FBE- Makine Dinamiği, Titreşimi ve Akustiği Lisansüstü Programı

Bu topluluk için Kalıcı Uri

http://hdl.handle.net/11527/78
Makina Mühendisliği Ana Bilim Dalı altında bir lisansüstü programı olup, sadece yüksek lisans düzeyinde eğitim vermektedir

Gözat

Yazar "Erol, Haluk" ile FBE- Makine Dinamiği, Titreşimi ve Akustiği Lisansüstü Programı'a göz atma
  • Öge
    Ağır Taşıtların Kabin Akustiğinin İncelenmesi
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2011-07-11) Çolak, Zeynep Gülcan ; Erol, Haluk ; 406373 ; Makina Dinamiği, Titreşim ve Akustiği ; Machine Dynamics, Vibration and Aquistics
    Artan rekabetle beraber, araç konforunun iyileştirilmesine daha fazla yatırım yapılmaktadır. Bir aracın konforu, araç içindeki gürültü seviyesiyle yakından ilintilidir. Günümüzde, araç kalite değerlendirmesinde, akustik emisyon değerleri ve gürültü düzeyleri büyük öneme sahiptir. Bu yüzden, araç içindeki gürültü düzeylerinin azaltılmasına ve iyileştirilmesine yönelik çalışmalar her geçen gün artmaktadır. Bu çalışmaların bir nedeni de bu konudaki yasal düzenlemelerdir. Araç içi gürültü seviyeleriyle ilgili standartlar da, üretici firmaları gürültü seviyelerini iyileştirme yönünde çalışmalar yapmaya zorlamaktadır. Bu konuda yapılan çalışmalar, araç içi ve araç dışı gürültülerinin iyileştirilmesi ve azaltılması olarak ikiye ayrılmaktadır. Bu çalışmada araç içi gürültü seviyelerinin azaltılması için öncelikle gürültü düzeyleri incelenmek istenmektedir. Hem sayısal hem de deneysel analizler yoluyla karşılaştırmalı olarak kamyon kabini içindeki gürültü düzeyleri, aracın akustik ve titreşim karakteristikleri incelenmiş, hazırlanan basitleştirilmiş araç modeliyle analitik olarak da gürültü düzeylerinin tespiti gerçekleştirilmiştir. Yapılan çalışmalarda, nümerik analizler önemli bir yer tutmaktadır. Bilgisayar yazılımları kullanılarak gerçekleştirilen bu analizler, yapısal ve akustik analizleri kapsamaktadır. Bilgisayarla yapılan bu analizler sayesinde, bu çalışmaların maliyetleri önemli ölçüde azalmaktadır. Bu sayede hem prototip hazırlama çalışmaları azalmaktadır, hem de zamandan önemli kazançlar elde edilmektedir.
  • Öge
    Araç Kapılarının Akustik Davranışlarının İncelenmesi
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2017-01-23) Yalçın, Erkut ; Erol, Haluk ; 10134057 ; Makina Dinamiği, Titreşim ve Akustik ; Machine Dynamics, Vibration and Aquistics
    Ülkemizde ve dünyada otomotiv sektörü her geçen gün büyümektedir. Farklı teknolojiler ile artan sayıda marka pazarda kendilerine yer edinebilmek için kıyasıya mücadele etmektedir. Gelişen teknoloji müşterilere sadece standard tasarım ve güvenlik gerekliliklerini değil aynı zamanda daha fazla konfor ve kalite sunmak için de kullanılmaktadır. Araçların titreşim ve gürültü performansları da geliştirilmeye açık bir alan olarak bu konfor alanında üzerinde çalışılmakta olan konuların başında gelmektedir. Araçlardaki titreşim ve gürültü performansının yükselmesi müşteri gözünde aracın kalite algısını da yükseltmektedir. Bu nedenle müşterilerin subjektif değerlendirmeleri de otomobil firmalarının araştırma ve geliştirme departmanlarında gerçekleştirilen titreşim ve gürültü çalışmalarına yön verici bir indikatör olarak dikkate alınmaktadır. Müşteri gözünde aracın kalite algısını yükselten en önemli performanslardan biri de araç kapılarının kapatılması esnasında çıkarttıkları ses olmaktadır. Otomobil kapılarının kapanma sesinin tok ve kısa olmasının, müşterinin gözünde aracın kaliteli olduğu imajı yarattığı bilinmektedir. Bu nedenden ötürü global otomotiv araştırma ve geliştirme departmanlarının NVH ekiplerinin üzerinde en yoğun olarak mesai harcadığı konulardan biri araçların kapı kapanma sesinin müşteride yarattığı izlenimi iyileştirmeye yönelik çalışmalardır. Bu konu akustik disiplininin önemli çalışma alanlarından biri olan ses kalitesi başlığı altında incelenmektedir. Objektif olarak ölçülebilen ses kalitesi parametrelerinin subjektif değerlerle doğrulanması sonucu, beğenilen sesin kalite parametrelerinin hangi düzeyde olması gerektiği bilgisi ya da bu parametrelerin hangi yöndeki değişiminin kalite algısına nasıl etki ettiğinin anlaşılması bu kapsamdaki çalışmaların birincil amaçlarıdır. Öte yandan ses kalitesi parametrelerinin istenilen değerlerini elde edecek tasarımların belirlenmesi ise bu alandaki çalışmaların nihai amacıdır. Bu ve benzeri çalışmalar bugüne kadar yoğun olarak gerçekleştirilmiş olmakla birlikte