Modeling and design optimization of a two stage oleo-pneumatic landing gear
İki kademeli oleo-pnömatik bir iniş takımının modellemesi ve tasarım optimizasyonu
- Tez No: 947118
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ HAKAN ÇALIŞKAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 160
Özet
Bu tez çalışmasında, iki kademeli valf kontrollü sönümleme özelliğine sahip, salıngaç mekanizmalı bir helikopter iniş takımının performansını artırmaya yönelik bir optimizasyon yaklaşımı geliştirilmiştir. Dinamik sistem, Newton'un ikinci yasası ve hidrolik süreklilik ilkeleri kullanılarak birinci mertebeden diferansiyel denklemler sistemi olarak modellenmiş ve bir MATLAB çözücüsü olan ode15s() ile sayısal olarak çözülmüştür. Şok emici verimliliği, sistemin iniş enerjisini en düşük kuvvet ve strokla sönümleme kapasitesini temsil eden performans kriteri olarak tanımlanmış ve optimizasyonun amacı bu verimliliğin maksimize edilmesi olarak belirlenmiştir. Sayısal türev hesaplamaları içeren gradyan bazlı bir yöntemin yanı sıra, Convex Tepki Yüzeyi Modellemesi (Convex RSM) ve Genetik Algoritma olmak üzere üç farklı optimizasyon yöntemi karşılaştırılmıştır. Bulgular, tüm yöntemlerin iniş takımı verimliliğini önemli ölçüde artırabildiğini ve maksimum strok sınırlamasına uyum sağladığını göstermektedir. Genetik algoritma en yüksek verimliliği sağlarken, Convex RSM çok daha düşük hesaplama maliyetiyle rekabetçi sonuçlar elde etmiştir. Sayısal bariyer yöntemi ise en yüksek hesaplama maliyetine ve daha basit yapısına rağmen anlamlı iyileştirmeler sunmuştur. Bu çalışma, iniş takımı sistemlerinin verimliliğini artırmak için farklı optimizasyon yaklaşımlarının etkinliğini değerlendirerek literatüre katkı sunmakta ve benzer kara-kutu optimizasyon problemleri için yöntem seçiminde yol gösterici olabilecek bir temel oluşturmaktadır.
Özet (Çeviri)
This thesis presents a comprehensive investigation into the dynamic response optimization of a helicopter landing gear system equipped with a two-stage, valve-metered oleo-pneumatic shock absorber. The landing gear model is formulated as a system of first-order ordinary differential equations (ODEs), derived from Newton's second law and the continuity equation in the hydraulic chambers, and solved using MATLAB's stiff ODE solver ode15s(). A preliminary landing gear design is developed in accordance with aerospace standards for a 10-ton class helicopter, followed by a global sensitivity analysis using Sobol's method to identify the most influential design parameters. Three optimization algorithms—numerical barrier method with backtracking line-search, Convex Response Surface Methodology (Convex RSM), and a genetic algorithm—are employed to maximize shock absorber efficiency while ensuring compliance with stroke constraints. A comparative assessment of the resulting designs is conducted based on performance metrics and computational cost. The genetic algorithm yielded the most efficient design but with a considerable computational demand. In contrast, Convex RSM achieved competitive results with significantly reduced computational cost. The numerical barrier method, although rudimentary, demonstrated notable improvements but with the highest computational cost. The findings suggest that Convex RSM and the numerical barrier method hold promise for efficient black-box optimization. Future research directions including a multi-objective optimization framework to consider a range of landing attitudes, enhancing surrogate model fidelity while preserving convexity, and applying the methods to other complex engineering problems to assess their general applicability.
Benzer Tezler
- Eğitim uçağının iniş takımlarının esnek çoklu cisim dinamiği ile dayanımının incelenmesi
Evaluation of critical parameters in the design of a trainer aircraft landing gear
EVREN KÜPELİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALİT SÜLEYMAN TÜRKMEN
- Cogging torque and performance optimization of an interior permanent magnet synchronous motor used in commercial washing machines
Ticari çamaşır makinelerinde kullanılan gömülü daimi mıknatıslı senkron motorların tutunma momenti ve performans en uygunlaştırması
EGE ÜNLÜTEPE KESKİN
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. DERYA AHMET KOCABAŞ
- İki kademeli planet mekanizmasının hacim ve ağırlık optimizasyonu
Weight and volume optimization of two stage wolfrom planetary gear mechanism
KADİR KANAT
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CEVAT ERDEM İMRAK
ÖĞR. GÖR. ALİ İMRE AYDENİZ
- Ağır hidrokarbonlardan dizel yakıt elde etmek için katalizörlü ortamda tübüler ve cstr reaktör tasarımının yapılması ve proses optimizasyonu
Design and process optimization of tubular and cstr reactor in catalytic environment for producing diesel fuel from heavy hydrocarbons
TAMER ÇINAR
Doktora
Türkçe
2025
KimyaSakarya ÜniversitesiYangın ve Yangın Güvenliği Anabilim Dalı
PROF. DR. HAKAN SERHAD SOYHAN
- Isı değiştiricilerinde kullanılan manifoldlarda akışın analitik ve hesaplamalı akışkanlar dinamiği ile modellenmesi
Analytical and computational fluid dynamics modelling of flow in heat exchanger manifold
FATİH KANTAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEYHAN UYGUR ONBAŞIOĞLU