Surrogate-based design optimization for a supersonic diverterless intake
Ses üstü saptırıcısız hava alığının vekil tabanlı tasarım optimizasyonu
- Tez No: 864909
- Danışmanlar: PROF. SİNAN EYİ, PROF. BAYRAM ÇELİK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Havacılık ve Uzay 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: Havacılık ve Uzay Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 127
Özet
Saptırıcısız hava alığı, basitliği, düşük görünürlülüğü ve verimliliği nedeniyle son dönemin en yeni konseptlerden biri olmuştur. Bu yenilikçi tasarım, hava akışını kontrol etmek için karmaşık mekanik sistemlere gerek olmadan bir yumru yüzey ile saptırıcı yüzeylerin yerini alır. Yumru yüzey ve hava alığı dış yüzeyleri kullanılarak sınır tabaka etkili bir şekilde yeniden yönlendirilir ve hava itki sistemi için sıkıştırılır. Saptırıcısız hava alığı önemli ölçüde ağırlık tasarrufu ve azaltılmış radar kesitine sahip olup, aerodinamik performansın iyileştirilmesine katkıda bulunur. Tezde, süpersonik bir uçağın ön gövdesine entegre edilmiş saptırıcısız hava alığı için bir tasarım ve optimizasyon yaklaşımı sunulmuştur. Sayısal metodoloji, NASA uçağı X-59'un rüzgar tüneli test verileri kullanılarak doğrulanmıştır. Ardından, temel bir geometri, yumru yüzeyi, asimetrik hava alığı dış yüzeyleri ve düz bir hava kanalı ile modellenmiştir. Latin hiperküp örneklemesi, yumru sıkıştırma yüzeyi için çeşitli tasarım parametrelerini belirlemek için kullanılmıştır. Vekil model, aynı eğitim ve doğrulama verileriyle, tahmin performansını değerlendirmek için Tepki yüzeyi ve Kriging modeli ile gerçekleştirilmiştir. Bunun yanı sıra Genetik algoritma kullanılarak kısıtlı ve çok amaçlı optimizasyon gerçekleştirilmiştir. Optimizasyonda, hava alığı giriş alanını bir kısıt olarak tutularak Mach 1.5 ve 1.8 için toplam basınç geri kazanımını artırmak hedef olarak alınmıştır. Son olarak, optimum tasarımın performansı, tasarım ve tasarım dışı koşullar altında referans geometri ile karşılaştırılmıştır. Yaklaşım, yumru sıkıştırma yüzeyi tasarımı ve mevcut bir saptırıcısız hava alığı geometrisinin iyileştirilmesi için bir araç olarak hizmet etmeyi amaçlamaktadır.
Özet (Çeviri)
The diverterless intake has been one of the latest concept due to its favorable simplicity, stealth and efficiency characteristics. This creative design replaces the diverters with a bump which eliminates the need for complex mechanical systems to manage upstream airflow. Through the use of the bump surface and cowl, the boundary layer is effectively redirected and air is compressed for the propulsion system. The diverterless intake offers significant weight saving and reduced radar cross-section (RCS), contributing to improved aerodynamic performance. In the thesis, design and optimization approach of a forebody integrated diverterless intake for a supersonic fighter aircraft is provided. Numerical methodology is validated using wind tunnel test data of the NASA aircraft X-59. Then, a baseline geometry is modelled with a bump, featuring a forward-swept asymmetrical cowling and a straight duct. Latin Hypercube sampling is used to identify different design parameters for the bump compression surface. Surrogate model is carried out by both Response Surface and Kriging model to evaluate the prediction performance with the same training and validation data. Besides, multiobjective constrained optimization is performed using Genetic Algorithm. In the optimization, intake pressure recoveries for Mach numbers of 1.5 and 1.8 are taken as objectives by keeping capture area as a constraint. At the end, the performance of the optimum design is compared with baseline under design and off design conditions. The approach aims to serve as a tool for the design of a bump compression surface and the improvement of an existent diverterless intake geometry.
Benzer Tezler
- Ses-üstü uçaklarda çok-disiplinli ve çok-doğruluklu optimizasyon yöntemlerinin uygulanması
Application of multi-disciplinary and multi-fidelity optimization methods in supersonic aircraft design
ŞIHMEHMET YILDIZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MELİKE NİKBAY
- Propulsion-airframe integration for low-boom supersonic aircraft
Düşük gürültülü sesüstü hava araçlarında itki-gövde entegrasyonu
RUMED İMRAK
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Havacılık Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiSavunma Teknolojileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MELİKE NİKBAY
- Metamodel based design optimization for vehicle crashworthiness
Araç çarpışma dayanıklılığı için metamodel temelli tasarım optimizasyonu
OSMAN ÇOLPAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ATA MUGAN
- An efficient design optimization framework for rf and optical applications
Başlık çevirisi yok
ORKUN KARABAŞOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2008
Mekatronik MühendisliğiSabancı ÜniversitesiMühendislik Bilimleri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GULLU KIZILTAS
- Kriging interpolasyonu kullanan vekil modeller ile gemi kıç formunun viskoz direnç yönünden optimizasyonu
Aft form optimization of ships for minimum viscous resistance by using kriging metamodeling technique
HAYRİYE PEHLİVAN SOLAK
Doktora
Türkçe
2020
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖMER GÖREN