Flow optimization around slender bodies using active aerodynamic flow control
Aktif aerodinamik akış kontrol ile narin gövdeler etrafında akış optimizasyonu
- Tez No: 900701
- Danışmanlar: PROF. DR. SERKAN ÖZGEN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Havacılık ve Uzay Mühendisliği, Aeronautical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD), Makine öğrenmesi, Zamanla değişen aerodinamik, Computational fluid dynamics (HAD), Machine learning, Unsteady aerodynamics
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Havacılık Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Hava araçlarının aerodinamik performansı, etraflarındaki akış alanı ile doğrudan ilişkilidir. Akış kontrol yöntemleri, hava aracının performansını sınırlayan veya azaltan akış ayrılması, sınır tabaka geçişi ve asimetrik girdapların oluşumu gibi akış fenomenlerini önlemek, geciktirmek veya kontrol etmek için kullanılabilir. Bu doğrultuda, geleneksel tasarım yaklaşımları ile mümkün olandan daha yüksek bir aerodinamik performans elde edilebilir. Pasif yöntemlerin aksine, aktif akış kontrol yöntemleri ile hava aracının etrafındaki akış alanı dinamik olarak kontrol edilebilir ve uçuş koşullarına bağlı olarak gerekli değişiklikler yapılabilir. Bu şekilde, daha yüksek verimlilik ve kontrollü bir aerodinamik performans artışı sağlanabilir. Dairesel kesitli narin gövdeler için yüksek hücum açılarında, gövde etrafında oluşan simetrik olmayan girdaplar, sıfır yana kayış açısında bile istenmeyen yanal kuvvetlere yol açar. Bu tezde, yüksek hücum açısındaki narin bir gövde etrafındaki akış alanı ve üfleme yoluyla aktif akış kontrolünün etkinliği, sayısal yöntemler kullanılarak incelenmiştir. Karmaşık akış alanını ve aerodinamik davranışları öğrenmek için makine öğrenmesi tabanlı algoritmalar uygulanmıştır. Kontrol ajanının verimli eğitimi için kullanılacak yeni bir algoritma önerilmiştir. Ardından, önerilen algoritma, bir narin gövde üzerinde istenmeyen yanal kuvveti önlemek amacıyla test edilmiştir. Bu araştırmanın ana çıktısı, yüksek hücum açılarındaki narin gövdeler için aktif akış kontrol sistemleri tasarlamada kullanılabilecek bir yöntem oluşturmaktır.
Özet (Çeviri)
Aerodynamic performance of air vehicles is directly related to the flowfield around them. Flow control methods can be used to prevent, delay or control the flow phenomena such as separation, boundary layer transition and generation of asymmetric vortices, which limit/reduce the performance of the air vehicle. Accordingly, a higher level of aerodynamic performance can be achieved, which is not possible with traditional design approaches. In contrast to passive methods, it is possible to control the flowfield around the air vehicle dynamically with active flow control methods and necessary changes can be made depending on the flight conditions. For slender bodies with circular cross-section, at high angles of attack, asymmetric vortex flow around the body leads to undesirable side forces even at zero side slip angle. In this thesis, the flowfield around a slender body at a high angle of attack and the effectiveness of active flow control via blowing is investigated using numerical methods. Machine learning based algorithms are applied to learn complex flowfield and aerodynamic behavior. A novel algorithm to be used for efficient control agent training is proposed. Then, the suggested algorithm is tested for proper control outputs to prevent unintended side force on a slender body. A methodology that can be used to design active flow control systems for slender bodies at high angle of attack is the main outcome of this research.
Benzer Tezler
- A fast 3d flow field prediction around bluff bodies using deep learning
Derin öğrenme kullanılarak küt cisimler etrafındaki 3 boyutlu akış alanının tahmini
FARHAD NEMATI TAHER
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ABDUSSAMET SUBAŞI
- Computational aerodynamic analysis of flow around Apollo reentry capsule with anisotropic mesh adaptation
Anisotropik mesh adaptasyonu ile Apollo yeniden giriş kapsül çevresindeki akışın hesaplamalı aerodinamik analizi
BADAMASI BABAJI
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Havacılık ve Uzay Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ŞAHİN
- Heat transfer and fluid flow enhancement of tube bank heat exchangers with various cross-sections using computational fluid dynamics integrated with multi-objective genetic algorithm optimization method
Çok amaçlı genetik algoritma optimizasyon yöntemi ile bütünleştirilmiş hesaplamalı akışkanlar dinamiği kullanılarak çeşitli kesitlere sahip boru demeti ısı değiştiricilerinde ısı transferi ve akışın iyileştirilmesi
ARİF EMRE AKTAŞ
Doktora
İngilizce
2023
Otomotiv MühendisliğiÇukurova ÜniversitesiOtomotiv Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET BİLGİLİ
DOÇ. DR. MEHMET TAHİR ERDİNÇ
- Had analizleri ve adjoınt metodu kullanılarak köprü ayağı geometrilerinin akıma dayalı şekil optimizasyonu
Flow-induced shape optimization of bridge piers using cfd analyses and adjoint method
VOLKAN KİRİÇÇİ
Doktora
Türkçe
2024
İnşaat MühendisliğiEskişehir Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. AHMET OZAN ÇELİK
- Aktif ve pasif kontrol yöntemlerinin radyal kompresör performansı üzerindeki etkilerinin sayısal incelenmesi ve optimizasyonu
Investigation and optimization of active and passive flow control methods on the performance of centrifugal compressors
SÜLEYMAN EMRE AK
Doktora
Türkçe
2022
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SERTAÇ ÇADIRCI