çalışmaların tamamına yakını deneysel çalışmalardan oluşmaktaır. Ürün geliştirme sürecinin çok erken safhalarında dahil araç kapılarının tasarım süreçlerini, ses kalitesi parametrelerini de hesaba katarak yönlendirmeye imkan verecek olan bir Bilgisayar Destekli Mühendislik (BDM) yönteminin ortaya konulabilmesi, bu alandaki çalışmaların daha hızlı, etkili ve daha az maliyetli olarak yürütülebilmesine olanak verecektir. Bu tezde sunulan çalışma, bu amaca yönelik olarak gerçekleştirilmiştir. Öncelikle kapı kapanma sesini zaman alanında (transient) hesaplayabilen bir model geliştirilmiştir. Bu model mevcutta üretime hazırlanan ve tasarımı kesinleşmiş bir araç kapısının Sonlu Elemanlar Modelinin (FEM) kullanımı ile kurulmuştur. Araç dışındaki ve araç içindeki havayı temsil eden dış ve iç akustik kaviteler oluşturulmuş ve kapatılan kapı ve çevresindeki gövde bileşenlerinin bir bölümünden oluşan yapısal model ile birleşimleri sağlanmıştır. Model Abaqus Explicit çözücüsü ile zamana bağlı (transient) olarak çözdürülmüş ve hem araç dışından kapıyı kapatan kullanıcının kulak seviyesinden, hem de araç içinde sürücü sağ kulağı seviyesinde zamana bağlı ses basıncı eğrileri elde edilmiştir. Sayısal modeli kurulan araç yarı yankısız odada fiziksel olarak da test edilmiş ve aynı noktalardan ölçümler yapılarak aynı tip ses basıncı eğrileri elde edilmiştir. Fiziksel test sonuçlarını mümkün olan en iyi seviyede tahmin edebilmek için sayısal model parametreleri değiştirilerek doğrulama çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Sonraki aşamada, bu doğrulanmış model üzerinde bazı tasarım değişiklikleri yapılmış ve her parametrik değişiklik için analiz tekrarlanmıştır. Mevcut durum ve parametrik değişikliklerin uygulandığı her durum için analiz sonucu elde edilen zamana bağlı (transient) ses basıncı eğrileri ile yine mevcut durum için fiziksel test sonucu elde edilen zamana bağlı (transient) ses basıncı eğrisi kullanılarak literatürdeki en önemli 2 ses kalitesi parametresi olan sesin yüksekliği ve sesin keskinliği değerleri hesaplanmıştır. Böylece sanal model üzerinde hangi tasarım değişikliklerinin kapı kapanma sesi kalitesini hangi düzeyde ve ne kadar değiştireceğine yönelik bilgi elde edilmiştir. Mevcut durum için, band – pass filtreli zamana bağlı kapı kapanma sesi sonuçlarının fiziksel test sonuçları ile iyi seviyede doğrulandığını söyleyebilmek mümkündür. Ses kalitesi parametreleri için söylenebilecek şey ise sesin analiz sonuçlarından elde edilen yükseklik değerinin test sonuçlarından elde edilene göre çok fazla olmasına rağmen analiz ve test tarafındaki sonuçlardan elde edilen keskinlik değerlerinin oldukça tutarlı olduğudur. Bu verilerden, sayısal modelin çalışılan frekans aralığında (22 – 500 Hz) sesin frekans dağılımını iyi düzeyde tahmin edebildiği ancak her bir frekans bileşenine ait ses basıncı genliklerinin deneysel sonuçlara göre yüksek olduğu sonucu çıkarılabilir. Bu durum şu şekilde özetlenebilir: Sayısal model sesin frekans bileşenlerini başarılı şekilde tahmin edebilmektedir ancak fiziksel koşullardaki kadar iyi düzeyde sönümleme kabiliyetine sahip değildir. Literatürde kapı kapanma sesini tahmin etmek için bir BDM metodu geliştirmeye yönelik yalnızca 2005 yılına ait bir çalışma bulunabilmiştir. Bu çalışma deneysel çalışmalar sonucu elde edilen verilere analiz girdisi olarak bağımlı olmakla birlikte yapısal ve akustik denklemleri 2 ayrı adımda ve 2 ayrı yöntemle (Sonlu Elemanlar Metodu ve Sınır Elemanlar Metodu) çözmektedir. Bu nedenlerden ötürü bu tezde sunulan çalışma literatürde bir ilk olma özelliğini taşımaktadır. Öncelikle bu çalışma hiçbir fiziksel test sonucunu girdi olarak kullanmadan kapı kapanma sesini zamana bağlı olarak hesaplayabilen ilk BDM metodudur. İkinci olarak geliştirilen bu model ayrık (eksplisit) lineer – olmayan yapısal ve akustik denklemleri aynı anda akuple bir şekilde yalnızca Sonlu Elemanlar Metodu ile çözmektedir. Bütün bu belirtilen noktalar bu metodun avantajlarını ortaya koymakla birlikte her biri literatüre getirilen bir yeniliktir. Çalışmanın son aşamasında ses kalitesi parametrelerini analiz sonuçlarından elde etmek ise, bu parametreleri ürün geliştirme süreçlerinin erken safhalarında dahi istenen her tasarım değişikliği için değerlendirebilmeyi mümkün kılmaktadır. Öte yandan bu metodun dez avantajı ise bu büyüklükteki bir modeli sadece sonlu elemanlar yöntemi kullanarak tek adımda akuple olarak çözmenin uzun süreli olmasıdır.
