Aerodynamic design optimization using 3-dimensional Euler equations and adjoint method
3 boyutlu Euler denklemleri ve adjoint yöntemiyle aerodinamik tasarım optimizasyonu
- Tez No: 463579
- Danışmanlar: DOÇ. DR. SİNAN EYİ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Havacılık ve Uzay Mühendisliği, Aeronautical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2017
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Havacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Üç boyutlu Euler çözücü ve Adjoint metodu ile kanat-gövde tasarımının optimizasyonu için gradyan temelli araç geliştirilmiştir. Tasarım optimizasyonu için gerekli olan hassaslık verileri üç farklı metod tarafından elde edilmiştir. Amaç fonksiyonunun hassalık değişimi sonlu farklar metodu, Direct metod ve ayrıklaştırılmış Adjoint metodu tarafından hesaplanmıştır. Hücre merkezli, upwind temelli sonlu hacimler yöntemi Euler denklemlerinin ayrıklaştırılmasında kullanılmıştır. İkinci dereceden uzaysal doğruluk MUSCL interpolasyonu ile elde edilmiştir. Akış denklemlerinin çözülmesinde ön-koşullayıcı ve yeniden düzenleyici, matris gerektirmeyen Newton-GMRES algoritması kullanılmıştır. Adjoint ve Direct metod için gerekli olan türevler analitik türev hesabı ve sonlu farklar yöntemiyle elde edilmiştir. Lineer sistem denklemlerinin çözümünde PARDISO kullanılmıştır. Direct ve Adjoint metodunun hassaslık değerleri sonlu farklar yöntemiyle oldukça uyuşmuştur. Tasarım değişkenleri olarak Non-Uniform Rational B-Spline (NURBS) eğim ve yüzey kontrol noktaları seçilmiştir. Hacimsel hücreler Radial Basis Function (RBF) kullanılarak deforme edilmiştir. Optimizasyon sırasında diğer metodlara üstünlüğü nedeniyle Adjoint yöntemi izlenmiş olup, kanat-uçak konfigürasyonu belirli bir seyir şartında farklı tasarım değişkenlerinin seçimiyle eniyilenmiştir.
Özet (Çeviri)
The tool for the gradient-based optimization of wing-body configuration is developed using three-dimensional Euler equations and Adjoint method. Sensitivities required by design optimization are obtained by three different methods. Finite difference, Direct and Discrete Adjoint methods are used to compute objective sensitivities. A cell-centered, upwind based finite volume method is implemented to discretize the Euler equations. Second-order spatial accuracy is obtained by MUSCL interpolation. The flow solution is obtained by preconditioned, reordered matrix-free Newton-GMRES algorithm. The required derivatives for Adjoint and Direct methods are obtained by analytical derivation of discrete flow equations and finite different approaches. Resulted linear systems are solved by PARDISO solver. Direct and Adjoint sensitivities perfectly match with finite difference gradients. In optimization, design variables are selected as Non-Uniform Rational B-Spline (NURBS) curve and surface control points. Radial Basis Function (RBF) interpolation is used to deform volume mesh. Adjoint gradients are used at the optimization procedure due to its superiority on other gradient evaluation techniques. The single point optimization at cruise condition of wing and body are presented according to different design variables selections.
Benzer Tezler
- Computational aerodynamic analysis of flow around Apollo reentry capsule with anisotropic mesh adaptation
Anisotropik mesh adaptasyonu ile Apollo yeniden giriş kapsül çevresindeki akışın hesaplamalı aerodinamik analizi
BADAMASI BABAJI
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Havacılık ve Uzay Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET ŞAHİN
- Dizel motor modeli ile entegre bir aşırı doldurma ünitesi tasarım ve optimizasyon modeli geliştirilmesi
Development of a turbocharger design and optimization model integrated with the diesel engine model
MERT ALPAYA
Doktora
Türkçe
2023
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. LEVENT ALİ KAVURMACIOĞLU
PROF. DR. CENGİZ CAMCI
- Design of the main landing gear for a trainer aircraft with topology optimization
Eğitim uçağı ana iniş takımının topoloji optimizasyonu ile tasarımı
IRMAK FEROĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Havacılık ve Uzay Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. VEDAT ZİYA DOĞAN
- Gaz türbini kanat ucu geometrisinin aerodinamik ve ısıl optimizasyonu
Aerothermal optimization of axial gas turbine blade tip geometry
HIDIR MARAL
Doktora
Türkçe
2018
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ LEVENT ALİ KAVURMACIOĞLU
- İki boyutlu akışta üç parçalı bir kanat profilinde flap pozisyonunun ve aktif akış kontrolünün taşıma katsayısına olan etkisi
The effects of flap position and active flow control on the lift coefficient of a three-element wing profile in two-dimensional flow
EMRE SAÇIKARA
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Havacılık ve Uzay MühendisliğiHava Harp Okulu KomutanlığıHavacılık Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. YASİN VOLKAN PEHLİVANOĞLU