FBE- Uçak ve Uzay Mühendisliği Lisansüstü Programı
Bu topluluk için Kalıcı Uri
Uçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı altında bir lisansüstü programı olup, yüksek lisans ve doktora düzeyinde eğitim vermektedir. Araştırma konuları:
Teorik, hesaplamalı ve deneysel aerodinamik ve akışkanlar dinamiği,
Teorik, hesaplamalı ve deneysel yapısal analiz ve tasarım,
Hava araçlarının tasarımı, uçuş dinamiği ve performansı,
Uzay aracı tasarımı,
İnsansız hava taşıtları,
Mekanik titreşimler ve yapısal dinamik,
Termal sistemlerin tasarımı ve optimizasyonu vb.
Gözat
Çıkarma tarihi ile FBE- Uçak ve Uzay Mühendisliği Lisansüstü Programı'a göz atma
Sayfa başına sonuç
Sıralama Seçenekleri
-
ÖgeKapalı Otoparklarda Taşıt Yangınının Sayısal Benzetimine Yönelik K-epsilon, Les Ve Des Çalkantı Modellerinin Karşılaştırılması(Fen Bilimleri Enstitüsü, 02.07.2013) Elbüken, Barış ; Özdemir, İ. Bedii ; 10005060 ; Uçak ve Uzay Mühendisliği ; Aerospace EngineeringKapalı bir otoparkın yeraltında kalan bir bodrum katında aynı anda çıktığı düşünülen iki binek taşıt yangını sayısal olarak modellenmiştir. Yangın başlangıcından itibaren 9 dakika sonuna kadar geçen fiziksel olay örgüleri zamana bağlı olarak çözdürülmüştür. Çalkantı modeli olarak kullanılan k-epsilon (k-ϵ), LES ve DES’ten elde edilen sayısal sonuçlar karşılaştırılmıştır. Üç farklı çalkantı modelinin ayrı ayrı sonuçlarını elde etmek için probleme ait tüm parametreler sabit tutulmuş olup değişiklik yalnızca çalkantı modeli olmuştur. Zamana bağlı Reynolds ortalama Navier-Stokes denklemleri, süreklilik denklemi, enerji denklemi, kimyasal tür taşınım denklemi, çalkantı denklemleri ve ilişkili oldukları ışınım modeli ticari bir hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) yazılımı olan CFX aracılığıyla çözülmüştür. Her model benzetiminde de kullanılan sayısal ağ yapılandırılmamış ağdır. Yangından üreyen dumanın kat tavanından ilerleyecek olması dolayısıyla sayısal taşınırlığın etkin kılınabilmesi amacıyla tavana yakın bölge daha sık bir ağ yapıyla yapılandırılmış olup yangın kaynağının olduğu bölge için karakteristik yangın uzunluğu da dikkate alınmıştır. Taşıt yangınları, yangını temsil eden esas özellikler olan taşınımsal yangın gücü, duman üreme debisi ve alev kaynağının ortama ışınım yoluyla yaydığı enerji bakımından kaynağın yüzey sıcaklığının doğru değerlerle sınır koşulu olarak tanımlanmasıyla modellenmiştir. Bodrum kat otopark hacmine açık havadan besleme yapan taze hava fanları ve oluşan kirli havayı ortamdan dışarı atan duman egzoz fanlarının işlevleri de fan değerlerine karşılık gelen hacimsel debi giriş ve çıkış sınır koşullarıyla tanımlanmıştır. Ortamda gaz sevkine yardımcı olan jetfanlar ise birer hacimsel momentum kaynağı olarak modellenmişlerdir. Taşıt yangını koşullarının zamana bağlı oluşu dolayısıyla problemin benzetimlerinde kullanılan sınır koşulları ticari HAD yazılımına ait bir ifade diliyle özelleştirilmiştir. Elde edilen benzetim sonuçları otopark katının farklı kot düzlemlerinde duman yoğunluğunu temsilen CO2 kütle oranları ve sıcaklıklar bakımından karşılaştırılmıştır. Bunun dışında yangın kaynağından üreyen duman jetine ait analitik çözüm bilgisi benzetimden elde edilen sayısal sonuçlarla da karşılaştırılmıştır. Sonuç görüntüleme düzlemlerinde CO2 kütle oranları bakımından k-ϵ modelinin verdiği sonuçlar LES ve DES ‘ten farklılık göstermiştir ancak sıcaklık değerleri üç modelde de birbirine çok yakındır. Hesaplama uzayında tanımlanan görüntüleme noktalarından alınan verilere göre ise k-ϵ sonuçları hem kütle oranı hem de sıcaklık davranışları bakımından LES ve DES ‘ten belirgin farklılıklar ve her üç modelden de elde edilen yangın kaynağı merkez eksen sıcaklığı değerleri de analitik çözümle neredeyse uyumlu davranış göstermiştir.
-
ÖgeKanat Profilleri Etrafındaki Akışın Weno Şemaları İle Sayısal Çözümü(Fen Bilimleri Enstitüsü, 04.01.2011) Ayabakan, Saygın ; Aslan, Alim Rüstem ; Uçak ve Uzay Mühendisliği ; Aerospace EngineeringBu çalışmada, WENO (Ağırlık Katsalı Esasen Salınımsız) şemaları ile kanat profilleri etrafındaki akışın sayısal çözümüne yönelik uygulamalar yapılmıştır. WENO yüksek dereceli şemalar arasındadır. Özellikle uzun zaman simulasyonları, salınımsız şok çözümleri için dizayn edilmiştir, ve gerçek gücünü ise şok ile karmaşık akım alanın etkileşimini gerektiren problemlerde gösterir, buna örnek olarak şok türbülans etkileşimi verilebilir. Bu tez projesinde çok sayıda bir ve iki boyutlu skaler ve vektörel test problemleri, bu işi için geliştirilmiş olan Fortran 90 kodu ile çözülmüştür. Kod parametrik 2 Boyutlu Euler çözücüsüdür ve bütün test problemlerinin çözümü bu program ile yapılmıştır. Tezin ana konusu olan kanat profilleri etrafındaki akışın çözümü için NACA0012 kanat profiline transonik ve süpersonik akış rejimleri uygulanmıştır. Sonuçlar ilgili bölümlerde sunulmuştur. Ayrıca şemanın daha talepkar problemler, mesela kanat profili üzerinden geçen Mach 1.5 ve Mach 20 şokları için de iyi sonuçlar verdiği gözlemlenmiştir.