  • Öge
    Çamaşır Makinasının Dinamik Davranışının İncelenmesi
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, ) Öztürk, Mehmet Ersin ; Erol, Haluk ; Makina Dinamiği, Titreşim ve Akustiği ; Machine Dynamics, Vibration and Aquistics
    Yeni bir makina tasarlarken veya var olan bir makinanın tasarımını geliştirirken, makinanın dinamik karakterinin önceden bilinmesi büyük önem taşımaktadır. Seri üretim bir kere başladıktan sonra gözden kaçan ufak hataların düzeltilmesi oldukça güç ve maliyetlidir. Günümüz koşullarında, beyaz eşya sektöründe çok kısa süreler içinde yeni tasarımların ortaya çıkarılması gerekmektedir. Ortaya çıkarılan yeni ürünün hem daha ucuza mal edilmesi, hem de daha kaliteli olması beklenmektedir. Bunların, eski tasarımlara göre, daha kısa süre içerisinde ortaya çıkarılması gerekliliği mühendisleri, yeni tasarım yöntemleri geliştirmeye zorlamaktadır. Bilgisayar destekli mühendislik kavramı çok yeni olmamasına rağmen bu kavram, bilgisayarların artan işlemci gücü, düşen donanım ve yazılım maliyetleri, sayısal hesaplama alanında yapılan yenilikler sayesinde, yeni yeni yaygınlaşmaya başlamıştır. Çamaşır makinasının sıkma devri, günümüzde dakikada ikibin devire çıkmıştır. Ev içinde bu kadar yüksek hızda çalışan bir makinanın tasarımı oldukça dikkatli yapılmalıdır. Çalışmada, içerisinde esnek elemanların da bulunduğu, bir mekanik sistemin sayısal olarak modellenebilmesi için, bir yöntem ortaya konmaya çalışılmıştır. Tez çalışmasında, çamaşır makinasının dinamik davranışı, hem analitik yollardan, hem de bilgisayar destekli mühendislik yazılımları kullanılarak, sayısal yoldan incelenmiştir. Çalışma boyunca yapılan sayısal çalışmalar, deneysel çalışmalar ile doğrulanmış; sonuç olarak, belirli bir model çamaşır makinasının temel dinamiklerinin incelenebileceği bir sayısal model ortaya çıkarılmıştır. Ortaya çıkarılan model ile parametrik çalışmalar yapılarak, çeşitli elemanların çamaşır makinası dinamiğine olan katkıları incelenmiştir.
  • Öge
    Dizel Motorlarda Yanma Gürültüsünün Transfer Fonksiyonunun İncelenmesi
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2017-01-20) Çiylez, İbrahim ; Erol, Haluk ; 10135941 ; Makina Dinamiği, Titreşim ve Akustik ; Machine Dynamics, Vibration and Aquistics
    Otomobillerde titreşim ve gürültüyü etkileyen alt sistemlerden biri olan motor, aracın en kritik alt sistemi olmakla beraber, türüne göre karakteristiği farklılık gösterir. Araçlarda kullanılan içten yanmalı motor tipleri benzinli ve dizel motorlar olarak ikiye ayrılmaktadır. Bunlardan yaygın kullanıma sahip olan dizel motorlar, Dr. Rudolf Diesel tarafından 1892’de keşfedilmiştir. Araçlarda kullanılan dizel motorlar, ürettiği yüksek tork ve düşük yakıt tüketimi ile birçok araç kullanıcısının tercihi olmaktadır. Dizel motorların bu avantajlarının yanında dezavantajları da bulunmaktadır. Bunlardan bir tanesi olan titreşim ve gürültü seviyeleri, dizel motorların en büyük problemlerindendir. Dizel motorlar yapısı gereği, havayı daha fazla sıkıştırarak dışarıdan enerji gerektirmeksizin yanma prosesini gerçekleştirebilmektedir. Bu yanma sonucu oluşan silindir içerisindeki basınç, benzinli motorlardan kat kat fazla olmaktadır. Silindir içerisindeki basınçta oluşan ani artış, dizel motorlarda yanma gürültüsünü oluşturmakta ve bu gürültü kullanıcı tarafından hissedilmektedir. Bu tez çalışmasında, dizel motorlarda yanma gürültüsü incelenmiş, yanma gürültüsünün transfer fonksiyonunun sonlu elemanlar ve sınır elemanlar yöntemleri ile elde edilmesi amaçlanmıştır. Yanma gürültüsünün transfer fonksiyonu, yapının içerisinde yanma gürültüsünün ne kadar zayıflatıldığını belirleyen, yanma gürültüsü için kritik bir fonksiyondur. Bu transfer fonksiyonu literatürde anlatılan test metotlarından regresyon analizi ile transfer fonksiyonun