure the aerodynamic forces. And, airfoil profile is manufactured by 3D printing using PLA material. In this thesis, the stall detection study is conducted experimentally by obtaining the acceleration data of the airfoil at low Reynolds numbers. The statistical approach is used to evaluate the acceleration data, and a novel stall detection method is proposed. Furthermore, the optimized airfoil profile is manufactured and experimentally investigated. The experimental results of the original and optimized NACA 4415 airfoils are compared in terms of the aerodynamic coefficients. Besides, the vibration v data are evaluated for the optimized airfoil profile using the proposed stall detection method. As a result, within the scope of this thesis, the NACA 4415 airfoil is numerically and experimentally investigated in detail and numerous outcomes are presented.
Benzer Tezler
- İzmir'de bazı yolların kapatılarak yaya bölgeleri oluşturma da kent peyzajını geliştirme açısından yeniden planlanması üzerinde araştırmalar
Başlık çevirisi yok
BAHAR TÜRKYILMAZ
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
Şehircilik ve Bölge PlanlamaEge ÜniversitesiŞehir ve Bölge Planlama Ana Bilim Dalı
- Ağızlık açma mekanizmalarının tasarımı
Başlık çevirisi yok
RECEP EREN
Yüksek Lisans
Türkçe
1987
Tekstil ve Tekstil MühendisliğiUludağ ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HALİL R. ALPAY
- Sonbahar sera yetiştiriciliğine uygun hıyar çeşit seçimi
Selecting a cucumber variety suitable for glasshouse production in Autumn
MESUT OKTAY
- İki katlı pamuk ipliklerinden dokunan kumaşlarda örgüye bağlı olarak maksimum atkı sıklığının değişimi üzerinde bir araştırma
Başlık çevirisi yok
MELTEM ASLI NARTER
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
Tekstil ve Tekstil MühendisliğiEge ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÜNGÖR BAŞER
- Küçük Yamanlar tepesi örneğinde kent yakın çevresinde rekreasyon alanı düzenleme projesi
Başlık çevirisi yok
NİHAN BULGUN
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
Şehircilik ve Bölge PlanlamaEge ÜniversitesiPeyzaj Mimarlığı Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. İLÇİN ASLANBOĞA