-
ÖgeHelikopter Hava Verileri Sistemi İle Küresel Konumlandırma Sisteminin Kalman Süzgeci Temelinde Tümleştirilmesi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 04.01.2011) Mutlu, Taner ; Haciyev, Çingiz ; Uçak ve Uzay Mühendisliği ; Aerospace EngineeringBu tezde hava araçları için büyük öneme sahip olan seyrüsefer sistemlerinin performanslarının iyileştirilmesi amaçlanmıştır. Daha güvenli seyir için seyrüsefer sistemlerinin konum ve hız gibi bilgileri yüksek doğrulukta sağlanması istenmektedir. Konum bulmada son yıllardaki en önemli gelişme uydu seyrüsefer sistemlerinin kullanılmaya başlanmasıdır. GPS, küresel ölçekteki ilk ve günümüzde tam anlamıyla çalışan tek seyrüsefer sistem olması sebebiyle önemlidir. Seyrüsefer sistemlerinde çığır açan bir diğer önemli gelişme de elektronikteki gelişmeler doğrultusunda işlemci hızlarındaki artıştır. Bunun seyrüseferde önemli olmasının sebebi gürültülü işaretlerin hatalarını azaltma amacıyla 1960larda geliştirilen Kalman Süzgecinin artık günümüz işlemcileriyle gerçek uygulamalarda kullanılabiliyor olmasıdır. Tezimizin birinci kısmında 2000 yılında SA özelliği iptal edilerek 100m konum hatalarından 30m konum hata seviyelerine indirilen GPS hatalarının, Kalman Süzgeci temelinde uydu mesafeleri yöntemi kullanılarak, daha da azaltılması amaçlanmıştır. Bu amaç doğrultusunda bileşenlerini kullanarak kendi yaptığımız GPS alıcısı ile elde ettiğimiz değişik nitelikteki konum bilgilerini gerçek konum, anlık alıcı konumu ve uydu konumlarını elde etmek için kullandık. Kalman Süzgecinde de tamamen, ölçülmüş konum bilgileri kullandık. Üretici firma tarafından yatayda 13m, dikeyde 22m olan konum hatasını bu yöntem ile daha da azaltmayı hedefledik. Tezimizin ikinci kısmında yüksek örnekleme frekansına ve düşük ölçme doğruluğuna sahip hava verileri sistemi ile düşük örnekleme frekansına ve ADS ye göre yüksek doğruluğa sahip GPS sisteminin Kalman Süzgeci temelinde tümleştirilmesi hedeflenmiştir. Böylece her iki sistemin de avantajlarına sahip bir seyrüsefer sistemi amaçlanmıştır. Hava verileri sisteminin elde ettiği hava hızı hatasının elde edilmesi ve KF yardımıyla minimize edilmesiyle aynı zamanda yüksek doğrulukta rüzgar hızının da elde edilmesi amaçlanmıştır.
-
ÖgeTransonik Yüksek Basınçlı Bir Kompresörün Disiplinlerarası Kavramsal Tasarımı(Fen Bilimleri Enstitüsü, 04.06.2012) Ersavaş, Funda ; Kaya, Metin Orhan ; 424316 ; Uçak ve Uzay Mühendisliği ; Aerospace EngineeringBu proje VolvoAero, Chalmers Teknik Üniversitesi ve İstanbul Teknik Üniversitesinin katkıları ile yapılmıştır. Projenin amacı 2025 yılı için tüm motorun birincil aerodinamik tasarımını sadece müşterinin istediği parametrelere göre tasarlamaktır. Bu amaçla bir çok disiplin bir araya getirilmiş ve VolvoAero’ nun halihazırdaki motorları üzerinde de yapılan çalışmalarla üretim süresinin kısaltılması hedeflenmiştir. Bu çalışma 5 kademeli transonik bir yüksek basınç kompresörünün disiplinler arası olarak kavramsal tasarımını sunmaktadır. Bahsi geçen tasarım 4.46 toplam basınç, 401.542 K başlangıç sıcaklığı, 132,562 KPa başlangıç basıncı ve 14.1832 kg/s kütle debisine sahiptir. Disk stress hesaplaması ve tasarımı gibi başlangıç parametreleri yazılan Matlab kodu ve analitik tekniklerle hesaplanmıştır. Çalışmada sonlu elemanlar yöntemini (FEM) kullanmak için ANSYS yazılımı ve rotordinamik analizleri için de DyRoBeS yazılımı kullanılmıştır. Bu programların çalıştırılması için gerekli olan geometrik veriler basit eksenel akışlı bir kompresör için kullanılan teoriye dayanılarak hesaplanmıştır. Çalışma temel gaz türbin teori ile başlar ve aerodinamik analiz ile sonuçlanır. Eksenel akışlı kompresörün aerodinamik teorisi başlangıç ve çıkış eksenel mach sayısı, relatif tip mach sayısı, rotasyonel hız, sıcaklık, basınç, blade geometrisi, hız diyagramı gibi tasarım parametrelerinin hesaplanmasında kullanılır. Aerodinamik hesaplamalardan sonra kompresör diski için stress hesaplamaları yapılır. Bunun için ANSYS yazılımından yararlanılmıştır. ANSYS kullanımı ile tasarlanan parça üzerinde sıcaklık ve stres dağılımı ve tip açıklığı bulunmuş olur. Bu adımdan sonra tüm motorun dönme hareketi karşısında nasıl tepki verdiğini ve oluşan yükler altındaki davranışlarını incelemek üzere DyRoBeS yazılımı ile basit rotordinamik analizi yapılır.
