Development of flowpath design tool for gas turbine engines
Gaz türbin motorlari için akiş yolu tasarim aracinin geliştirilmesi
- Tez No: 947956
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ÖZGÜR UĞRAŞ BARAN, PROF. DR. MEHMET HALUK AKSEL
- Tez Türü: Doktora
- 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: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 231
Özet
Bir gaz türbini motorunun kavramsal tasarım aşaması, tüm performans gereksinimlerini karşılamak için termodinamik çevrim analizi ve turbomakina aerodinamik tasarımları arasında önemli sayıda yineleme içerir. Bu yinelemeler, tasarım ve tasarım dışı termodinamik çevrim gereksinimlerinin karşılanmasını, tasarım ve tasarım dışı bileşen performans gereksinimlerinin karşılanmasını ve çevrim ve bileşen tasarımlarının tutarlı bir şekilde entegre edilmesini sağlamak için gerçekleştirilir. Bu tezde, bu yinelemeleri ortadan kaldırmak için Çok Seviyeli Çok Tasarım Noktalı (ÇSÇTN) analiz yöntemi geliştirilmiştir. Bu yöntem, termodinamik çevrim Çok Tasarım Noktalı (ÇTN) analizleri, turbomakina ÇTN analizleri ve bu analizleri birbirine bağlayan eşleştirme denklemlerinden oluşmaktadır. Farklı çalışma koşullarındaki gereksinimler ve kısıtlamalar, tasarım aşamasında ÇTN analiz yöntemi ile eş zamanlı olarak değerlendirilebilmektedir. İlk olarak, çevrim ÇTN analiz yöntemi incelenmiştir. Termodinamik çevrim analizini gerçekleştirmek için kullanılan NPSS programı, çevrim ÇTN analiz yönteminin geliştirilmesinde de kullanılmıştır. Ardından, turbomakina ÇTN analiz yöntemi geliştirilmiştir. Bu amaçla, NPSS programında eksenel kompresör ve eksenel türbin için çok akış çizgili tasarım ve analiz aracı geliştirilmiştir. Daha sonra, termodinamik çevrim analizlerinin sonuçlarını turbomakina analizlerinin sonuçlarıyla eşleştirmek için eşleştirme denklemleri belirlenmiştir. Son olarak, ÇSÇTN analizleri için geliştirilen modeller kullanılarak optimizasyon çalışmaları yapılmıştır. Bir gaz türbini motorunun kavramsal tasarımı için gereken tüm görevleri tamamlamak için, bileşen tabanlı bir düzen oluşturma ve ağırlık tahmin aracı geliştirilmiştir. Geliştirilen yöntem kullanılarak, kavramsal tasarım aşamasında yinelemeler olmadan tüm performans gereksinimlerini ve kısıtlamaları karşılayan bir tasarım uzayı oluşturulabilmektedir.
Özet (Çeviri)
The conceptual design phase of a gas turbine engine involves a significant number of iterations between thermodynamic cycle analysis and turbomachinery aerodynamic designs to satisfy all performance requirements. These iterations are performed to ensure that design and off-design thermodynamic cycle requirements are satisfied, design and off-design component performance requirements are met, and the cycle and component designs are consistently integrated. In this thesis, Multi-Level Multi-Design Point (MLMDP) analysis method is developed to eliminate these iterations. This methodology consists of thermodynamic cycle Multi-Design Point (MDP) analyses, turbomachinery MDP analyses, and coupling equations to link these analyses. Requirements and constraints at different operating conditions can be evaluated simultaneously with MDP analysis method in the design phase. Initially, cycle MDP analysis method is studied. NPSS framework, which is used to perform thermodynamic cycle analysis, is also used in the development of cycle MDP analysis method. Subsequently, turbomachinery MDP analysis method is developed. A multi-streamline design and analysis tool for axial compressor and axial turbine is developed within NPSS framework for this purpose. Thereafter, coupling equations are determined to match the results of thermodynamic cycle analyses with the results of turbomachinery analyses. Finally, optimization studies are performed using the models developed for MLMDP analyses. To complete all the tasks required for conceptual design of a gas turbine engine, a component based layout generation and weight estimation tool is developed. Using the developed methodology, a design space that satisfies all performance requirements and constraints can be generated without iterations during the conceptual design phase.
Benzer Tezler
- Gaz türbinli motorlarda döner disk ön tasarımında optimum boyutlandırma aracının geliştirilmesi
Development of sizing tool for rotating disc in gas turbine engine pre-design optimization
FİLİZ SENA SAVRUN
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MESUT KIRCA
- Development of thermofluidic design tool for organic Rankine cycle axial and radial inflow turbines
Organik Rankine çevrimi eksenel ve radyal girişli türbin için termofluidik tasarım aracının geliştirilmesi
MUSTAFA BİLGİÇ
Doktora
İngilizce
2023
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ÖZGÜR UĞRAŞ BARAN
PROF. DR. MEHMET HALUK AKSEL
- Development of an axial compressor design and blade profile generation tool
Eksenel kompresör tasarım ve kanat profili oluşturma programı geliştirilmesi
MUSTAFA MAZAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MESUT GÜR
- Çok kademeli eksenel kompresörlerin ön tasarım aracının geliştirilmesi
Devolopment of multistage axial compressor preliminary design tool
RAFIS MUKHAMMEDIAROV
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Makine MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HADİ GENCELİ
- Natural ventilation of high-rise buildings a methodology for planning with different analysis tools and case-study integration
Çok katlı binalarda doğal havalandırma farklı analiz araçları ve örnek alan entegrasyonu ile planlama için bir yöntem
TOBIAS SCHULZE
Doktora
İngilizce
2015
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
Prof. Dr. AYŞE ZERRİN YILMAZ
PROF. DR. MARCO PERINO