Design optimization of mechanical systems with approach of gravitational search algorithm
Yerçekimsel arama algoritması yaklaşımıyla mekanik sistemlerin tasarım optimizasyonu
- Tez No: 838706
- Danışmanlar: PROF. DR. AYKUT KENTLİ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Marmara Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 74
Özet
Optimizasyon mevcut kaynakları en iyi şekilde kullanıp sonuca ulaşmak ve sorunları gidermek anlamına gelir. Optimizasyon gerçel bir fonksiyonu minimize ya da maksimize etmek amacı ile gerçek ya da tamsayı değerlerini tanımlı aralıkta seçip fonksiyona yerleştirerek sistematik olarak bir problemi incelemek veya çözmek işlemlerini ifade eder. Doğrusal olmayan ve birçok değişkene sahip olan problemleri çözmek matematiksel olarak zordur. Son zamanlarda, bu zorluğun üstesinden gelebilmek için genellikle sezgisel ya da buluşsal yöntemlere başvurulmaktadır. Mühendislikte optimizasyon en temel gerekliliklerin başında gelir. Mühendislikte optimizasyon bir sistemde var olan kaynakların (hammadde, zaman, işgücü ve benzeri gibi) en verimli şekilde kullanılarak belirli amaçlara (Kâr arttırımı, maliyet azaltılması, verimliliğin arttırılması ve benzeri gibi) ulaşmak olarak tanımlanmaktadır. Mühendisliklerin en temel görevi verimlilikle amaçlara ulaşmaktır. Optimizasyon problemlerinin çözümü için çeşitli yöntemler mevcuttur. Pek çok tasarım problemi optimizasyon programları ile çözülmektedir. Bu tür uygulamalara tasarım optimizasyonu denir. Bu çalışmada bu yöntemlerden bir tanesi olan Yerçekimsel Arama Algoritması (YAA) çok kullanılan mekanik tasarım problemlerin eniyilenmesi için kullanılacaktır. YAA Rashedi ve arkadaşları (2009) tarafından geliştirilen sürü temelli iyileştirme algoritmasıdır. Yerçekimsel arama algoritması sezgisel optimizasyon algoritmasıdır ve bu tür algoritmalar mühendislik tasarım problemlerinin çözümünde başarılı bir şekilde kullanılır. Yerçekimsel arama algoritması fizikte kütleye sahip nesnelerin birbirine doğru hızlanma eğilim özelliğini esas alır. Newton'un evrensel çekim kanununa göre tüm kütleler birbirini çekerler ve yerçekimi kuvveti ile birbirlerine kuvvet kullanır. Kullanılan bu çekim kuvveti, kütleleriyle doğru, mesafe ile ters orantılıdır. YYA'da uzaydaki parçacık kütle olarak düşünülür. Yani, Yerçekimsel Arama Algoritmasını yapay bir kütle sistemi olarak düşünülebilir. Yerçekimi etkisindeki kütleler uzay içerisinde hareket ederek istenilen sonuca ulaşmaya çalışırlar. Çalışmada çok kullanılan mekanik tasarım problemlerinde optimum sonuca ulaşmak için Yerçekimsel Arama Algoritması ile yardımcı bir kodlama programı kullanarak program oluşturacaktır. Oluşturulan program çok kullanılan mekanik tasarım problemlerini çözecektir. Çıkan sonuçlar literatürdeki sonuçlar ile karşılaştırılacaktır. Bu çalışma da GSA'ya ek olarak daha iyi sonuç vermesi için Nelder-mead metodunun reflect kısmı eklenmiştir. Ve daha iyi sonuç alınması öngörülmüştür.
Özet (Çeviri)
Optimization means using the available resources in the best possible way to achieve the result and understand the problems. Optimization is aimed to minimize or maximize a real function of real or integer values which staying on defined interval and place them, then investigate or solve to problem systematically. Solving problems that are nonlinear and many variables are mathematically difficult. Recently, to overcome this difficulty, it is often resorted to intuitional or heuristic methods. Optimization in engineering is one of the most basic requirements. Optimization of engineering is defined as reaching to system with existing resources (raw materials, time, Labor, and so on) with the most efficient manner (increasing profit, reducing cost, increasing productivity, and so on) by using specific purpose. The most basic task of engineering is to achieve goals with efficiency. There are several methods for solving optimization problems. Many design problems are solved with optimization programs. Such applications are called design optimization. In this study, the Gravitational Search Algorithm, which is one of these methods, will be used to optimize mostly used mechanical design problems. The gravitational Search Algorithm is a swarm-based optimization algorithm developed by Rashedi et al. (2009) inspired by Newton's laws of motion and law of gravitation. The Gravitational Search Algorithm is a heuristic optimization algorithm, and such algorithms are successfully used solving engineering design problems. Gravitational Search Algorithm is based on speeding tendency of object with mass to accelerate towards each other in physics. According to Newton's law of universal gravitation, all masses attract each other and exert a force on each other by the force of gravity. This applied gravitational force is directly proportional to the product of the masses of the objects and inversely proportional to the distance the objects. In the Gravitational Search Algorithm, each particle in the search space is considered a mass. With this definition, it is possible to express the Gravitational Search Algorithm as an artificial mass system. The masses exposed to the gravitational force try to reach the optimum result by moving in the search space. This study will create a program using the Gravitational Search Algorithm and an auxiliary coding program to achieve optimum results in mostly used mechanical design problems. The created program will solve mostly used mechanical design problems. The results will be compared with the results in the literature. In addition, the reflect part of the Nelder-mead method was added to this study to give better results in addition to GSA. And it is predicted that a better result will be obtained.
Benzer Tezler
- Çok disiplinli yaklaşımla katı yakıtlı roket motoru yapısal dayanım ve iç balistik performans optimizasyonu
A multidisciplinary approach in optimization of a solid rocket motor for structural strength and internal ballistic performance
CEYHUN TOLA
Doktora
Türkçe
2017
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MELİKE NİKBAY
- Makinalarda sıvı halkalı dengeleme sistemleri: Modelleme ve analiz
Liquid ring balancing systems in rotating machinery: Modelling and analysis
SERGÜL ŞANVERDİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KENAN YÜCE ŞANLITÜRK
- Evsel atıksu arıtma tesislerinin optimum tasarımı
Başlık çevirisi yok
ERCAN ÇİTİL
Yüksek Lisans
Türkçe
1995
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiYRD. DOÇ. DR. DURSUN ATİLLA ALTAY
- Surrogate-based design optimization for a supersonic diverterless intake
Ses üstü saptırıcısız hava alığının vekil tabanlı tasarım optimizasyonu
SANEM ÇALIŞ GEBOLOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Havacılık ve Uzay MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiHavacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. SİNAN EYİ
PROF. BAYRAM ÇELİK
- Yüzer güneş enerjisi sistemleri: Enerji verimliliği açısından yüzer güneş enerjisi sistemlerinin dizayn optimizasyonu
Floating photovoltaic systems: Design optimization of floating solar systems in terms of energy efficiency
MUSTAFA MESUT BOZOK
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖNDER GÜLER