-
ÖgeÇok-amaçlı Optimizasyon İle Aeroelastik Bir Uçak Kanadının Kompozit Kaplama Ve İç Yapısının Tersine Tasarımı(Fen Bilimleri Enstitüsü, 04.11.2011) Gür, Fırat ; Nikbay, Melike ; 417191 ; Uçak ve Uzay Mühendisliği ; Aerospace EngineeringBu çalışmada, NASA Langley Araştırma Merkezi tarafından deney verileri 1980’lerin ortasında yayınlanmış olan kompozit ARW-2 kanadı aeroelastik analizlerde kullanılmıştır. Ancak, NASA tarafından yayınlanan raporlarda kanada ait bazı kalınlık bilgileri ve malzeme özelliklerine yer verilmemiştir. Bu sebeple, ARW-2 kanadının; daimi ve daimi olmayan akış rejimlerine ait çok sayıda deneysel verisi olmasına rağmen, bugünkü sonlu elemanlar metoduna dayanan hesaplamalı aeroelastisite çalışmalarında bir benchmark problemi olarak kullanılmasında zorluklar görülmektedir. Literatürde ARW-2 üzerine yapılmış hesaplamalı çalışmaların çoğunda kanadın kompozit plaka veya 3 boyutlu izotropik kaplamalı basitleştirilmiş modelleri kullanılmıştır. Bu çalışmada ise amaç, ARW-2 kanadının, NASA raporlarında mevcut olan tanımlamalarına ve deneysel sonuçlarına mümkün olduğunca yakın 3 boyutlu sayısal bir kompozit modelini oluşturmaktır. Bu amaçla, kanada ait eksik olan özelliklerin tamamlanması için sayısal ve deneysel veriler arasındaki hataları minimize edecek şekilde çok-amaçlı bir optimizasyon döngüsünde tersine tasarım yaklaşımı uygulanmıştır. Optimizasyon içinde kriter olarak hesaplamalı kanat modelinin modal analiz ve statik eğilme yerdeğiştirmelerinin deneysel kanat modeline göre bağıl hatalarının minimize edilmesi kullanılmıştır. Elde edilen modelin statik aeroelastik cevabının doğrulanması için akışkan-yapı bağlaşımı yöntemi kullanılmış ve deneysel sonuçlarla uyumluluk elde edilmiştir. Böylece ileride hesaplamalı aeroelastisite veya aeroelastik optimizasyon çalışmalarında kullanılabilecek güvenilir, 3 boyutlu sayısal bir kompozit kanat modeli elde edilmiştir.
-
ÖgeArızaya Uğrayan Sabit Kanatlı Havaaracı İçin Kontrol Sistemi Geliştirilmesi Ve Uçuş Benzetimi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 06.01.2013) Daşkıran, Onur ; Kavsaoğlu, Mehmet Şerif ; 404285 ; Uçak ve Uzay Mühendisliği ; Aerospace EngineeringUçuş sırasında arızalanan bir komponentin uçuş dinamiğine olan etkileri incelenerek bir ticari yolcu uçağı için hareket denklemleri ve dinamik model elde edilmiştir. Düz seyir uçuşu sırasında meydana gelen motor tam güç kaybı, irtifa dümeni ve istikamet dümeni sıkışması arızaları için arıza benzetimi gerçekleştirilerek uçuşa olan etkileri gözlemlenmiştir. Denge analizi için Gauss- Seidel ve Newton Raphson yöntemlerinin kullanımı açıklanarak, arıza öncesi ve sonrası denge analizi gerçekleştirilmiştir. Denge analizi sonuçları kullanılarak açık döngü kontrol uygulanmış ve SIMULINK ortamında benzetimi yürütülmüştür. Doğrusal olmayan hareket denklemlerini doğrusallaştırma yöntemleri incelenmiştir. Optimal kontrol ve doğrusal karesel düzenleyici teorisi hakkında temel bilgi verilip üç arıza durumu için doğrusal kontrolcü tasarlanarak arıza sonrası kararlı uçuş sağlanmıştır. Doğrusal olmayan kontrolcüler hakkında teorik bilgi verilip istikamet dümeni arızası için duruma bağımlı katsayılar formu ve Duruma bağımlı Riccati denklemi kullanılarak kontrolcü ön tasarımı gerçekleştirilmiştir. Üç kontrol yöntemine ait benzetim sonuçları karşılaştırılarak yorumlanmıştır.
-
Ögeİzogeometrik Analiz Teorisi’nin Kirislerin Yapısal Analizi Üzerine Uygulamaları(Fen Bilimleri Enstitüsü, 06.01.2013) Demirtaş, Murat ; Türkmen, Halit S. ; 423101 ; Uçak ve Uzay Mühendisliği ; Aerospace EngineeringNümerik analiz alanında yeni bir uygulama olan izogeometrik analiz teorisi bu çalışma kapsamında düz ve serbest eğrisel şekilli izotropik ince kirişlerin yapısal analizi üzerinde ve yanı sıra izotropik ve kompozit yapılı kalın krişlerin analizi üzerinde uygulanmıştır. İzogeometrik analiz yaklaşımının nihai amacı, bilgisayar destekli tasarım aracı ile sonlu elemanlar metodu işlemcisini aynı yazılım içerisinde birbirleriyle direkt ilişki içerisinde çalışmasını sağlayacak bir analiz ortamının yaratılmasıdır. Bu da yerdeğiştirme, sıcaklık, hız gibi analiz değişkenlerinin dağılımının hesaplamında kullanılan dağılım fonksiyonlarının aynı zamanda problem geometrisinin oluşturulmasında da kullanılması ile gerçekleştirilir. Başka bir deyişle çözüm ağı yapısının da problemin çözümünde kullanılan dağılım fonksiyonlarının uygun bir şekilde harmanlanması ile oluşturulması, tüm sayısal içeriğin aynı fonksiyonlardan türetilmilmesine olanak sağlar. Nihai sonuçlar izogeometrik analiz içinde kullanılan fonksiyonların polinom derecesi yükseltildikçe, serbest eğrisel kirişler ve kompozit kalın kirişler de dahil olmak üzere, serbestlik derecesi düşük tutularak yüksek doğruluklu sonuçlara ulaşılabilineceğini göstermiştir. Kalın kompozit kirişlerin silindirik eğilme altındaki analizinde düşük serbestlik derecesi ile halihazırda ticari bir paket programın sahip olmadığı hassaslık elde edilmiştir. Sonuçlarda çok yüksek doğruluk sağladığından bu çalışma, izogeometrik analiz teorisinin sözkonusu koşullar altında kirişlerin yapısal analizinde alışılagelmiş sonlu elemanlar metoduna alternatif olarak kullanılabileceğini göstermiş ve ileri çalışmalar için gerekli olan yazılım birikiminin oluşturulmasını sağlamıştır.
