Design of helicopter transmission oil cooling fan impeller with multi-objective optimization method
Helikopter transmisyon yağ soğutma fan çarkının çok amaçlı optimizasyon yöntemi ile tasarımı
- Tez No: 788508
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ ÖZGE BAŞKAN PERÇİN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Havacılık ve Uzay Mühendisliği, Mechanical Engineering, Aeronautical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Genetik algoritmalar, Helikopter, Optimizasyon, Radyal vantilatörler, Tasarım optimizasyonu, Çok kriterli optimizasyon, Genetic algorithms, Helicopter, Optimization, Radial fans, Design optimization, Multi criteria optimization
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Havacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Havacılık ve Uzay Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışma, helikopter trasmisyon yağının soğutulması için kullanılan geriye eğik kanatlı bir salyangoz fan çarkı tasarımının optimizasyonunu amaçlamaktadır. Çalışma 3 ana bölümden oluşmaktadır: çark tasarımı ve parametrizasyonu, sayısal analizler ile performans hesabı ve fan statik basıncı ve izantropik verimliliği en üst düzeye çıkarmak için çok amaçlı tasarım optimizasyonu. Birinci bölümde, yarı deneysel yöntemler ve Çok Amaçlı Genetik Algoritma ile Direkt Optimizasyon yöntemi kullanılarak tek boyutlu çark tasarımı yapılmış ve çark geometrisi ticari bir yazılım aracılığıyla parametreleştirilmiştir. İkinci bölümde, çarktan geçen üç boyutlu akış ticari bir hesaplamalı akışkanlar dinamiği aracılığıyla çözülmüştür. Reynolds-Averaged Navier-Stokes denklemleri çok bloklu ağ kullanılarak ve ikinci derece çözünürlükte sonlu hacimler prensibiyle çözülmüştür. Zaman, maliyet ve uygunluk dikkate alınarak en uygun türbülans modeli ve grid boyutu seçilir. Üçüncü bölümde, deney tasarımı yöntemi ile duyarlılık analizi yapılarak amaç fonksiyonu en çok etkileyen parametreler belirlenir. Kriging Tepki Yüzey Yöntemi ile Baskın Olmayan Sıralama Genetik Algoritmasına dayalı çok amaçlı bir tasarım optimizasyonu gerçekleştirilmiş ve Pareto-optimal çözümler elde edilmitşir. Sonuçlar, tasarım noktasında fan statik basıncında ve toplam-statik izantropik verimde sırasıyla %9.6 ve %0.96'lık bir artış olduğunu göstermektedir. Eğitilen Kriging Tepki Yüzey Yöntemi modeli, sırasıyla %0.12 ve %0.33'lük bir hatayla fan statik basıncını ve toplam-statik izantropic verimliliği tahmin eder.
Özet (Çeviri)
This study aims to optimize the impeller geometry of a backward-curved blade centrifugal fan in a helicopter oil cooler to improve the aerodynamic performance of the impeller. The study consists of three main parts: aerodynamic design and parametrization of the impeller, numerical analysis of impeller performance, and multi-objective design optimization to maximize fan static pressure and total to static isentropic efficiency. In the first part, a one-dimensional impeller design is performed using quasi-experimental methods and a direct optimization method with the multi-objective genetic algorithm, and the impeller geometry is parameterized through a commercial tool. The three-dimensional flow through the impeller is solved in the second part with a commercial computational fluid dynamics tool. The Reynolds-Averaged Navier-Stokes equations are solved on a multi-block grid, and a second-order accurate finite volume method is employed. The most appropriate turbulence model and grid size are selected considering time, cost, and fidelity. In the third part, a sensitivity analysis is performed with the design-of-experiment method, and the parameters that affect the objective function most significantly are determined. A multi-objective design optimization based on a non-dominated sorting genetic algorithm is performed with the Kriging Response Surface Method, and pareto optimal solutions are obtained. Results show that, at the design point, there is a 9.6% and 0.96% increase in the fan static pressure and total to static isentropic efficiency, respectively. The trained Kriging response surface model predicts the fan static pressure and total to static isentropic efficiency with an error of 0.12% and 0.33%, respectively.
Benzer Tezler
- GSM baz istasyonlarının sürdürülebilir enerji ihtiyacı için taşınabilir radyoizotop termoelektrik jeneratör (RTG) tasarımı
Sustainable GSM base station energizing using portable radioisotope thermoelectric generator (RTG) design
ERDEM HAYAT
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiNükleer Araştırmalar Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İSKENDER ATİLLA REYHANCAN
- Helikopter konik dişli optimizasyonu ve yüklü diş temas yüzesi analizi
Helicopter bevel gear optimization and loaded tooth contact surface analysis
HATİCE KÜBRA ŞAHİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Makine MühendisliğiBursa Uludağ ÜniversitesiKonstrüksiyon ve İmalat Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FATİH KARPAT
- Design and construction of an innovative helicopter system
Yenilikçi bir helikopter sisteminin tasarım ve imalatı
MEHMET HANİFİ DOĞRU
Doktora
İngilizce
2015
Makine MühendisliğiGaziantep ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM HALİL GÜZELBEY
YRD. DOÇ. DR. İBRAHİM GÖV
- Helikopter transmisyon dişlilerinin kafes tabanlı tasarımı ve titreşim davranışlarının incelenmesi
Lattice-based design of helicopter transmissions and investigation of their vibration behavior
YUSUF SAĞLAM
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Havacılık ve Uzay MühendisliğiGazi ÜniversitesiEndüstriyel Tasarım Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HARUN GÖKÇE
- Helikopter uygulamaları için doğrusal olmayan dinamik titreşim yutucusu tasarımı ve analizi
Design and analysis of a nonlinear dynamic vibration absorber for helicopter applications
ÖZKAN KARAYİĞİT
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ALİ TATAR