Atmosferik korona deşarj iticisi tasarımı, imalatı ve performans karakteristiklerinin incelenmesi
Design, manufacturing, and performance characteristics analysis of atmospheric corona discharge propellers
- Tez No: 980164
- Danışmanlar: PROF. DR. MEHMET YILMAZ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Makine mühendisliği, Mechanical engineering
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İnönü Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Enerji Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu doktora tezinde, atmosferik koşullarda çalışan elektrohidrodinamik (EHD) itkici sistemlerin tasarımı, imalatı ve performans analizi yapılmıştır. Çalışmanın odak noktası, korona deşarjı ile oluşturulan iyonik rüzgarın Lorentz kuvvetleri ile desteklenerek sistem verimliliğinin artırılmasıdır. Öncelikle EHD sistemlerin tarihsel gelişimi, mekanizmaları ve teorik modelleri incelenmiştir. Ardından çok iğneli–silindir elektrot konfigürasyonuna sahip hibrit bir EHD itkici sistem tasarlanıp üretilmiş; solenoid bobin entegre edilerek manyetik alanın iyon hareketine ve akış hızına etkileri araştırılmıştır. Ayrıca, elektrik ve manyetik alanlardan bağımsız çalışan lazer–fotodiyot temelli özgün bir ölçüm cihazı geliştirilmiş ve iyonik rüzgarın yüksek doğrulukla ölçülmesi sağlanmıştır. Deneysel bulgular, manyetik alanın EHD akışa katkı sağladığını, iyonik rüzgar hızının ve itki performansının belirgin şekilde arttığını göstermiştir. Elde edilen veriler, Destek Vektör Regresyonu (SVR), Random Forest (RF), Gradient Boosting (GB), K-Nearest Neighbors (KNN) ve topluluk öğrenmesi yöntemleriyle analiz edilmiştir. Karşılaştırmalar, özellikle SVR ve GB'nin en yüksek doğruluğu sunduğunu ortaya koymuştur. Böylece, makine öğrenmesi yaklaşımlarının klasik modellere kıyasla sistem performansını öngörmede daha başarılı olduğu kanıtlanmıştır. Tezin özgün katkıları; hibrit EHD itkici sistemin geliştirilmesi, Lorentz kuvvetlerinin atmosferik koşullarda deneysel doğrulanması, bağımsız hassas bir ölçüm cihazının tasarlanması ve EHD performansının yapay zekâ ile modellenmesi olarak özetlenebilir. Sonuç olarak çalışma, elektrohidrodinamik akışların hibrit elektro–manyetik yöntemlerle iyileştirilebileceğini göstermekte; mikro ölçekli soğutma sistemlerinden uzay itki teknolojilerine kadar geniş uygulamalarda kullanılabilecek yenilikçi bir yaklaşım sunmaktadır.
Özet (Çeviri)
This doctoral dissertation presents the design, fabrication, and performance evaluation of electrohydrodynamic (EHD) thrusters operating under atmospheric conditions. The study aims to enhance efficiency by reinforcing the ionic wind produced via corona discharge with Lorentz forces. After reviewing the historical development, physical mechanisms, and theoretical models of EHD systems, a hybrid thruster with a multi-needle-to-cylinder electrode configuration was designed and constructed. A solenoid coil was integrated to examine the influence of magnetic fields on ion dynamics and flow velocity. In addition, a novel laser–photodiode–based device, immune to external electric and magnetic fields, was developed to achieve high-precision flow measurements. Experimental findings verified that magnetic fields significantly improved EHD performance, leading to increased ionic wind velocity and thrust. The experimental data were analyzed using Support Vector Regression (SVR), Random Forest (RF), Gradient Boosting (GB), K-Nearest Neighbors (KNN), and ensemble learning methods. Among these, SVR and GB provided the most accurate predictions, demonstrating that machine learning techniques can outperform conventional theoretical models in forecasting system behavior. The main contributions of this study include: development of a hybrid EHD thruster, experimental validation of Lorentz force effects under atmospheric conditions, design of a high-accuracy flow measurement system, and application of artificial intelligence to model and optimize EHD performance. In conclusion, the research shows that EHD flows can be effectively enhanced through hybrid electro–magnetic approaches, offering a promising foundation for applications ranging from micro-scale cooling systems to space propulsion technologies.
Benzer Tezler
- Atmosferik basınç plazma kullanılarak suyundezenfeksiyonu
Disinfection of water using atmospheric pressure plasma
GÖKHAN ERGON
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Fizik ve Fizik MühendisliğiSüleyman Demirel ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEYFETTİN ÇAKMAK
- Effect of atmospheric non-thermal plasma against food-borne bacteria on food packaging film surfaces
Atmosferik termal olmayan plazmanın gıda ambalaj film yüzeyleri üzerindeki gıda kaynaklı bakterilere etkisi
DİLAN DOĞANÖZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Gıda Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HATİCE FUNDA KARBANCIOĞLU GÜLER
- Microbial decontamination of food packaging films using corona non-thermal plasma
Korona deşarjlı soğuk plazma uygulaması ile gıda ambalaj filmlerinin mikrobiyal dekontaminasyonu
EMİNE GİZEM ACAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Gıda Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGıda Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜRBÜZ GÜNEŞ
- Uçaklar için statik elektrik yükü çökelme durumunun incelenmesi ve yıldırım çarpma durumu analizleri
Investigation of precipitation static condition and lightning strike condition analysis for aircraft
FURKAN AKBULUT
Yüksek Lisans
Türkçe
2023
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektrik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖZCAN KALENDERLİ
- Sivri elektrotlar arasındaki pulslu deşarjın karakteristiğinin belirlenmesi
Determination of the caracteristics of the pulsed discharge producing between sharp electrodes
AYŞEGÜL ERTUNÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2004
Fizik ve Fizik MühendisliğiEskişehir Osmangazi ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF.DR. NACİ EKEM