Sensitivity analysis in turbomachinery cascade design optimization
Turbomakina sabit yön palelerinin tasarım optimizasyonunda duyarlılık analizi
- Tez No: 93324
- Danışmanlar: DOÇ. DR. SİNAN EYİ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Havacılık ve Uzay Mühendisliği, Aeronautical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Turbomakina Sabit Yön Paleleri, Euler Denklemleri, Ters Tasarım, Optimizasyon, Duyarlılık Analizi. vı, Duyarlılık analizi, Sonlu farklar yöntemi, Tasarım optimizasyonu, Turbo makineler, Turbomachinery cascade, Euler equations, Inverse design, Optimization, Sensitivity analysis. IV, Sensitivity analysis, Finite differences method, Design optimization, Turbomachinery
- Yıl: 2000
- 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
oz TURBOMAKINA SABİT YON PALELERININ TASARIM OPTIMIZASYONUNDA DUYARLILIK ANALİZİ Kocabıçak, Ergün Yüksek Lisans, Havacılık Mühendisliği Bölümü Tez Yöneticisi: Doç. Dr. Sinan Eyi Eylül 2000, 158 sayfa Duyarlılıkların analizinin turbomakina sabit yön palelerinin tasarım optimizasyonu üzerindeki etkileri hesaplandı. Akış analizleri için Euler denklemleri kullanıldı. Duyarlılıkların analitik olarak elde edilmesi için, iki boyutlu Euler denklemleri için duyarlılık programı geliştirildi. Sonlu farklar yaklaşımı ile karşılaştırmalı olarak analitik yaklaşımın üstünlüklerini hesaplamak için birçok ters tasarım optimizasyonu yapıldı. Uygulamadaki kolaylığı, sonlu-farklar duyarlılık analizi metodunu birçok aerodinamik tasarım optimizasyonu uygulamasında ön plana çıkardı. Ancak, sonlu-farklar metodu, genellikle duyarlılıkları doğru olarak bulamaz ve hesaplama zamanını arttırır. Sonlu-farklar metodunun doğruluğu incelendi ve sonlu farklar yaklaşımınmda duyarlılıkların doğruluğunun tasarım değişkenlerinin bozuntu değerine ve akış alanının ilk değerlerine bağlı olduğu gözlendi. Duyarlılık analizinin doğruluğunun arttırılması için analitik method tanıtıldı. Analitik metodda duyarlılık denklemleri, Euler deklemlerinin tasarım değişkenlerine göre türevi alınarak elde edildi ve ardından, tepki duyarlılıkları için çözüldü. Şekil duyarlılıklarının hesaplanması için devamlılık mekaniğinin madde türevi konsepti kullanıldı. Sonuçlar gösterdi ki, analitik yaklaşım doğru duyarlılıklar sağlar, ilave olarak, analitik duyarlılıkların doğruluğu yakınsama seviyesine bağlı değil ki bu tasarım optimizasyonun da istenir.Duyarlılıkların tasarım işlemi üzerindeki etkilerini hesaplaya bilmek için, analitik ve sonlu farklar duyarlılıklarının ikisini de kullanan birçok ters tasarım yapıldı. Sonuçlar gösterdi ki, doğru olmayan duyarlılıklar optimizasyonu işleminin yakınsamasını yavaşlatır. Analitik yaklaşım doğru duyarlılıklar sağlar, bundan dolayı tasarım optimizasyonu daha hızlı yakınsar ve tasarım maliyetini azaltır.
Özet (Çeviri)
ABSTRACT SENSITIVITY ANALYSIS IN TURBOMACfflNERY CASCADE DESIGN OPTIMIZATION Kocabıçak, Ergim M. S., Department of Aeronautical Engineering Supervisor: Assoc. Prof. Sinan Eyi September 2000, 158 pages The effects of sensitivities on the performance of turbomachinery blade design optimization were evaluated. The Euler equations were used for the flow analyses. A sensitivity code was developed to analytically obtain sensitivities for the two-dimensional Euler equations. Several inverse design optimizations were performed to evaluate the merits of analytical approach in comparison with the finite-difference approach. The ease of implementation makes the finite-difference sensitivity method popular in many aerodynamic design optimization applications. But finite-difference method generally produces inaccurate sensitivities and increases the computational cost. The accuracy of finite-difference sensitivities was evaluated and it was observed that the accuracy of sensitivities in finite-difference approach is dependent on the perturbation magnitude of design variables and the flow-field initialization. Therefore, analytical method is introduced to improve the accuracy of sensitivities. In this analytical method, the sensitivity equations were obtained by differentiating the Euler equations with respect to the design variables and subsequently solved for the response sensitivities. The material derivative concept of continuum mechanics was implemented to obtain shape sensitivities. Analytical sensitivities were evaluated and compared with the finite-difference sensitivities. The results show that the analytical approach provide accurate insensitivities. Additionally, the accuracy of analytical sensitivities do not depend on the level of convergence which is desirable in design optimization. In order to evaluate the effects of the sensitivities on the performance of the design process, several inverse designs were performed using both analytical and finite-difference sensitivities. The results show that inaccurate sensitivities slow down the convergence of the optimization process.The analytical approach provides accurate sensitivities therefore, design optimizations converge faster, and hence reduce the design cost.
Benzer Tezler
- Rotor dynamics analysis overhung rotor-bearing configuration
Konsol rotor-rulman konfigürasyonun rotordinamik analizi
KAYHAN KURUL
Yüksek Lisans
İngilizce
2026
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. OSMAN TAHA ŞEN
- Yüksek basınç türbinleri için kayıp terimleri doğrulanmışbir boyutlu tasarım kodunun geliştirilmesi
Development of a meanline design tool specialized forhigh pressure turbine with corrected loss system
MUHAMMET ENSAR YAZGAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. LEVENT ALİ KAVURMACIOĞLU
- Transonik Eksenel Kompresörün Bütünleşik Tabanlı Şekil Optimizasyonu
Adjoint Based Shape Optimization of a Transonic Axial Compressor
ABDURRAHMAN GÜNDÜZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TAHSİN ENGİN
- H&-robust optimal kontrol tekniğinin kullanılması ile T 700 turbo motorunun güç türbini hızının kontrolü
Power turbine speed control of the GE-T700 turbo engine using the H -robust optimal control technique
CÜNEYT YILMAZ
- Yüksek hızlı kütlesel rotorlu asenkron motorlarda rotor başarımının artırılmasına yönelik katkılar
Contributions to performance enhancement of rotors inhigh-speed solid-rotor induction motors
MAHMUT ABACI
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET ONUR GÜLBAHÇE