eldesi yöntemi kullanılarak, deneysel olarak bulunmuştur. Daha sonra bu deneysel çalışmalar ile CAE çalışmaları sentezlenerek yanma gürültüsü transfer fonksiyonunun doğrulama çalışmaları yapılmıştır. Giriş bölümünde, dizel motorlarla ilgili genel bilgiler verilmiş olup dizel motorlarda bilinen gürültü kaynaklarından bahsedilmiş, yanma gürültüsünün üzerinde durulmuştur. Yanma gürültüsünün parametreleri olan transfer fonksiyonu ve silindir içi basıncı arasındaki ilişki anlatılmıştır. Bu bilgileri destekler yönde yapılan literatür araştırmasındaki çalışmalar sıralanmıştır. İkinci bölümde ise bu tez çalışmasında yapılan deneysel ve CAE çalışmalarının dayandırıldığı teorik bilgiler verilmiştir. Titreşimin temelleri, akustik dalgaların teorisi ve kullanılan CAE metotları, sonlu elemanlar ve sınır elemanları metotlarına değinilmiştir. Daha sonra ki bölümde, bu tez kapsamında bahsedilen yanma gürültüsü transfer fonksiyonunu elde etme yöntemleri anlatılmıştır. Bu metotlar, deneysel yöntemler olmakla beraber bu tez kapsamında kullanılan metot, ses kaynaklarının ayrıştırılması ve regresyon analizidir. Bu metotlar ile motordan yayılan toplam gürültünün, gürültüye katkıda bulunan kaynaklara ayrıştırılması sağlanmaktadır. Kaynakların ayrı ayrı elde edilmesi sayesinde, özel olarak yanma gürültüsünün değeri belirlenmektedir. Daha sonra yanma gürültüsünün değeri ile ölçülebilen bir değer olan silindir içerisindeki basıncın arasında lineer bir ilişki aranmaktadır. Regresyon analizi ile bu ilişki elde edilerek yanma gürültüsünün transfer fonksiyonu elde edilmiştir. Elde edilen yanma gürültüsünün transfer fonksiyonları 1/3 oktav bantlarında gösterimi yapılarak 4 farklı mikrofondan ölçülen gürültünün ve 4 mikrofonun ortalaması olan gürültünün transfer fonksiyonları elde edilmiştir. Dördüncü bölümde ise bu tezin amacı olan CAE çalışmaları için sonlu elemanlar modelinin kurulumu anlatılmıştır. Daha sonra kurulan dizel motorun sonlu elemanlar modeli ile modal analiz ve frekans cevabı analizleri yapılmıştır. Bu analizler sonucu, yapının doğal frekansları ve dış yüzeyinde oluşan yüzey hızları elde edilmiştir. Kullanılan bir diğer metot olan sınır elemanları yöntemi için gerekli olan yüzey hızları LMS Virtual Lab. programında görsel bir şekilde incelenmiş, yüzey hızlarının frekanslara göre hangi parçalar üzerinde yoğun olduğu belirlenmiştir. Yine LMS Virtual Lab. programında sınır elemanları ağı kurularak akustik model hazırlanmıştır. Akustik modelin kurulumu tamamlandıktan sonra yaygın olarak kullanılan ATV metodu ile akustik analizler tamamlanmıştır. Elde edilen ilk sonuçlar, deneysel çalışmaların sonucu olan yanma gürültüsü transfer fonksiyonları ile karşılaştırılmıştır. İki sonuç arasındaki farklar belirlendikten sonra ortaya çıkan sonuç farklılıklarının kök sebepleri araştırılmıştır. Yapılan parametrik çalışmalar sonucunda test ve CAE sonuçları yakınsamış, yanma gürültüsünün transfer fonksiyonu sayısal analizlerle doğrulanmıştır. Sonuçların 2000 Hz 1/3 oktav bandı haricinde %5’in altında hata oranına sahip olduğu görülmüştür. 2000 Hz’te ise ortaya çıkan sonuçlar supap mekanizmasının muhafazasının malzeme özelliklerinin lineer kabulünden dolayı ortaya çıktığı görülmüştür. Sonuç olarak bu çalışma, dizel motorlarda yanma gürültüsünün transfer fonksiyonunun sonlu elemanlar ve sınır elemanları yöntemleri kullanılarak elde edilmesini amaçlamıştır. Bu sayısal metotlar ile deneysel olarak elde edilen sonuçlar ile karşılaştırılarak doğrulama çalışması yapılmıştır. Bu sonuçlar ışığında CAE destekli çalışmaların NVH alanında kullanılabilirliği gösterilmiştir ve yanma gürültüsünün daha iyi anlaşılabilmesi için yanma gürültüsü transfer fonksiyonu üzerine çalışmalara ışık tutması ve sayısal metotların kullanımının artırılmasına katkı sağlaması amaçlanmıştır.
