Elmas şekilli ısı alıcılarının geometrik boyutlarının sayısal optimizasyon yöntemleriyle belirlenmesi
Determination of the geometric dimensions of diamond-shaped heat sinks using numerical optimization methods
- Tez No: 998501
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MUHAMMET NASIF KURU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Tarsus Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Enerji Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmada, pin kanatçıklı ısı alıcıları (PKIA) ile elmas şekilli pin kanatçıklı ısı alıcılarının (EŞ-PKIA) optimum geometrik boyutları ve çalışma koşulları, taban plakası sıcaklığı ve kütlenin minimize edilmesini hedefleyen çok amaçlı optimizasyon yaklaşımıyla sayısal olarak incelenmiştir. Bu kapsamda iki ayrı optimizasyon problemi ele alınmış; ilkinde PKIA, ikincisinde ise EŞ-PKIA tasarımlarının optimum konfigürasyonları belirlenmiştir. Her iki tasarım için maksimum taban plakası sıcaklığının (T_taban) 70 °C'nin altında olması kısıt olarak uygulanmıştır. PKIA ve EŞ-PKIA modellerinde optimizasyon değişkenleri D, H_kanat, V_g, N_L, N_T olarak tanımlanmış; EŞ-PKIA modelleri için ilave olarak elmas geometrisini temsil eden (a_r) parametresi optimizasyona dahil edilmiştir. Optimizasyon problemleri Çok Amaçlı Genetik Algoritma (MOGA) kullanılarak çözülmüş ve üç boyutlu parametrik modeller sonlu hacim yöntemiyle analiz edilmiştir. Elde edilen sonuçlar, daha düşük taban sıcaklığı hedeflendiğinde EŞ-PKIA tasarımlarının PKIA tasarımlarına kıyasla daha düşük kütle değerleri sunduğunu göstermektedir. Bu bağlamda, PKIA'nın 53,16 °C taban sıcaklığında 0,146 kg kütleye sahip ID 20 tasarımına karşılık, EŞ-PKIA'nın ID 47 tasarımı benzer taban sıcaklığını (54,41 °C) yaklaşık %9,6 daha düşük kütleyle (0,132 kg) sağlamaktadır. Bu sonuçlar, elmas şekilli pin kanatçık geometrisinin daha hafif ve verimli ısı alıcı tasarımlarına olanak tanıdığını ortaya koymaktadır.
Özet (Çeviri)
In this study, the optimum geometric dimensions and operating conditions of pin-fin heat sinks (PFHS) and diamond-shaped pin-fin heat sinks (DS-PFHS) are numerically investigated within the framework of multi-objective optimization problems aiming to minimize the base plate temperature and the mass. Accordingly, two separate optimization studies are conducted: the first focuses on determining the optimum configurations of PFHS designs, while the second addresses those of DS-PFHS designs. For both designs, a constraint is imposed such that the maximum base plate temperature (T_base) remains below 70 °C. The optimization variables D, H_fin, V_g, N_L, N_T are commonly defined for both PFHS and DS-PFHS models, whereas an additional optimization variable (a_r) representing the diamond geometry is included for the DS-PFHS models. The optimization problems are solved using a Multi-Objective Genetic Algorithm (MOGA), and three-dimensional parametric models are analyzed using the finite volume method. The results indicate that when lower base plate temperatures are targeted, DS-PFHS designs achieve lower mass values compared to PFHS designs. In this context, while the PFHS ID 20 design attains a base plate temperature of 53.16 °C with a mass of 0.146 kg, the DS-PFHS ID 47 design provides a similar base plate temperature (54.41 °C) with approximately 9.6% lower mass (0.132 kg). These findings demonstrate that the diamond-shaped pin-fin geometry enables lighter and more efficient heat sink designs.
Benzer Tezler
- 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
- Computational analyses of die-embedded microchannels for high electron mobility transistors considering thermal, hydrodynamic and structural behavior
Yüksek elektron mobiliteli transistorlara uygulanmış gömülü mikrokanal yapılarının ısıl, hidrodinamik ve yapısal davranışlarının hesaplamalı analizleri
ORÇUN YILDIZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ALAEDDİN BURAK İREZ
PROF. DR. LÜTFULLAH KUDDUSİ
- Y-şekilli yüksek temaslı elektrotlar ile derin beyin stimülasyonunda verimliliğin artırılması: Ssayısal tabanlı bir simülasyon çalışması
Increasing efficiency in deep brain stimulation with Y-shaped high contacts electrode: A numerically based simulation study
SİBA KAR
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Biyomühendislikİstanbul Yeni Yüzyıl ÜniversitesiBiyomedikal Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SEZEN CANIM ATEŞ
DR. ÖĞR. ÜYESİ SEVİL ÖZER
- Elmas benzeri karbon kaplamanın implant üstyapı parçaları arası galvanik korozyona etkinliğinin incelenmesi.
Efficiency of diamond like carbon coating on the galvanic corrosion between implant suprastuctures.
AHMET ÖZKÖMÜR
Doktora
Türkçe
2008
Diş HekimliğiÇukurova ÜniversitesiProtetik Diş Tedavisi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TOLGA AKOVA
- Titanyum yüzeyler üzerindeki elmas benzeri karbon kaplamanın mikrobiyolojik ve biyokimyasal açıdan etkinliğinin incelenmesi
The investigation of microbiologic and biochemical effectiveness of diamond like carbon coating over ti surfaces
NESLİN AYTUTULDU
Doktora
Türkçe
2009
Diş HekimliğiÇukurova ÜniversitesiProtetik Diş Tedavisi Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TOLGA AKOVA