-
ÖgeElektrosprey Enjeksiyon Sistemi Tasarımı Ve Karakterizasyonu(Fen Bilimleri Enstitüsü, 06.08.2012) Karakaya, Mahmut Can ; Tunçer, Onur ; 439701 ; Uçak ve Uzay Mühendisliği ; Aerospace EngineeringKılcal bir borunun ucunda yer alan sıvı ile, karşısına yerleştirilmiş elektroda yeteri kadar voltaj farkı uygulandığında sıvı yüzeyinde bir kabarma meydana gelir. Sıvının yüzey gerilimi, elektriksel kuvvetler etkisi ile gerçekleşen bu kuvveti etkisiz hale getirmeye çalışır. Sıvıya uygulanan elektrik alanı değeri arttıkça, bu konik yapı bir koni halini alır. Sisteme yeteri kadar voltaj farkı uygulandığında ise, elektrostatik kuvvetler yüzey gerilimi kuvvetlerini yener ve bu konik yapının tepe noktasından sıvı, damlacıklar halinde ayrılmaya başlar. Elektrosprey enjeksiyonu bu şekilde gerçekleşir. Bu sistemde sıvının hareketi yalnızca elektriksel kuvvetler ile gerçekleşir. Elektrosprey enjeksiyonu yöntemi, düşük debilerde düzgün akış ve parçacık boyutu dağılımı sağlayan en uygun tekniklerden biridir. Bazı elektrosprey sistemlerinde, kılcal borunun karşısına yerleştirilmiş elektrodda delik yer alır. Bu deliğin nedeni, sıvının akış formunu düzenlemek ve düzgün bir manyetik alan oluşmasını sağlamaktır. Bu deliğe ekstraktör elektrodu adı verilir. Elektrosprey sistemlerinde, ekstraktör elektrodu bazen bir adet olurken, bazen birden fazla olabilir. Eğer ekstraktörden sonra tanecikleri toplayan toprak elektrodu(toplayıcı elektrod) yerleştirilmemişse, bu sisteme koloit itici adı verilir. Toprak elektrodunun yer aldığı ekstraktörlü sistemlerde, ekstraktör elektroduna sıvı ile toprak elektrodu arası bir gerilim uygulanır. Bu çalışmada ekstraktör elektrodunun elektrosprey enjeksiyonuna etkisi incelenmiştir. Sistem, kılcal tüp, karşısına yerleştirilmiş ekstraktör elektrodu ve sonrasında toprak elektrodu şeklindedir. Deneyler aynı zamanda ekstraktör elektrodu kullanılmadan da yapılmıştır. İlk olarak, elektrosprey sisteminin yapısı hakkında bilgiler verilmiştir. Ardından ilk uygulamalarından, günümüze kadar ki gelişimi hakkında literatür araştırmasına yer verilmiştir. Çalışmada kullanılan deklemler matematik modeli kısmında anlatılmıştır. Onun ardından, deneylerde de bir kısmı gözlemlenebilen, elektrosprey modları hakkında bilgiler verilmiştir. Ardından deney düzeneği, her ayrıntısı ile anlatılmıştır. Deneylerde dielektrik sıvı olarak metanol ve etanol kullanılmıştır. Kılcal boru olarak da, borosilikat cam kapiler tüp ve insülin iğnesi ucu kullanılmıştır. İki farklı deney düzeneği oluşturulmuştur. Birinci deney düzeneğinde sadece kılcal boru ve toprak elektrodu yer alırken, ikincisinde bunlara ek olarak ekstraktör elektrodu da yer almaktadır. Deneylerde tek bir güç kaynağı kullanılmıştır. On adet dirençten oluşan reosta sistemi sayesinde, güç kaynağından uygulanan gerilim, ekstraktör elektrodu için istenilen oranda indirgenmiştir. Bu sayede aynı anda hem sıvıya, hem de ekstraktör elektroduna gerilim uygulanabilmiştir. Sıvı kılcal borunun ucuna şırınga pompa vasıtasıyla getirilmiş, bütün deneylerde, parametrik çalışmanın uygulanabilmesi için şırınga pompa yardımı ile çok düşük bir debi uygulanmıştır. Ampermetre ile elektrosprey akımları ölçülmüş, kamera ile fotoğraflanmış ve yorumlanmıştır. Beş farklı elektrosprey modu başarıyla gözlemlenebilmiştir. Bunlar; damlama modu, mikro-damlama modu, vurgulu konik jet modu, konik jet modu ve multijet modudur. Farklı voltaj değerleri için elektrosprey fotoğrafları çekilmiş ve yorumlanmıştır. Elektrosprey başlangıç voltajı değerleri ölçülmüş, teorik olarak hesaplanan değer ile karşılaştırılmıştır. Parametrik çalışma, voltaj değerlerine karşılık gelen elektrosprey akımlarınn ölçülmesiyle gerçekleştirilmiştir. Bu değerlerden yola çıkılarak elektrosprey debiside hesaplanmış ve bütün bu değerler grafiklere aktarılmıştır. Ekstraktör elektrodu kullanılmadan yapılan deneyler hem borosilikat cam kapiler için hem de insülin iğnesi ucu için tekrarlanmıştır. Cam kapilerin uç kısmını düzgün bir şekilde kesmek mümkün olmadığı için, ekstraktör elektrodu kullanılarak yapılan deneylerde sadece insülin iğnesi kullanılmıştır. İnsülin iğnesinin ucu, oldukça düzgün olarak kesilmiştir. Ekstraktör elektrodunun elektrospreye etkisi incelenmiştir. Ekstraktöre reosta yardımıyla belirli oranlarda gerilim uygulanmıştır. Ekstraktör ile sıvı arası gerilim oranının artmasıyle elektrosprey sıvıya uygulanması gereken başlangıç voltajı değerinin arttığı gözlemlenmiştir. Bazı ekstraktör delik çapı değerlerinde yüksek voltajlara çıkıldığında, sıvının ekstraktör ile temas ettiği gözlemlenmiştir. Temas etmesinden bir önceki voltaj değerine bitiş voltajı adı verilmiş ve bu değerinde, ekstraktör/sıvı gerilim oranının arması ile arttığı görülmüştür. Ayrıca bu oranın artmasıyla, elektrospreyin çalışma aralığı olan, başlangıç voltajı ile bitiş voltajı arası değeri aralığının arttığı görülmüştür. Ekstraktör elektrodu ile yapılan deneyler fotoğraflanmış ve yorumlanmıştır.
