Web-splines solution of 3D electromagnetic problems
Üç boyutlu elektromanyetik poblemlerinin web-spline çözümü
- Tez No: 286342
- Danışmanlar: PROF. DR. Ş. SELİM ŞEKER
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Eksenel simetrik problemler, Elektromanyetik alanlar, Isı denklemi, Sayısal çözüm yöntemleri, Sonlu elemanlar yöntemi, Spline fonksiyonu, Axial symmetric problems, Electromagnetic fields, Heat equation, Numerical solution methods, Finite element method, Spline function
- Yıl: 2011
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektrik-Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez, radyal simetri ve üç boyutlu (3B) yapılar için elektrostatik, elektromanyetik ve biyo-ısı problemlerinde sonlu eleman yönteminde ağırlıklı genişletilmiş b-spline yaklaşımını önermektedir. Ağ oluşumuna ihtiyaç duymayan bu yeni yöntemin en önemli yanı, ağ, parça-düzgün veya doğrusal test fonksiyonlarının kullanımındaki sonlu eleman yöntemindeki eksikliklerin üstesinden gelebilmesidir.Tezde, ağırlıklı genişletilmiş b-spline formulasyonunun teorik gelişimi yapılmış ve ilk olarak silindirik koordinatlarda homojen olmayan sınır koşulları için elektrostatik ve elektromanyetik dalga problemlerinde matematiksel katkılar benzetimlerle desteklenmiştir. Buna ek olarak, bu yeni geliştirilmiş sayısal yaklaşım, normal bir insan gözünde kararlı hal sıcaklık dağılımının hesabı için kullanılmıştır. İlk olarak, insan gözü iki boyutlu (2B) olarak değerlendirilmiştir. Literatürde verilen değerler kullanılarak doğrulaması yapılan benzetim sonuçlarının, kesinlik seviyesi açısından çok başarılı olduğu gösterilmştir. Daha sonra, daha gerçekçi bir insan gözü sunabilmek için, doğrusal, ikinci dereceden ve üçüncü dereceden b-splinelarla birlikte yeni sonlu elemanlar kullanılarak üç boyutlu (3B) modelin benzetimi yapılmıştır. Her iki benzetim için de ızgara yakınlık sayı tahmini yapılmıştır. Bu da, çok az düğüm sayısı ile çok kısa zaman periyodunda daha yüksek kesinliğe ulaşıldığını göstermiştir. Son olarak, ağırlıklı genişletilmiş b-spline sonlu eleman yöntemi bilgisayar modeli, mikrodalga yayılımı sırasında insan gözündeki sıcaklık etkilerini hesaplamak için kullanılmıştır. Sonuçlar, ağırlıklı genişletilmiş b-spline çözümlerinin, sağlık hizmetlerinde sayısal yöntemlerin iyileştirdiğini göstermektedir.
Özet (Çeviri)
his dissertation proposes the weighted extended basis splines (web-splines) approach in the finite element method (FEM) for electrostatic, electromagnetic, and bioheat problems for radially symmetric and three dimensional (3D) structures. The most importantadvantage of this new method is that it does not need mesh generation which overcomes some of the drawbacks of using meshes and piecewise-uniform or linear trial functions.In this thesis, the theoretical development of web-spline formulations has been done. The mathematical contributions have been supported by the simulations in both electrostatic and electromagnetic wave problems for inhomogeneous boundary conditions in cylindrical coordinates for the first time. Furthermore, this newly developed computational approach is employed to calculate the steady-state temperature distribution in a normal human eye. As a first step, the human eye is evaluated in two dimensions (2D). The simulation results which are verified using the values reported in the literature, point out to better efficiency in terms of the accuracy level. Next, to give a more precise representation of the actual human eye, 3D modeling is simulated using these new finite elements in conjunction with linear, quadratic and cubic b-splines. Grid convergence number estimates are derived for both sets of simulations. It is shown that this method reaches higher precision in a shorter period of time with fewer nodes. Finally, FEM with web-spline computer modeling have been applied to human eye to study the intraocular temperature during microwave irradiation. Our findings indicate that web-spline solutions improve the computational methods for health care.
Benzer Tezler
- Rüzgar Türbini kanadının genetik algoritmayla optimizasyonu
Wind Turbine blade optimization using genetic algorithm
KUTAN DEMİRCİ
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KADİR KIRKKÖPRÜ
- Robot kollarda optimum hareket sentezi
Optimal trajectory synthesis for manipulation robots
ÖZGÜR TURHAN
- Hyper-heuristics for online path planning of unmanned aerial vehicles
İnsansiz hava araçlarinin çevrimiçi güzergah planlamasi için üst sezgisel yöntemler
ENGİN AKAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2013
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolMarmara ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HALUK RAHMİ TOPCUOĞLU
- Su parametrelerinin çevrimiçi izlemesi ve CBS kullanılarak değerlendirilmesi amacı ile otonom insansız yüzey aracı geliştirilmesi
Development of autonomous unmanned surface vehicle for online monitoring and evaluation of water parameters using GIS
HÜSEYİN DURAN
Doktora
Türkçe
2025
Çevre MühendisliğiAkdeniz ÜniversitesiUzaktan Algılama ve Coğrafi Bilgi Sistemleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NAMIK KEMAL SÖNMEZ
- Agile flight trajectory tracking through differential flatness
Farksal monotonluk ıle agresıf uçuş rota takıbı
SEYED ERFAN SEYED ROGHANI
Yüksek Lisans
İngilizce
2018
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. EMRE KOYUNCU