A unified model for internal rotordynamic stability based on complex coordinates formulation
Kompleks koordinat formulasyonu ile rotordinamiği iç kararlılığının modellenmesi
- Tez No: 857023
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ SAEED LOTFAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Gebze Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 89
Özet
Rotordinamik sistemlerin titreşim kararlılığı turbomakine uygulamalarının güvenlik ve işletilebilirliği açısından kritik önem arz etmektedir. Kararsızlık limitlerinin hassas bir şekilde öngörülmesi dönen sistemlerin tasarımında karşılaşılan başlıca zorluklardan biridir. Farklı sönümleme ve kararsızlık türlerini içeren rotordinamiği sistemlerinin modellenmesinde sonlu eleman yöntemi sıklıkla kullanılmaktadır. Rotor parçalarına bağlı yapısal ve sürtünmeli sönümleme mekanizmaları en sık karşılaşılan kararsızlık sebeplerindendir. Bu iç kararsızlık, dönen sönümleme kuvvetlerinin hareket denklemlerinin yazıldığı sabit referans düzlemine dönüştürülmesi sırasında ortaya çıkan faz farkından kaynaklanmaktadır. Bu sebeple, iç sönümleme kuvvetlerinin tanımlanmasındaki ve koordinat dönüşümlerindeki doğruluk rotordinamiği kararlığının öngörülmesinde kritik bir rol oynamaktadır. Kompleks vektör formülasyonu dönen kuvvetlerin tanımlanması için uygun bir yöntem olup, vektörel işlemler ve dönüşümlerde birçok avantaj sağlamaktadır. Bu tez çalışmasında, iç yapısal sönümlemenin doğru modellenmesi için mutlak bir zorunluluk olan kompleks vektör formülasyonu kullanılarak, iç rotordinamiği kararsızlığının tespiti amacıyla bir sonlu eleman yöntemi geliştirilmiştir. Simetrik ve asimetrik yataklar üzerinde çalışan rotorların hareket denklemleri yapısal ve viskoz sönümleme terimlerini içerecek şekilde çıkarılmıştır. Şaft, disk ve yatak yapılarının modellenmesinde kullanılan sonlu eleman türlerinin matrisleri gösterilmiştir. Geliştirilen yöntem ile gerçekleştirilebilecek analiz türleri avantajları ve kısıtlamaları ile anlatılmıştır. Turbomakine uygulamalarında en sık karşılaşılan iç kararsızlık kaynakları detaylı olarak açıklanmıştır. Geliştirilen yöntemle elde edilen nümerik sonuçlar birçok örnek problem için sunulmuştur. Bu sonuçların literatür ve ticari yazılımlarla karşılaştırılması neticesinde, geliştirilen sonlu eleman yönteminin rotordinamik sistemlerin titreşimsel özelliklerini ve kararsızlığını hassas bir şekilde öngörebildiği görülmüştür.
Özet (Çeviri)
Vibrational stability of rotordynamic systems has a critical importance in terms of safety and operability of turbomachinery applications. Accurate prediction of the stability thresholds is one of the main challenges encountered in the design of these rotating systems. The finite element method is commonly used in the modelling of rotordynamic systems with various damping and instability types. Structural and frictional damping mechanisms inherent to rotor components are among the most common instability sources. This internal instability is caused by the phase difference in rotating damping forces when they are transformed into the stationary reference frame, where equation of motion is written relatively. Therefore, correct formulation and coordinate transformation of internal damping forces play a critical role in the prediction of rotordynamic stability. Complex vector formulation is a suitable method to define rotating forces and provides numerous advantages in vectoral operations and transformations. A finite element method is developed in this dissertation to predict internal rotordynamic stability by using complex vector formulation, which is an absolute necessity for accurate formulation of internal structural damping. The equation of motion is provided for rotors on isotropic and anisotropic mounts by including internal structural and viscous damping terms. Element matrices are provided for element types used in the definition of shafts, disks, and bearings. Analysis types which can be performed with developed methodology are described with their advantages and limitations. Internal instability features, which are commonly used in turbomachinery applications, are explained in detail. Numerical results of the developed method are provided for numerous benchmark problems. Comparison of these results with the literature data and commercial software showed that finite element method can predict vibrational characteristics and instability of rotordynamic systems accurately.
Benzer Tezler
- Sürekli tip cam ergitme fırınları için hesaplamalı akışkanlar dinamiği tabanlı indirgenmiş model geliştirilmesi
Development of a computational fluid dynamics based reduced order model for continuous glass melting furnaces
ENGİN DENİZ CANBAZ
Doktora
Türkçe
2025
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MESUT GÜR
- Tarihî yapılarda avlu üst örtüsü tasarım senaryolarına yönelik enerji-termal konfor odaklı parametrik bir model önerisi
A parametric model proposal focused on energy and thermal comfort for courtyard roof design scenarios in historic buildings
MİHRİMAH ŞENALP
Doktora
Türkçe
2025
MimarlıkKonya Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
PROF. MEHMET EMİN BAŞAR
DOÇ. DR. ENES YAŞA
- بررسی ارتعاشات غیرخطی پوستههای مخروطی در حضور جریان سیال داخلی و خارجی
Nonlinear vibrations of conical shells with concurrent internal and external flows
MOHAMMAD RAHMANIAN
Doktora
Farsça
2016
Uçak MühendisliğiSharif University of TechnologyHavacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. R.D. FİROUZABADİ
- Düzlemsel baskı devrelerde desen tasarımına dayalı manyetik alan analizi
Magnetic field analysis based on pattern design in planar printed circuits
EMRE YAZICI
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiAviyonik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SERKAN KURT