-
ÖgeDairesel Ve Dairesel Olmayan Jet Akım Alanlarının Deneysel Ve Sayısal Olarak İncelenmesi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 08.01.2013) Yükselentürk, Yalçın ; Erdem, Duygu ; Uçak ve Uzay Mühendisliği ; Aerospace EngineeringJet akımları akışkanlar mekaniğinin en temel ve can alıcı çalışma alanlarından biridir. Bununla birlikte mühendislikte önemli bir uygulama alanına sahiptir. Jetler yanma verimini arttırmak, cisimlere şekil vermek, ısı ve kütle transferini arttırmak gibi çeşitli amaçlarla birçok endüstriyel uygulamalarda kullanılmaktadır. Jet akımları, elektronik devreler, yanma odaları ve gaz türbinlerinin üretiminde; kağıt, tekstil, cam ve metal sanayinde sıkça kullanılmaktadır. Türbülanslı akım alanının incelenmesinde, akımı oluşturan fiziksel etkenlerin zaman ve konuma göre rastgele değişimler göstermesi nedeniyle analitik ifadeler elde etmek genellikle mümkün olmamaktadır. Olayların fiziksel olarak açıklanması genellikle deneysel ve sayısal çalışmalar sonucunda sağlanmaktadır. Bu nedenle çalışmada öncelikle deneysel veriler elde edilmiştir. Daha sonra ise elde edilen bulgular Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) yöntemi ile elde edilen sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Deneysel yöntem olarak Sıcak Tel Anemometresi (STA) kullanılmıştır. STA akım alanı özelliklerinin incelenmesinde, uygulama ve akademik çalışmalarda çok sık başvurulan bir yöntemdir. Birçok yeni yöntem geliştirilmesine karşın, duyarganın tepki süresi ve hassasiyeti nedeniyle halen kullanılmaktadır. Deneylere hazırlık aşamasında, öncelikle teorik denklemlerden hareketle, probun istenilen konumlarda tutulmasını sağlayacak açısal hareket mekanizmasının tasarımı yapılmıştır. Bu tasarım mekanik yönden incelenmiş, taşıyacağı yük nedeniyle probun konumlandırma hatası hesaplanarak bu hatanın asgari düzeyde kalması sağlanmıştır. Prob için belirli çalışma sıcaklıklarında hız ve açısal kalibrasyon yapılmıştır. Hız kalibrasyonu 0.5 m/s - 1 Mach aralığında akım sağlayan bir kalibrasyon ünitesi kullanılarak yapılmıştır. İstenilen hız aralığına ulaşabilmek için kalibrasyon ünitesinde iki farklı lüle kullanılmıştır. Elde edilen deneysel sonuçlar MATLAB yazılımı aracılığıyla yazılan kodlar ile işlenip görselleştirilmiştir. Sayısal yöntem olarak ise sonlu hacim yöntemi uygulanmıştır. Bu yöntemi uygularken bazı ticari kodlar kullanılmıştır. Geometrik model ve çözüm ağının oluşturulabilmesi için CATIA ve GAMBIT yazılımları, HAD çözücüsü olarak ise FLUENT yazılımı kullanılmıştır. Elde edilen sayısal sonuçlar, FLUENT yazılımının ardıl-işleyicisi ve MS Excel yazılımları ile işlenerek görselleştirilmiştir.
-
ÖgeKanat/dış Yük Konfigürasyonlarının Kararlı Aeroelastik Optimizasyon Uygulamaları İçin Flutter Analizi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 08.02.2012) Acar, Pınar ; Nikbay, Melike ; 423252 ; Uçak ve Uzay Mühendisliği ; Aerospace EngineeringBu tezde, iki ve üç boyut kanat ve kanat/dış yük konfigürasyonları için deterministik ve olasılıksal aeroelastik analizlerin yanı sıra deterministik ve kararlı optimizasyon çalışmaları başarıyla tamamlanmıştır. İki boyutlu modelleme, aeroelastik kararsızlık hızlarını belirleyen stabilite analizine dayanmaktadır. Üç boyutlu flutter çözümü, yapısal yer değiştirmelerin varsayılan mod tekniği ile ifade edildiği enerji terimleri ile Lagrange denklemlerini kullanmaktadır ve Theodorsen fonksiyonu aerodinamik yüklerin hesaplanmasını sağlamaktadır. Sivrilik oranı, ok açısı ve malzeme özellikleri gibi tasarım değişkenleri parametrik olarak tanımlanarak bir flutter kodu geliştirilmiş, Goland ve AGARD 445.6 kanatlarının mevcut deneysel verileri kullanılarak doğrulanmıştır. Analizler deterministik ve olasılıksal yaklaşımlarla gerçekleştirilirken belirsizliklerin yapısal, geometrik ve aerodinamik parametrelerde olduğu varsayılmıştır. Ardından, flutter kodu AGARD 445.6 kanadının deterministik optimizasyonunu gerçekleştirmek amacıyla optimizasyon yazılımı ile birleştirilmiştir ve dış kütlelerin flutter kriteri üzerindeki yapısal etkilerinin dahil edildiği kanat/dış yük konfigürasyonlarının daha ileri flutter analizi ve optimizasyonu uygulamalarında kullanılmak üzere geliştirilmiştir. Son olarak güvenilir kanat profili, kanat ve kanat/dış yük modelleri tasarlamak amacıyla kararlı aeroelastik optimizasyon gerçekleştirilmiştir. Rastgele değişkenler; aerodinamik parametreler, elastisite ve kayma modülleri gibi malzeme özellikleri, dış yüklerin açıklık boyu yerleşimi gibi geometrik özellikler olarak belirlenmiştir. Belirsizliklerin dağılımı Monte Carlo Simülasyonu (MCS) ile sağlanırken; hesaplamalı zamanı azaltmak amacıyla 2. mertebeden Polynomial Chaos Expansion (PCE) yöntemi, MCS üzerinden kullanılmıştır.
