Thermo-economic analysis of heat exchangers through q-learning assisted fuzzy C-means guided hyperheuristicalgorithm
Q-öğrenme tabanlı bulanık C-ortalama yönlendirmeli hiper-sezgisel algoritma ile ısı eşanjörlerinin termo-ekonomik analizi
- Tez No: 972018
- Danışmanlar: DOÇ. DR. OĞUZ EMRAH TURGUT
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Endüstri ve Endüstri Mühendisliği, Makine Mühendisliği, Industrial and Industrial Engineering, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İzmir Bakırçay Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Endüstri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmada, mevcut araştırmalar üzerine inşa edilen yeni bir optimizasyon yaklaşımı geliştirmek amacıyla makine öğrenmesi temelleri ile meta-sezgisel algoritmalar bütünleştirilmiştir. Önerilen strateji, yerel arama işlemlerini özel optimizasyon ajanları aracılığıyla gerçekleştirmek için Bulanık C-Ortalamalar (Fuzzy C-means) kümeleme algoritmasını kullanırken, her iterasyonda en uygun optimizasyon algoritmasının seçilmesi için Q-öğrenme yönteminden yararlanmaktadır. Manta Ray Foraging Algorithm, African Vulture Algorithm ve Harris Hawks Optimization olmak üzere üç güncel meta-sezgisel algoritma, bu akıllı öğrenme teknikleriyle geliştirilerek çözüm doğruluğu ve dayanıklılığı artırılmıştır. Geliştirilen yöntem, CEC 2013 yarışmasından alınan zorlu test fonksiyonları üzerinde değerlendirilmiş; bu testler çok boyutlu, otuz boyutlu tek modlu, çok modlu ve birleşik benchmark problemlerini kapsamaktadır. Elde edilen sonuçlar, önerilen algoritmanın çoğu senaryoda güncel yöntemlere kıyasla daha başarılı olduğunu ve karmaşık problemlerin çözümünde yüksek etkinlik sağladığını ortaya koymaktadır. Ayrıca, çalışmada kabuk-boru tip ısı değiştirici tasarımında sıklıkla göz ardı edilen kritik bir konuya da değinilmiş; boru içi akışkanların genel verimlilik ve maliyet üzerindeki etkisi incelenmiştir. Altmıştan fazla soğutucu akışkanın değerlendirildiği çalışmada, toplam maliyeti minimize eden optimum konfigürasyonlar belirlenmiş ve NH₃ kullanılan sistemlerin, alternatif kurulumlara kıyasla en düşük toplam maliyeti sağladığı tespit edilmiştir.
Özet (Çeviri)
This study integrates machine learning fundamentals with metaheuristic optimizers to introduce a novel optimization approach that builds upon existing research. The proposed strategy employs the Fuzzy C-means clustering algorithm to facilitate local search operations through dedicated optimization agents, while Q-learning is utilized to select the most suitable optimization algorithm at each iteration. Three recent metaheuristic optimizers the Manta Ray Foraging Algorithm, African Vulture Algorithm, and Harris Hawks Optimization are enhanced using these intelligent learning techniques to improve both solution accuracy and robustness. The new method is evaluated using challenging test functions from the CEC 2013 competition, which span multidimensional, thirty-dimensional unimodal, multimodal, and composite benchmarks. When compared to state-of-the-art optimizers, the proposed algorithm outperforms its competitors in most scenarios, highlighting its effectiveness in tackling complex problems. Moreover, the study addresses a critical yet often overlooked aspect of shell-and-tube heat exchanger design: the impact of in-tube refrigerants on overall efficiency and cost. By assessing over sixty refrigerants, the research identifies the optimal configurations for minimizing total expenditure, finding that systems operating with NH₃ yield the lowest overall cost compared to alternative setups.
Benzer Tezler
- Deniz tipi karbon tutum sistemlerinin incelenmesi
Investigation of marine type carbon capture system
ENGİN GÜLER
Doktora
Türkçe
2025
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SELMA ERGİN
- Antalya ili için güneş enerjisi destekli desalinasyon sisteminin termoekonomik analizi
Thermoeconomic analysis of solar powered desalination system for Antalya province
BEYZA NUR YAVUZER
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Makine MühendisliğiBilecik Şeyh Edebali ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ GÜLCAN ÖZEL EROL
DOÇ. DR. MERVE ŞENTÜRK ACAR
- Sürekli yanma odalarında alev cephesinin dinamik yapısına ait bir çalışma
A Study on the dynamic structure of flame front in continuous combustion chambers
ALİ SÜRMEN
- Kalorifer kazanlarının termoekonomik analizle optimizasyonu
Optimisation of heating boilers with thermoeconomic analysis
MUHAMMED ASLAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2007
Makine MühendisliğiUludağ ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MUHİDDİN CAN