Experimentally validated computational heat transfer model of electro-hydrostatic actuator
Elektro-hidrostatik eyleyicilerin deneysel olarak doğrulanmiş sayisal isi transferi modeli
- Tez No: 972021
- Danışmanlar: PROF. DR. İLKER TARI
- 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: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Elektro-Hidrostatik eyleyiciler (EHA'lar), kompakt yapıları (hafiflik), yüksek güç yoğunluğu ve güvenilirlikleri nedeniyle endüstriyel ve havacılık uygulamalarında giderek daha fazla kullanılmaktadır. Ancak, özellikle yüksek yük koşulları altında, ısıl yönetim önemli bir mühendislik zorluğu olarak öne çıkmaktadır. Bu çalışma, EHA'ların yüksek seviyede yük (22.5 kN) ve uzun süreli (20 dakika) çalışma koşullarındaki ısıl davranışını incelemeye odaklanmaktadır. Deneysel testler sonucunda en kritik senaryo olarak belirlenen bu durum için, ANSYS Fluent yazılımında kullanıcı tanımlı fonksiyonlara kullanılarak bir matematiksel model oluşturulmuştur. Modelde, elektrik motoru ve pompa kayıpları birincil ısı kaynakları olarak ele alınmış, testler sırasında yağın durgun veya durgun olduğu varsayılabilecek hızlarda hareket ettiği hesaplanarak valf ve sürtünme kayıpları ihmal edilmiştir. Model, deneysel veriler ile doğrulanmış olup, belirlenen kritik noktalarındaki sıcaklıkları kabul edilebilir hata oranlarıyla tahmin ederek farklı sınır koşulları altında doğruluğunu kanıtlamıştır. Simülasyon sonuçları, yükleme ve çevresel koşullar gibi test parametrelerinin yerel sıcaklıklar üzerinde önemli bir etkiye sahip olduğunu ve bu etkinin özellikle sıcaklığa duyarlı bileşenler (sızdırmazlık elemanları, pompalar, valfler ve elektrik motorları) için kritik seviyelere ulaştığını ortaya koymuştur. Öne çıkan bir diğer bulgu ise, modelin, fiziksel anlamı olmayan düzeltme parametrelerine duyulan ihtiyacı ortadan kaldırarak yığılı parametre modellerine kıyasla daha güvenilir tahminler sunmasıdır. Bu araştırma, EHA'larda sıcaklık dağılımını öngörmek ve bileşen bütünlüğünü sağlamak için doğrulanmış bir yaklaşım sunarak ısıl yönetim stratejilerinin gelişimine katkıda bulunmaktadır.
Özet (Çeviri)
Electro-Hydrostatic actuators (EHAs) are increasingly utilized in demanding industrial and aerospace applications due to their compactness (lightweight), high power density, and reliability. However, thermal management remains a critical challenge, particularly under high loading conditions. This study focuses on investigating the thermal behavior of EHAs during high-load (22.5 kN), long-duration (20 minutes) operations—a scenario identified as the most critical through experimental testing. A mathematical model is constructed using the User-Defined Functions (UDF) in ANSYS Fluent, incorporating electrical motor and pump losses as primary heat sources. Valve and friction losses are excluded based on stationary oil assumptions during the tests. The model is validated using experimental data, and its robustness is demonstrated under different boundary conditions by predicting the temperatures of predefined critical nodes with an acceptable accuracy. The simulation results underscore the significant influence of test conditions (loading and environmental conditions) on local temperatures, particularly in temperature-sensitive components such as sealing parts, pumps, valves, and electric motors. Notably, the model eliminates the reliance on correction parameters, which are required in lumped parameter models but lack physical meaning, thereby reducing the need for extensive experimental testing. This research provides a validated approach to predict temperature distributions in EHAs, ensuring component integrity and advancing thermal management strategies.
Benzer Tezler
- Busbar sistemlerinde elektro-termal akışkan davranışın eşlenik çok-fizikli modellenmesi ve deneysel doğrulaması
Conjugate multiphysics modeling and experimental validation of electro-thermal-fluid behavior in busbar systems
AHMET CAN YALÇIN
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
EnerjiYıldız Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. SELİM AY
- Yüzen bir cismin su altı patlamalarına karşı yapısal davranışının nümerik yöntemler ile analizi
Analysis of the structural behavior of a floatingobject to underwater explosion by numerical methods
FUAT KABAKCIOĞLU
Doktora
Türkçe
2023
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ERTEKİN BAYRAKTARKATAL
- Poroz ortamda ısı ve kütle geçişinin teorik ve deneysel incelenmesi
Experimental and theoretical study of heat and mass transfer in porous media
MURAT KANTAŞ
Doktora
Türkçe
2016
Makine MühendisliğiYıldız Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN ALPAY HEPERKAN
- Computational fluid dynamics analysis of a thermocline thermal storage unit for solar thermal applications
Solar termal uygulamalar için termoklin termal depolama ünitesi hesaplamalı akış dinamiği analizleri
AZIN ASADITAHERI
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilimi ve Teknolojileri Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. SENEM ŞENTÜRK LÜLE
- Toprak ısı değiştiricilerinde yeni bir ısıl tepki yöntemi ve performansın parametrik incelenmesi
A new thermal response method for ground heat exchangers and parametric investigation of their performance
MURAT AYDIN
Doktora
Türkçe
2015
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilimi ve Teknolojileri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HACI OSMAN ALTUĞ ŞİŞMAN
PROF. DR. SEYHAN ONBAŞIOĞLU