-
ÖgeRüzgar Türbini Konik Kulesinin Genetik Algoritma İle Optimizasyonu(Fen Bilimleri Enstitüsü, 08.07.2008) Yıldırım, Serdar ; Özkol, İbrahim ; Uçak ve Uzay Mühendisliği ; Aerospace EngineeringYapılan bu tez çalışmasında yatay eksenli 1.5 MW gücünde rüzgar türbinine ait çelik konik kulenin yükseklği boyunca kalınlık optimizasyonu, genetik algoritma yöntemiyle yapılmıştır. Optimizasyon problemi Matlab 7.0 programıyla modellenmiştir. Optimizasyon probleminde çelik kulenin yüksekliği ve tabandan en üst noktaya kadar olan koniklik çapı değişimi sabit kabul edilmiştir. Çelik kulenin yüksekliği tabanda 4.3 m, en üst noktada ise 2.56 m’dir. Kulenin toplam yükseklği ise 52 m dir. Kulenin bulunduğu lokasyon Balıkesir-Bandırma olarak kabul edilmiştir. Kuleye etki eden yükler , ASCE-7 , IEC 61400-1 ,Eurocode 1 , Eurocode 3 ve AISC-89 gibi uluslararası standartlar baz alınarak hesaplanmış olup kulenin mukavemet açısından burkulma kuvveti , eğilme momenti ve birinci doğal frekansı analiz edilmiştir. Kuleye etki eden yükler sırasıyla rüzgarın kule üzerindeki direkt etkisi , rotorun dönmesinden kaynaklanan aerodinamik kuvvetler (WindPACT) , deprem yükü ve rotorun dönmesinden kaynaklanan kule üzerindeki yorulma etkisi optimizasyon problemini oluşturan parametrelerin başında gelmektedir. Çaprazlama, kopyalama ve mutasyon operatörleri genel olarak genetik algoritmanın çekirdek yapısını oluşturmaktadır. Algoritma yapısı içinde bulunan populasyondaki her birey kromozu temsil eder. Kromozomlar ise genlerden oluşur. Bu kapsamda populasyon içindeki kromozomlar 52 m lik kulenin her bir metresindeki kalınlığı temsil etmektedir. Problem çözümünde daha önceden belirlenen kısıt alanı içinde bulunan değerlerin en uygun olanları amaç fonksiyonun çözüm kümesini oluşturmuştur.
-
ÖgeEğik Kanalda Sıkıştırılamaz Akışta Gözenekli Ortam Ve Manyetik Alan Şartlarının Entropi Üretimine Etkisi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 09.02.2010) Havzalı, Murat ; Keser, Hacı İbrahim ; Uçak ve Uzay Mühendisliği ; Aerospace EngineeringBu çalışmada kütleçekimi tarafından sürülen, laminer, viskoz, sıkıştırılamaz, viskoz yayılma etkileri de gözönüne alınarak tekdüze gözenekli eğimli bir kanalda manyetik etkilerin de varolduğu durumda entropi üretimi incelendi. Newtonien akışkan için tam gelişmiş akış kabulü altındaki bünye denklemleri analitik olarak çözüldü. Sıcaklık alanı Sonlu Farklar Metodu kullanılarak sayısal olarak elde edildi ve doğruluğu uygun yerlerde değişik numerik sonuçlar ile kıyaslandı. Sınır koşulları her durum için iki tane olmak üzere sabit sıcaklık ve sabit ısı akısı olarak alınarak çözüldü. Bünye denklemlerinin çözümü için çeşitli Brikman sayısı, Darcy sayısı, Hartmann sayısı atandı ve denklemlerin bu parametrelerin değişimi sonucundaki davranışı da incelendi. Entropy üretimi sayısı ve Bejan sayısı türetildi ve boyutsuz hız ve sıcaklık profilleri kullanılarak Peclet sayısı, Brinkman grup parametresi, Darcy sayısı ve Hartmann sayısı altındaki değişimleri incelendi. Viskoz yayılma etkisi hem sıcaklık alanı hem de entopi olşumu denklemlerinde hesaba katıldı ve sonuçlar grafikler ve fiziksel yorumlar ile birlikte sunuldu.
-
ÖgeParalel Menteşe Sistemi Mekanizmasının Dört-çubuk Mekanizma Sistemi Yaklaşımı İle Tasarımı Ve Kinematik Analizi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 09.07.2010) Baykuş, Burak ; Özkol, İbrahim ; Uçak ve Uzay Mühendisliği ; Aerospace EngineeringBu çalışmada, midibüs ve otobüs gibi ticari araçlarda kullanılmak üzere yeni bir bagaj kapağı mekanizması tasarımı ve analizi yapılmıştır. Çalışmanın yapılmasındaki amaç, mekanizma çalışma uzayının minimum hacimde tasarlanarak, kapağın dar alanlarda kullanım kolaylığının sağlanması ve önceki tekniklere kıyasla, ergonomi açısından iyileştirilmesidir. Yapılan tasarımda, bagaj kapak mekanizması paralel menteşe sistemi olarak dizayn edilmiştir. Tasarım aşamasındaki sistemin dört-çubuk mekanizmasına benzemesi nedeniyle, kinematik analiz sonuçları bu yolla elde edilmiştir. Dört-çubuk mekanizması, endüstride yaygın olarak kullanılan basit bir sistemdir. En az sayıda eleman kullanılarak birçok hareketin üretilmesinde etkili bir şekilde kullanılmaktadır. Çalışmada, dört-çubuk mekanizması sistemi ile modellenen tasarım üzerinde belirlenen dizayn noktalarının, hız, açısal hız ve açısal ivme değerleri hesaplanmış ve bu değerlerin tasarım üzerindeki etkileri değerlendirilmiştir. Ayrıca, tasarımı yapılan bu sistemin deneysel modeli kurulmuş ve sistem üzerinden alınan dataların, hesaplanan sonuçlarla uyumlu olduğu görülmüştür.
