OPTIMIZATION OF WIND TUNNEL TESTING FOR AGILE MISSILE AERODYNAMICS USING ADAPTIVE SAMPLING STRATEGIES
ÇEVİK FÜZE AERODİNAMİĞİ İÇİN RÜZGAR TÜNELİ TESTLERİNİN ADAPTİF ÖRNEKLEME YÖNTEMLERİYLE OPTİMİZASYONU
- Tez No: 923448
- Danışmanlar: DOÇ. DR. HALİL ERSİN SÖKEN, DR. EREN TOPBAŞ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Havacılık ve Uzay Mühendisliği, Aeronautical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- 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
Çevik füzelerin geliştirilmesi, aerodinamik özelliklerinin kapsamlı bir şekilde anlaşılmasını ve karmaşık tasarım alanlarını keşfetmek için verimli test metodolojilerinin kullanılmasını gerektirir. Bu tez, doğruluğu artırmak, sistem tanımlamayı hızlandırmak ve kaynak kullanımını azaltmak için ileri düzey deney tasarımı, modelleme ve adaptif örnekleme tekniklerinden yararlanan yeni bir rüzgar tüneli test çerçevesi sunmaktadır. Rüzgar tüneli testleri, aerodinamik performansı değerlendirmek ve sistem tanımlama için veri üretmek açısından vazgeçilmezdir. Ancak, geleneksel girişe dayalı metodolojiler, gereksiz testler ve verimsiz test noktası seçimi nedeniyle önemli maliyet ve zaman kayıplarına yol açmaktadır. Bu sınırlamaları aşmak için, test sürecini iyileştirmek üzere iki yenilikçi metodoloji önerilmiştir. Birincisi, test noktası seçiminde keşif ve fayda dengesini sağlamak için aktif öğrenme algoritmalarını entegre eder. Süreç, Mach sayıları gibi ayrık tanımlı değişkenlere uyum sağlayan sıralı bir alan doldurma tasarımı ile başlar ve aktif öğrenme stratejileri, belirsizlik ölçümleri ve Öklid mesafesi metrikleri kullanarak test noktalarını yinelemeli olarak optimize eder. İkincisi ise, yerel doğrusal yaklaşımlar ile mekansal kapsama metriklerini birleştirerek yüksek değerli test noktalarını stratejik olarak belirleyen LoLA-Voronoi hibrit metodunu kullanır. Her iki yaklaşım da aerodinamik tasarım alanının kritik bölgelerine odaklanarak sistem tanımlamayı geliştirmekte ve model doğruluğunu artırmaktadır. Sonuçlar, önerilen metodolojilerin girdi-bazlı yaklaşımlara üstünlüğünü doğrulamaktadır. Yinelemeli örnekleme stratejileri, gereken fiziksel test sayısını azaltmakta, tahmin doğruluğunu artırmakta ve maliyetleri önemli ölçüde düşürmektedir. Bu tez, aerodinamik modelleme ve rüzgar tüneli testleri için yenilikçi yöntemler sunarak, çevik füzelerin ve diğer yüksek performanslı havacılık sistemlerinin geliştirilmesine dönüştürücü bir yaklaşım sunmaktadır.
Özet (Çeviri)
The development of agile missiles demands a comprehensive understanding of their aerodynamic properties and efficient testing methodologies to explore complex design spaces. This thesis presents a novel framework for wind tunnel testing, leveraging advanced experimental design, modeling, and adaptive sampling techniques to improve accuracy, streamline system identification, and reduce resource expenditure. Wind tunnel testing remains indispensable for evaluating aerodynamic performance and generating data for system identification. However, traditional input-based methodologies incur significant financial and temporal costs due to redundant tests and inefficient test point selection. To address these limitations, two innovative methodologies are proposed to refine the testing process. The first integrates active learning algorithms to balance exploration and exploitation in test point selection. A sequential space-filling design initializes the process, accommodating discretely defined variables like Mach numbers, while active learning strategies iteratively optimize test points using uncertainty measures and Euclidean distance metrics. The second methodology employs the LoLA-Voronoi hybrid method, combining local linear approximations and spatial coverage metrics to strategically identify high-value test points. Both approaches enhance system identification by focusing on critical regions of the aerodynamic design space and improving model fidelity. The outcomes validate the superiority of the proposed methodologies over input-based approaches. Iterative sampling strategies reduce the number of physical tests required, enhance predictive accuracy, and significantly lower costs. This thesis introduces transformative methods for aerodynamic modeling and wind tunnel testing, advancing the efficient development of agile missiles and other high-performance aerospace systems.
Benzer Tezler
- Yapay zeka ve gökdelen tasarımı
Artificial intelligence and skyscraper design
ŞELALE ELÇİN SUNGUR DÖLGEN
Doktora
Türkçe
2023
MimarlıkMimar Sinan Güzel Sanatlar ÜniversitesiMimarlık Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÜMİT TURGAY ARPACIOĞLU
- 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
- Improving the aerodynamic characteristics of the gap between the cabin and trailer of heavy-duty commercial vehicles
Ağır ticari araçların kabin-treyler arasındaki boşluğun aerodinamik açıdan iyileştirilmesi
UTKU ÇİL
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Otomotiv Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SERTAÇ ÇADIRCI
- Ticari araç jantlarında hava sürtünmesinin bilgisayar destekli incelenmesi
Computer aided inspection of air drag on commercial vehicle wheels
SÜLEYMAN FATİH KALAY
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Makine MühendisliğiEge ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYDOĞAN ÖZDAMAR
- İnsansız sualtı aracının matematiksel modelinin durum ölçümlerine dayalı olarak tanılanması ve hata toleranslı kontrol
Identification of the mathematical model of an unmanned underwater vehicle based on state measurements and fault tolerant control
EMRE ÜNEY
Yüksek Lisans
Türkçe
2012
Havacılık ve Uzay Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÇİNGİZ HACIYEV