  • Öge
    Ev Tipi Davlumbazların Titreşim Ve Gürültüsünün İncelenmesi
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2008-07-18) Öztürk, Sinem ; Erol, Haluk ; Makina Dinamiği, Titreşim ve Akustiği ; Machine Dynamics, Vibration and Aquistics
    Her geçen gün gelişen teknoloji yaşamı kolaylaştırırken, birtakım sorunları da beraberinde getirmektedir. Önemli bir yaşam alanı olan evlerde de, kullanılan makinaların ürettiği gürültü, teknolojik gelişmelerin yarattığı bu sorunlardan biridir. Artan yaşam standartlarıyla birlikte artık insanlar makinaların işlevlerini yerine getirirken diğer yaşam alanlarına zarar vermemesini istemekte, yani gürültüsüz çalışan makinaları tercih etmektedirler. Bu yüzden bir ürünün ses gücü ve titreşim düzeyleri, ürün kalitesini belirleyen özelliklerden birisi haline gelmiştir. Dolayısıyla titreşimlerinden dolayı gürültü oluşturan makinaların işletim şartlarındaki titreşim seviyelerinin bilinmesi önemlidir. Mutfaklarda kullanılan davlumbazlar, titreşim ve gürültünün en önemli kaynaklarından birisidir. Bu bakımdan, daha sessiz cihazların geliştirilebilmesi için davlumbazların titreşim ve gürültü özelliklerinin iyi anlaşılmasına ihtiyaç vardır. Günümüzde daha sessiz cihazlar geliştirebilmek için birçok teorik çalışma yapılmaktadır. Teorik çalışmalar sonucu oluşturulan modeller ile de yapıya ait parametrelerin titreşim ve gürültüye etkilerinin ne yönde olduğu belirlenmektedir. Bu çalışmada, davlumbazın titreşim ve gürültüsü hem teorik olarak, hem de çalışma boyunca yapılan deneysel çalışmalarla belirlenmeye çalışılmıştır. Deneysel çalışmalar davlumbazın mevcut durumunu tespit etmek, teorik çalışmalara veri oluşturmak ve teorik modelin doğrulanması için gerçekleştirilmiştir. Çalışma sonucunda davlumbazın titreşim davranışı ve oluşturacağı gürültü konusunda bilgi verecek bir teorik model oluşturulmuştur ve yapılan bu teorik çalışmalardan elde edilen bilgiler ışığında yapılabilecek parametrik çalışmalardan hangi parametrelerin, davlumbazın titreşim ve gürültüsünü ne şekilde etkileyeceği öngörülmüştür.
  • Öge
    Perforasyonlu Susturucuların Akış Ve Akustik Etkinliklerinin İncelenmesi
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2010-03-03) Saf, Orçun ; Erol, Haluk ; Makina Dinamiği, Titreşim ve Akustiği ; Machine Dynamics, Vibration and Aquistics
    Taşıtların egzozlarından yayılan gürültü, günlük hayatta maruz kaldığımız en önemli gürültü bileşenlerinden biridir. Bu gürültünün azaltılmasında en etkili yol, gürültü karakterine uygun tasarlanmış susturucuların kullanılmasıdır. Trafiğe çıkan araç sayısının her geçen gün arttığı, buna karşılık sağlık ve konfor beklentilerinin yükseldiği bir ortamda, etkinliği daha yüksek susturucuların tasarlanması zorunludur. Sadece taşıtların egzoz sistemlerinde değil, jeneratörler gibi diğer içten patlamalı motorlarda, turbo makinalarda ve havalandırma kanallarında kullanılan susturucuların, kaynağın gürültü karakterine uygun olarak tasarlanması gereklidir. Borularda delikler açılarak oluşturulan perforasyon, susturucu içerisinde sıkça kullanılan uygulamalardan biridir. Özellikle düşük frekansta gürültünün engellenmesi için, perforasyonlu yapılara ait akustik direnç ve rezonans etkilerinden yararlanılır. Yine bu yapılar, susturucuların akışa karşı gösterdiği direnç olan ve tasarımı sınırlayıcı etki olarak karşımıza çıkan geri basıncın da en önemli kaynağıdır.Bu çalışmada, içerisinde perforasyon uygulaması bulunan susturucuların akış ve akustik performansları, birbiri ile karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Bu inceleme analitik, sayısal ve deneysel yöntemler kullanılarak yürütülmüş, perforasyonu tanımlayan parametrelerin her birinin etkisi araştırılmıştır. Giriş bölümünde konu hakkında yürütülen çalışmalara ait literatür bilgisi anlatılmış, model verilerek parametreler tanımlanmıştır. 2. bölümde düzlem dalga yaklaşımı kullanılarak oluşturulan kapalı formdaki çözüm gösterilmiştir. 3. bölümde ise mühendislik yazılımları kullanılarak hem parametrelerin etkisi araştırılmış, hem de ihmal edilen büyüklüklerin akustik özellikler üzerindeki etkisi değerlendirilmiştir. 4. bölüm bu çalışma kapsamında oluşturulan akış ve akustik ölçüm düzeneğinin kurulmasını ve elde edilen sonuçları kapsamaktadır. Sonuç bölümünde ise doğrulanmış model kullanılarak elde edilen sonuçlar ve bunların perforasyonlu susturucu tasarımı açısından değerlendirilmesi yer almaktadır.