-
ÖgeKüresel Bir Kabuğun Dinamik Analizi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 09.07.2010) Kol, Ufuk ; Doğan, Vedat Ziya ; Uçak ve Uzay Mühendisliği ; Aerospace EngineeringBu yüksek lisans tez çalışmasında izotropik malzeme ve Fonksiyonel Derecelendirilmiş Malzeme (FDM) den yapılmış küresel bir kabuğun dinamik analizi ayrı ayrı yapılmış, doğal frekansları ve karşılık gelen mod şekilleri gibi önemli titreşim karakteristikleri incelenmiştir. Söz konusu incelemelerin yapılabilmesi için koordinat sistemi tanımlanmasından başlanarak hareket denklemlerinin ve sınır şartlarının çıkartılmasına kadar analitik çalışılmış ve bu denklemler deplasmanlar cinsinden ifade edilmiştir. Çalışmanın bu aşamasına kadar enine kayma gerilmeleri ve dönel ataletleri de hesaba katmak için “Birinci Mertebe Kayma Gerilmesi-Deformasyon (BMKGD)” teorisi kullanılmıştır. Elde edilen denklemler “Diferansiyel Kuadratür Metodu (DKM)” ile nümerik olarak çözülmüştür. DK metodu ilk olarak değişik sınır şartları için kiriş serbest titreşim problemine ve daha sonra iki boyutlu uygulamasını pekiştirmesi ve konuya örnek olması açısından, plak titreşim problemine uygulanmıştır. Elde edilen bulgular literatürdeki bazı değerlerle karşılaştırılmış DK metodunun yakınsaması incelenmiştir. Sonraki aşamada metot küresel kabuk titreşimine uygulanacak şekilde uyarlanmıştır. Denklemler ve nümerik çözüm, çelikten yapılmış bir kabuğa ve çelik ile seramik malzemelerinin mikroskobik boyutta karıştırılmasıyla elde edilmiş, malzeme özelliklerinin kabuk kalınlığı boyunca değişebildiği, bir yüzeyde çelik özelliklerinin diğer yüzeyde ise seramik özelliklerinin ağırlık gösterdiği FDM’ den imal edilmiş küresel bir kabuğa uygulanmıştır. Küresel kabuk ve bu iki farklı malzeme içinde yine doğal frekanslar ve karşılık gelen mod şekilleri tespit edilmiştir. Elde edilen bu sonuçların birbiriyle karşılaştırması yapılmıştır. Bulunan sonuçlar yine literatürdeki çalışmalardan elde edilen sonuçlarla ve ANSYS paket programı kullanılarak elde edilen sonuçlarla karşılaştırılmıştır.
-
ÖgeKatmanlı Kompozit Bir Plağın Üniform Basınç Yükü Altındaki Geometrik Doğrusal Olmayan Davranışının Deneysel Ve Sayısal Olarak İncelenmesi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 10.09.2013) Gündoğan, Kemal ; Mecitoğlu, Zahit ; 10013686 ; Uçak ve Uzay Mühendisliği ; Aerospace EngineeringMakina, gemi, kimya, inşaat, havacılık ve uzay mühendisliği gibi teknolojinin birçok dalında plak ve kabuk yapıların ince cidarlı çeşitli şekilleri ile karşılaşılır. Plak ve kabuk yapıların yaygın kullanımı kendine özgü özelliklerinden kaynaklanır. Katmanlı biçimde üretilen kompozit malzemeler ise; havacılık ve uzay yapıları, gemi gövdeleri, otomotivdeki yapısal parçalar, mikro-elektromekanik sistemler ve beton güçlendirmek için inşaat yapılarındaki sistemler gibi alanlarda kullanılan ve mukavemet ve tokluğu aynı anda yüksek tutabildiklerinden dolayı tercih edilen malzeme sistemi haline gelmektedir. Bu malzemeler havacılık ve uzay sanayinde daha çok plak ve kabuk formunda kullanılmaktadır. Bu çalışmada dört kenarından ankastre olarak mesnetlenmiş katmanlı kompozit bir ince plağın temel denklemleri von Karman plak teorisi ve klasik katmanlama teorisi çerçevesinde elde edilmiştir. Gerinim-yer değiştirme ilişkileri (kinematik denklemleri), gerilme gerinim ilişkileri (bünye denklemleri) ile denge denklemleri yazılmıştır. Ardından, iş ilkesi kullanılarak hareket denklemleri elde edilmiştir. Hareket denklemleri plak düzleminin orta yüzeyi için ifade edildiğinden geometrik doğrusal olmayan plak davranışını belirlemek üzere birbirine bağlı üç denklem elde edilir. Doğrusal olmayan bu denklemler Galerkin yöntemi kullanılarak çözülmüştür. Bu amaçla ankastre sınır şartlarını sağlayan deneme fonksiyonlarının toplamı şeklinde seçilen çözüm fonksiyonları oluşturulmuştur. Bu çalışmada tek terimli yaklaşım fonksiyonları ile daha iyi bir çözüm elde edebilmek için özellikle çökme fonksiyonunun deneysel sonuçlara daha iyi uyumunu sağlayacak bir deneme fonksiyonu önerilmiştir. Yaklaşım fonksiyonları denge denklemlerinde yerine konarak Mathematica programı ile çözüm yapılmıştır. Problem aynı zamanda MSC Nastran sonlu eleman yazılımıyla da çözülmüştür. Bu amaçla Nastran sonlu eleman yazılımı belirlenen Patran 2010 ile modellediğimiz doğrusal olmayan statik çözümlerden yararlanılmıştır. Öncelikle Patran 2010 sonlu eleman modeli oluşturma programı ile plak dört katmanlı kompozit olarak modellenmiş geometrisi 300 mm x 300 mm