Design optimization of an s-shaped subsonic intake using Bayesian approach and Bezier curves
Bayes yaklaşımı ve Bezier eğrileri kullanarak s-şekilli ses-altı hava-alığının tasarım optimizasyonu
- Tez No: 736649
- Danışmanlar: PROF. DR. YUSUF ÖZYÖRÜK
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Havacılık ve Uzay Mühendisliği, Aeronautical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Aerodinamik, Hava alığı, Aerodynamics, Air intake
- Yıl: 2022
- 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
Motor, seyir füze sistemleri için önemli bölümdür. Motor performansının güvenilir ve verimli olması önemli ölçüde ön yüzüne gelen havanın kalitesine bağlıdır. Bu tezde, açık kaynaklı çoklu görev tabanlı Bayes optimizasyonu ile bir ses altı hava alığının aerodinamik performansı iyileştirilmiştir. Bayes yaklaşımının diğer optimizasyon yöntemlerinden temel farkı, belirsizlik değeri ile birlikte tasarım uzayındaki tüm hedef değerleri hakkında bilgi sahibi olmasıdır. Bayes yaklaşımındaki öğrenme süreci, iki farklı sayısal yöntemin korelasyonu kullanılarak geliştirilmiştir. Ayrıca, çoklu görevle birleştirilmiş makine öğrenimi tabanlı optimizasyon, hava alığı tasarımı için öncü bir çalışmadır. Hesaplamalı Akışkan Dinamiği çözücüsü ANSYS Fluent hava-alığının akış performans parametrelerini hesaplamak için kullanılmıştır. Motorun ön yüz düzlemindeki (AIP) bir akışın performansı, akış homojenliği ve toplam basınç kaybı seviyesinden oluşur. Çok görevli Bayes özyineleme algoritmaları pahalı ve ucuz çözümlerle Gauss Süreçlerini uygulayarak modellemeye çalışır. Ayrıca, edinme işlemi vekil modelin sistem çıktısını puanlar. Ek olarak, her iki doğruluk seviyesi için türbülans modeli seçim çalışması yapılmıştır. Hedef fonksiyonu bozuntu katsayısı(DC60), basınç geri kazanımı (PR) ve model ağırlığının boyutsuzlaştırılmasıyla oluşturulmuştur ve eşit ağırlıklandırma ile tanımlanmıştır. Başlangıç eleman sayılarının özyineleme yönelimi üzerindeki etkisi incelenmiştir. Çoklu görev yaklaşımı toplam tasarım süresi bakımından tekli görev yaklaşımı ile kıyaslanmıştır. Ayrıca hedef fonksiyonun içerisindeki parametreler arasındaki ilişkiler çoklu pareto grafikleri ile incelenmiştir.
Özet (Çeviri)
Engine is a prominent part for the systems of a cruise missile. Reliable and efficient engine performance significantly depends on the quality of the incoming airflow. In this thesis, the aerodynamic performance of a subsonic intake is improved by using open-source multi-task Bayesian optimization (MTBO) tool. The main difference of Bayesian approaches from other optimization methods is that it has information about all design space, along with the uncertainty value. The learning process in the Bayesian approach is developed using the correlation of two different numerical methods. Also, machine learning-based optimization combined with multi-tasking used in this thesis is a pioneering work for air-intake design. The commercial computational fluid dynamics (CFD) solver ANSYS Fluent is used to calculate the flow variables through the intake. The flow quality at a plane interfacing with the engine (denoted as the aerodynamic interfacing plane, AIP) are usually quantified with the flow uniformity and level of pressure loss. MTBO employs a Gaussian process with both high and low cost solutions for machine learning. Then, an acquisition function scores the system output of the surrogate model. In addition, turbulence model selection studies for both cost levels are conducted. An objective function is utilized based on the weighted sum of non-dimensional values of Distortion Coefficient (DC), Pressure Recovery (PR) and weight of the S-duct. Initial sampling approach for multi-tasking approaches is also investigated. Multi-tasking is compared with single-tasking for total execution time when similar optima is achieved. Furthermore, parameters in the objective functions are investigated with Pareto plots.
Benzer Tezler
- Subsonic-transonic submerged intake design for a cruise missile
Ses altı ve ses civarı hızlarda uçan bir seyir füzesinin hava alığı tasarımı
ORAL AKMAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
Uçak MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiHavacılık Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SİNAN EYİ
- Jig shape optimization for desired shape of a high-altitudelong-endurance class unmanned aerial vehicle underaeroelastic effects
Hale sınıfı bir ınsansız hava aracının aeroelastik etkileraltında hedeflenen şekle ulaşmak için jig şeklioptimizasyonu
AKIN ATEŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Havacılık ve Uzay Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiHesaplamalı Bilim ve Mühendislik Ana Bilim Dalı (disiplinlerarası)
PROF. DR. MELİKE NİKBAY
- Design optimization and experimental validation of the additively manufactured passive vibration isolator of an inertial measurement unit in aerospace applications
Havacılık uygulamalarında bir ataletsel ölçüm biriminin eklemeli imalat ile üretilen pasif titreşim izolatörünün tasarım optimizasyonu ve deneysel doğrulaması
COŞKU VARDALLI
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. OSMAN TAHA ŞEN
DR. CEYHUN TOLA
- Ağır ticari araca ait aks kovanında yorulma kaynaklı oluşan hasarın sonlu elemanlar yöntemi ile tasarımının iyileştirilmesi ve tasarımın rig testi ile doğrulanması
Design optimization for fatigue performance of an heavy commercial vehicle rear axle housing using fea and rig testing
BERK GÜMÜŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ RAMAZAN MURAT TABANLI