  • Öge
    Rezonatör Tip Susturucuların Akış Ve Akustik Etkinliğinin Geliştirilmesi
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2013-01-06) Temiz, Muttalip Aşkın ; Erol, Haluk ; 432675 ; Makina Dinamiği, Titreşim ve Akustiği ; Machine Dynamics, Vibration and Aquistics
    Bu tezin konusu, çeşitli kaynaklardan ortaya çıkan gürültünün azaltılmasını kapsamaktadır. Günlük hayatta karşılaşılan bir çok kaynaktan ortama yayılan ve çevresel gürültüye sebep olan bu istenmeyen seslerin ortadan kaldırılması veya düzeylerinin düşürülmesi için, çeşitli çözüm önerileri getirilmiştir. Bu önerilerden en çok kabul göreni, kaynakta üretilen gürültüye uygun şekilde tasarlanmış bir susturucu kullanmaktır. Bu tasarım oldukça uzun ve zorlu bir süreç olduğu için, bu tezde susturucu tasarımının ilk adımını kolay ve hızlı bir şekilde gerçekleştirecek bir araç (bir bilgisayar programı) üretmek amaçlanmıştır. Tez, beş bölümden oluşmaktadır. Bu bölümler ‘Giriş’, ‘Teorik Esaslar’, ‘Sayısal Çalışmalar’, ‘Parametrik Çalışmalar’ ve ‘Sonuçlar ve Öneriler’ şeklinde başlıklara ayrılmıştır. ‘Giriş’ bölümünde susturucuların çalışma prensibine dair bilgiler verilmiş, susturucuların sınıflandırılma prensibi anlatılmış, susturucu tasarımında dikkat edilmesi gereken hususlara yer verilmiş, tezin konusu hakkında önceden yapılan ve literatürde kabul gören çalışmalar özetlenmiş, tezin amacı detaylı bir şekilde ortaya konmuş ve incelenen modeller tanıtılmıştır. ‘Teorik Esaslar’ bölümünde Harmonik Düzlem Dalga Modeli ortaya konmuş, gerekli kabuller açıklanarak Tek Boyutlu Dalga Denklemi elde edilmiş, Transfer Matrisi Metodu açıklanmış, Basınç Kaybı ifadesi tartışılmış, bunun Transfer Matrisi Metodu’na nasıl uyarlanacağı açıklanmış, son olarak da tez kapsamında yazılan bilgisayar programında kullanılan bütün susturucu elemanlarının literatürde bulunan akustik ve basınç kaybı transfer matrisleri verilmiştir. ‘Sayısal Çalışmalar’ bölümünde, bu tez kapsamında yazılan bilgisayar programının iletim kaybı ve basınç kaybı grafiklerinin elde ederken kullandığı algoritma tanıtılmış; tez kapsamında yazılan programın kullanımına dair önemli noktalardan, oluşturulmasında kullanılan dilden ve teknik özelliklerinden bahsedilmiştir. ‘Parametrik Çalışmalar’ bölümünde, tez kapsamında yazılan programdan alınan sonuçlarla, diğer programların sonuçları ve literatürde daha önce elde edilip kabul görmüş çalışmaların sonuçları karşılaştırılmış; bir tasarım hedefi belirlenmiş ve bu tasarım hedefine ulaşmak için tez kapsamında geliştirilen bu program kullanılarak uygun bir susturucu tasarımı yapılmıştır. Bu tasarımın sonuçları da yapılan ölçüm sonuçlarıyla karşılaştırılmıştır. ‘Sonuçlar ve Öneriler’ bölümündeyse, bu çalışmanın verdiği sonuçlar tartışılmış, karşılaştırmalarda ortaya çıkan farklılıkların sebepleri üzerine yorum yapılmış, tez kapsamında ortaya çıkarılan bu programın olası kullanım alanlarına değinilmiş, bu çalışmanın ve üretilen programın geliştirilebilmesi için neler yapılabileceğine dair önerilerde bulunulmuştur.
  • Öge
    Ses İletim Kaybı Ölçüm Düzeneği Tasarımı Ve Geliştirilmesi
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2012-06-29) Erdal, Burak ; Erol, Haluk ; 434557 ; Makina Dinamiği, Titreşim ve Akustiği ; Machine Dynamics, Vibration and Aquistics
    Problemin tipine bağlı olarak, çeşitli gürültü kontrolü yöntemleri mevcuttur. Gürültü kontrolü; kaynak, iletim yolu ya da alıcı üzerinde olabilmektedir. En etkin yöntem sesin kaynakta azaltılması olarak görülse de, birçok durumda kaynakta oluşan gürültü sistemin çalışmasından dolayı oluşabilmekte ve belirli düzeylerin altına sistem kısıtlamaları nedeniyle indirilememektedir. Bu tip durumlarda, sistemin çıkışındaki gürültüyü azaltıcı önlemler önem kazanmaktadır. Gürültü azaltımı sağlamak amacıyla tasarlanan sistem ya da malzemelerin yeterliliklerinin tespit edilmesi, ancak akustik performanslarının ölçülmesi ile yapılabilir. Bu amaçla, ses yutuculuk özelliği olan bir akustik elemanın (gürültü azaltımı amaçlı kullanılan sistem ve malzeme) ses yutum katsayısı, sesin geçişini azaltma özelliği olan bir akustik elemanın ise ses geçiş kaybı vb. akustik özellikleri doğrulukla ölçülmelidir. Böylece kullanılan akustik elemanların özellikleri bilinerek daha doğru uygulanabilir. Bu tez, akustik elemanların performanslarının tespit edilmesine yönelik yöntemleri ve bu amaçla oluşturulan ölçüm düzeneği tasarımı ve geliştirilmesini kapsamaktadır.
