Automated hybrid-electric propulsion architecturemodeling for conceptual aircraft design: A novel approachto integrating system architecting in MDO
Kavramsal uçak tasarımı için otomatik hibrit-elektrikli itki mimarisi modellemesi: Sistem mimarisini MDO'ya entegre etmek için yeni bir yaklaşım
- Tez No: 842243
- Danışmanlar: PROF. DR. DİLEK FUNDA KURTULUŞ, DR. LUCA BOGGERO
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Havacılık ve Uzay Mühendisliği, Uçak Mühendisliği, Aeronautical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- 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: 107
Özet
Elektrikli ve hibrit-elektrikli itki sistemlerinin uygulanması, hava taşımacılığı sürdürülebilirliğini artırmada önemli rol oynar. Bu sistemler, elektrik gücünün avantajlarıyla, tasarım sürecinin başında yenilikçi olanaklar sunar. Hava araçlarının elektrifikasyonu veya hibridleştirilmesi, çeşitli tasarım zorlukları yaratır. Bu sorunları çözmek için mimari optimizasyon teknikleri, geniş tasarım yelpazesini keşfetmekte ve en uygun tasarımları belirlemektedir. Optimizasyon, itki sistemlerinin esnek ve otomatik modellemesini gerektirir; sistemlerin bütünsel hava aracı düzeyinde performansını incelemek esastır. Tez, kavramsal hava aracı tasarımında itki mimarilerinin oluşturulması ve değerlendirilmesi için yeni bir yaklaşım önerir. Bu yaklaşım, itki mimarilerine sistem mimarisi yöntemini entegre eder. Sunulan metodoloji, çeşitli mimari kararların hava aracı performansına etkisini göz önünde bulundurarak itki mimarilerini otonom olarak inşa etmek ve değerlendirmek için çok yönlü bir teknik kullanır. Araştırmada, OpenConcept, ADORE ve NASA'nın OpenMDAO çerçevesi kullanılmıştır. Çalışma, elektrikli ve hibrit itki sistemlerinin Beechcraft King Air C90GT banliyö uçağına entegrasyonunu inceler. Beş itki sistemi—geleneksel, turboelektrik, tamamen elektrikli, seri ve paralel hibrit—değerlendirilir. Amaç, tasarım optimizasyonuyla yakıt tüketimi ve maksimum kalkış ağırlığını en aza indirmektir. Çalışma, elektrikli ve hibrit itki sistemlerinin araştırılması ve geliştirilmesi için yeni beklentiler sunar ve çevre dostu hava taşımacılığının ilerlemesine katkı sağlar.
Özet (Çeviri)
The implementation of electric propulsion systems plays a pivotal role in enhancing the sustainability of air transport, offering novel design possibilities, particularly in the initial design phases to leverage the advantages provided by electric power. The electrification or hybridization of aircraft presents a multifaceted design problem. To address this matter, the utilization of architecture optimization techniques are employed as a mean to explore an extensive array of designs. The optimization process necessitates the utilization of flexible and automated modeling techniques for propulsion systems. Furthermore, it is crucial to examine the performance of these systems on a holistic aircraft level to establish reasonable objectives for evaluation. This thesis presents a novel approach for the construction, integration, and evaluation of propulsion architectures in the context of conceptual aircraft design. It aims to integrate the system architecting method, applied to propulsion architecture modeling, into the design optimization process. Utilizing a software toolkit OpenConcept, ADORE and NASA's OpenMDAO, the presented methodology facilitates versatile, autonomous construction and evaluation of propulsion architectures, considering the impact of various architectural decisions on aircraft performance relative to given missions. This study entails an examination of the integration of electric and hybrid electric propulsion into the commuter aircraft, Beechcraft King Air C90GT. This task entails the automated evaluation of five distinct propulsion systems, conventional, turboelectric, all-electric, series, and parallel hybrid systems. The objective is to minimize fuel consumption and the maximum takeoff weight while taking into account various design ranges and battery energy capacities.
Benzer Tezler
- Alternatif taşıt tahrik tipleri ve otomatik şanzımanla birlikte kullanımı
Alternative propulsion types at the vehicles and use with automatical transmission
MURAT CİNGÖZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2003
Makine MühendisliğiErciyes ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ALİ OSMAN KURBAN
- The effect of different types of electric drive unit on energy consumption for heavy commercial vehicle
Ağır ticari araçlar için farklı elektrik tahrik ünitelerinin enerji tüketimine etkisi
METİN YILDIRIM
Doktora
İngilizce
2022
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SERPİL KURT HABİBOĞLU
- Dual clutch transmission plant modeling in AVL cruise
AVL cruise programi ile çift kavramali şanziman modellemesi
MEHMET ALİ ONGUN
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ALİ FUAT ERGENÇ
- Hibrid taşıtlarda seyir çevrimine göre yakıt tüketimi ve emisyonların optimizasyonu
Optimization of fuel consumption and emissions of hybrid vehicles over a driving cycle
MUSTAFA KOCAGÜL
Yüksek Lisans
Türkçe
2009
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. METİN ERGENEMAN