  • Öge
    Susturucuların Akustik Performanslarının İncelenmesi
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, ) Akbaş, Ahmet ; Erol, Haluk ; Makina Dinamiği, Titreşim ve Akustiği ; Machine Dynamics, Vibration and Aquistics
    Bu çalışma, basit odalı silindirik bir susturucudan başlayarak, yutucu malzemeli uzatılmış silindirli iki odalı bir susturucuya kadar belirli tipteki susturucuların akustik performanslarının iki boyutlu analitik metot yardımı ile incelenmesini ve susturucuların akustik performanslarının deneysel yollarla belirlenmesinde kullanılan bir deney düzeneğinin tasarlanmasını içermektedir. İncelenen her bir susturucuya ait ses iletim kaybı eğrisi, sonlu elemanlar metodu ile analiz yapan, Msc. Actran akustik analiz programından elde edilen iletim kaybı eğrileri ile doğrulanmıştır. Susturuculara ait muhtelif parametrelerin değişiminin ses iletim kaybı eğrilerine etkileri ayrıca değerlendirilmiştir.
  • Öge
    Taşıt Hava Emiş Sisteminin Akustik Davranışının İncelenmesi
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2013-12-02) Yakar, Özgün ; Erol, Haluk ; 10003779 ; Makina Dinamiği, Titreşim ve Akustiği ; Machine Dynamics, Vibration and Aquistics
    Yüksek mühendislik bilgisi gerektiren ürünlerin tasarım sürecinde kullanılan analiz yöntemleri, bazı durumlarda yetersiz kalmakta ve tasarımdaki bilinmeyen sayısını arttırmaktadır. Bu nedenden ötürü, çeşitli analiz yöntemleri geliştirilmektedir. İstatistiksel Enerji Analizi yöntemi de, ürünün (genel olarak hava, uzay ve kara araçlarında uygulanmaktadır) modelinin kurulması, sistem ile ilgili parametrelerin belirlenmesi ve sonuç olarak da sistem cevabının oluşturulması prosesine “istatistiksel” bir bakış açısıyla yaklaşmaktadır. Alışılagelmiş yöntemler düşük frekans bandı için oldukça sağlıklı sonuçlar vermekte ve yapılan testler de bu analiz sonuçlarını doğruılar niteliktedir. Fakat çalışılan sistemlerin yüksek frekans bandındaki dinamik cevabı bilinmek istendiği zaman, bu alışılagelmiş analiz yöntemleri yetersiz kalmakta ve analiz sonuçları yüksek frekans bandında yanıltıcı olabilmektedir. İlk olarak uzayy araçlarında yapılan çalışmalarda ortaya çıkan “yüksek frekans bandı tahriği” ve incelenen sistemlerin bu frekans bandındaki hassasiyetleri, yeni bir yöntemin doğmasını sağlamıştır. Uzay araçlarının düşük kütleye sahip olması ve buna ragmen direngenliklerinin yüksek olması, yüksek frekans bandı tahriğine karşı bu araçları oldukça hassas kılmaktadır. Sistemlerin bu frekans bandındaki davranışı, birkaç bilim adamının dikkatini çekmiş, sonuç olarak yeni bir analiz yönteminin doğmasına neden olmuştur. 1960’ların başlarında, R.H. Lyon ve P.W.Smith Jr. isimli iki bilim adamı tarafından birbirlerinden habersiz bir şekilde, mekanik sistem modellerinin kurulması ve sistem cevabının hesaplanması amacıyla geliştirilen İstatistiksel Enerji Analizi yöntemi, zamanla diğer bilim adamlarının da katkısı ile diğer analiz yöntemlerine alternatif haline gelmiştir. Bugün uzay ve hava araçlarının tasarımından, otomobil gibi kara taşıtları kabin içi akustiği ve inşaat sektöründe bina içi akustiği tasarımına kadar çok çeşitli mühendislik uygulamalarında kullanılmaktadır. Yöntemin ismindeki İstatistiksel kelimesi, sistemin bazı parametre değerlerinin, istatistiksel olarak belirlenmesinden kaynaklanmaktadır. Enerji kelimesi ise, analizi yapılan yapının ivme, hız, deplasman gibi sistem parametrelerinin enerji ifadeleri kullanılarak oluşturulmasından kaynaklanmaktadır. Analiz kelimesi, bu yöntemin mühendislik problemlerinin çözümü amacıyla oluşturulmuş bir yol olduğunu belirtmektedir. Bu tez dahilinde, bir ağır vasıta hava emiş sisteminin dinamik davranışı, istatistiksel enerji analizi bakış açısıyla incelenmiştir. Genel olarak istatistiksel enerji analizinde, oda içi akustiği ve büyük yapıların dinamik davranışı, rahat bir şekilde modellenmekte ve analiz edilmektedir. İncelenen ağır vasıta hava emiş sistemi, küçük yapı elemanlarından oluşmaktadır, bu durumdan ötürü sistemin düşük frekans dinamik cevabı pek güvenilir değildir. Bu nedenle analiz 500 Hz frekans bandından itibaren yapılmıştır. İncelenen sistemin dinamik cevabı yüksek frekans bölgesinde daha güvenilir olduğu için, bu bölgede oluşabilecek gürültünün etkinliği daha rahat bir şekilde tespit edilebilmiştir. Örneğin turbo kaynaklı gürültülerin etkinliği ve yayılma yolları tespit edilmiş ve bu problemin çözümü anlamında bazı aksiyonlar alınmıştır.
  • Öge
    Taşıt Kapı Sızdırmazlık Profillerinin Akustik İncelenmesi
    (Fen Bilimleri Enstitüsü, 2016) Çağlayan, Ahmet ; Erol, Haluk ; 439446 ; Makine Dinamiği, Titreşim ve Akustiği
    Günümüzde konfor algısının gelişmesi ve otomotiv sektöründe günden güne artan rekabet, otomobil üreticilerini gün geçtikçe daha konforlu araçlar yapmaya zorlamaktadır. Bu doğrultuda, otomobilde sürücü ve yolcu konforunun tesisinde titreşim ve akustik çalışmaları önemli yer tutmaktadır. Bu çalışmanın konusu olan araç kapı sızdırmazlık profilleri, kabinin toza, suya veya ısıya karşı sızdırmazlığının sağlanmasının yanında, özellikle aracın yüksek hızlarında temel gürültü kaynağı olan akış kaynaklı gürültünün ve motor, egzoz gürültüsü vb. hava kaynaklı gürültünün kabin içerisine ulaşmasını engelleyen kauçuk esaslı malzemelerden imal edilen elemanlardır. Araç kapı sızdırmazlık profillerinin tasarım kriterleri, kabin sızdırmazlığının sağlanması, kapı kapama eforunun düşük olması ve yüksek akustik performanstır. Sızdırmazlık profili üreticileri, kabin sızdırmazlığı ve kapı kapanma eforunu, ana sanayinin istekleri doğrultusunda hali hazırda çalışmaktadır. Akustik konusu ise sızdırmazlık profili üreticileri için yeni bir çalışma alanıdır. Araç kapı sızdırmazlık profillerinin akustik performansı, sızdırmazlık profilinin ekleme kaybı ile değerlendirilebilir. Tüm sızdırmazlık profillerinin araç üzerinde takılı olduğu durum ile olmadığı durum arasında yapılan ses basıncı ölçümleri arasındaki fark, profillerin ekleme kaybını vermektedir. Yine sızdırmazlık profilinin incelenecek kısmı iki oda arasına yerleştirilerek, ses iletim kaybı veya gürültü azaltımı ölçülebilir. Sızdırmazlık profilinin üretimini gerektiren, bahsedilen deneysel ölçümlerden ziyade, sayısal akustik analizler ile henüz tasarım aşamasındayken sızdırmazlık profillerinin akustik performansı değerlendirilerek, gerekli tasarım önlemleri alınabilir. Temel olarak altı bölümden oluşan bu tez çalışmasında, sızdırmazlık profillerinin akustik performansının sayısal analizler ile değerlendirilmesi, bu analizler için gerekli profil malzemelerinin yapısal özelliklerinin tespit edilmesi ve analiz altyapısının oluşturulması, sızdırmazlık profillerinin akustik performansının ölçümü ve analiz sonuçları ile karşılaştırılması, akustik tasarım kriterlerinin parametrik analizler ile çalışılarak örnek bir profil geometrisi için profilin akustik performansının iyileştirilmesi yapılmıştır. Çalışmanın ilk bölümünde, problemin tanımı, literatür araştırması, tezin kapsamı ve ulaşılması beklenen hedeflere yer verilmektedir. İkinci bölümde ise akustik teorisi, akustik ortam - yapı etkileşimi ve sesin yapılar üzerinden iletiminin temelleri anlatılmaktadır. Çalışmanın üçüncü bölümü, sızdırmazlık profillerinde kullanılan kauçuk esaslı visko-elastik malzemelerin, dinamik analizler için gerekli olan yapısal özelliklerinin belirlenmesine adanmıştır. Çalışma kapsamında profil malzemelerinin, frekansa bağlı olarak değişen dinamik elastisite modülünün ses iletim kaybına etkisi değerlendirilerek, ortalama bir elastisite modülü ve sönüm oranı kullanılmıştır. Bu özelliklerin tespiti içinse hem ses iletim kaybı ölçümlerinden hem de ses iletim kaybı analizlerinden yararlanılmıştır. Böylelikle, akustik incelemelerde kullanılacak visko-elastik malzemelerin elastisite modüllerinin belirlenmesi için yine akustik ölçümler ile doğrulanmış, tersine mühendislik bakış açısı ile geliştirilmiş yöntem ortaya koyulmuştur. Dinamik elastisite modülünün kullanımı tartışılmıştır. Çalışmanın dördüncü bölümü sayısal akustik analizlerin detaylı olarak anlatıldığı, hem düzlem dalga tahriği altında malzeme özelliklerinin tespiti için hem de dağınık ses alanı altında profil ses iletim kaybının değerlendirilmesi için analiz girdilerinin oluşturulduğu bölümdür. Bu bölüm kapsamında, düzlem dalga tahriği altında tek dairesel plak ve çift dairesel plak modelleri için, dağınık ses alanı altında ise basit bir sızdırmazlık profili için malzeme ve geometri bazlı parametrik analizler yapılmış, elde edilen sonuçlar doğrultusunda hali hazırda kullanılmakta olan bir sızdırmazlık profilinin akustik performansı iyileştirilmiştir. Yine bu bölüm altında sayısal analizler ile deneysel çalışmaların sonuçları karşılaştırılmıştır. Beşinci bölümde, sızdırmazlık profilleri ve malzemelerinin ses iletim kaybı ve gürültü azaltımını ölçmek için yapılan deneysel çalışmalar anlatılmaktadır. Çalışmanın son bölümünde ise tez çalışmasının sonuçları değerlendirilmiş, ileride bu çalışmanın üzerine yapılabilecek çalışmalar ve öneriler sunulmuştur.