olarak belirlenmiştir. Plak orta yüzeyi 20x20=400 elemanla modellenmiştir. Plak etrafındaki tüm düğüm noktaları seçilerek yer değiştirme ve dönmeler sıfır yapılmış ve böylece plak dört kenarından ankastre olarak mesnetlenmiştir. Yükleme koşulları ise 500 N’a kadar artan değerlerle on farklı yük değeri düzgün yayılı yük olarak plak yüzeyine dağıtılmıştır. Yüklemeler toplam yük olarak çeşitli yükleme koşullarıyla girildiğinden analiz sonuçlarını karşılaştırma kolaylığı sağlamıştır. Analiz çeşidi, incelediğimiz plak modelini ifade etmek üzere, doğrusal olmayan statik seçilerek sonlu eleman modeli analize hazır hale getirilmiş ve SOL106 çözücü kullanılarak çözülmüştür. Analiz MD Nastran 2010.1 sonlu elemanlar analizi yazılımı ile gerçekleştirilmiş ve sayısal sonuçlar bölümünde sunulmuştur. Elde edilen sonuçlar deneysel sonuçlarla ve yaklaşık çözümle karşılaştırılmıştır. Malzeme değerleri kullanılan karbon için çekme testleri ile belirlenen değerler, kalınlık değeri ve malzeme yönelimleri girilmiş, plak katmanlaması ve yönelimleri girilmiştir. Çalışmanın deneysel kısmında karbon elyaf/epoksi kompozit bir plak dört katmanlı olarak imal edilmiş ve farklı yayılı yükler etki ettirilerek plak davranışı incelenmiştir. Deneysel çalışmada plağın çeşitli yükler altındaki sehimleri Limess firmasından tedarik edilmiş olan VIC3D cihazıyla ölçülmüştür. Bu cihazı kullanmadan önce yapılması gereken kalibrasyon ölçümleri yapılmış, ana plak üzerinden gerekli görüntü datalarıyla ilk görüntü yazılıma işlenmiş ve bu görüntü vasıtasıyla farklı düzgün dağılı basınç yükleri altında çeşitli görüntülerin elde edilmesiyle bu görüntüler arasında korelasyon işlemleri program vasıtasıyla başarılı bir şekilde tamamlanmıştır. Ayrıca bu incelemelerle beraber plak üzerinde çeşitli noktalardaki gerinimler gerinim ölçerler vasıtasıyla ölçülmüştür. En son olarak yapılan analiz sonuçları da gözönüne alınarak, bütün veriler arasında karşılaştırmalar yapılmış, çözüm yöntemi ve belirlenen yaklaşım fonksiyonunun doğruluğu değerlendirilmiştir.
-
ÖgeNanotüp Etkileşiminin Karbon Nanotüp İle Takviyeli Nanokompozitlerin Mekanik Davranışına Etkisi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 11.04.2012) Akın, Beril ; Türkmen, Halit S. ; 425822 ; Uçak ve Uzay Mühendisliği ; Aerospace EngineeringBu tezde, epoksi matris içerisinde birbirine paralel konumlanmış belli kavis değerlerindeki karbon nanotüplerin birbirleri arasındaki mekanik etkileşimlerinin, malzemenin genel elastisite modülüne etkisi bir yapısal model kurularak incelenmiştir. Çalışmada karbon nanotüp takviyeli epoksi matrisli nanokompozit, ara yüzü mükemmel yapışma kabulü ve simetrik sınır değerler verilerek oluşturulmuş temsili birim eleman metodu ile modellenmiş ve sonlu elemanlar yöntemi ile incelenmiştir. Model Matlab® yardımı ile kurulup Ansys®’e Parametrik Tasarım Dili yardımı ile aktarılmıştır. Sonuç olarak, mekanik kontak etkisi, başlangıçta birbirlerine değen ve değmeyen yüzeyler arasından hesaplanmış ve mekanik kontak etkisinin ihmal edildiği modellerle birlikte her bir kavis değeri için ayrı ayrı hesaplanmıştır. 0.2 kavis oranına sahip karbon nanotüp içeren modelde mekanik kontak etkisinin malzemenin genel elastik modülünü %0.3 oranında arttırdığı gözlenmiştir. Kontak etkisi malzemenin genel elastisite modülünü arttırmıştır.
-
ÖgeİTÜ Trisonik Laboratuarı Aeorodinamik Deney Sonuçlarının Analizi Ve Görselleştirilmesi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 11.06.2013) Başel, Ali ; Erdem, Duygu ; 10002434 ; Uçak ve Uzay Mühendisliği ; Aerospace EngineeringBu çalışmada, İTÜ Trisonik laboratuarında yapılan rüzgar tüneli deneylerinde elde edilen veriler kullanılarak incelenen akışa ait büyüklüklerin çizimlerinin oluşturulması için algoritmalar ve bunları uygulayan bir çizim programı geliştirmek hedeflenmiştir. Laboratuar ortamında ölçülen veri bir düzlem yada uzaysal bir hacim içerisinde tanımlanmış noktalara karşılık ölçülen büyüklüklerden oluşmaktadır. Bu çalışmada ele alınan büyüklükler; ölçülen hız, toplam basınç, statik basınç ve türbülans verileri ve hız alanının yapısına bağlı olarak elde edilen akım ve girdaplılık değerleridir. Geliştirilen programda hız vektörleri, eş hız eğrileri, eş basınç eğrileri, akım çizgileri ve girdaplılık çizgileri çizilmekte ve analiz modunda bunların noktasal incelemeleri görsel ve interaktif olarak gerçekleştirilmektedir. Bu tez kapsamında öncelikle akım ve girdaplılık fonksiyonları kullanılarak çizim algoritmaları geliştirilmiştir. Çizim algoritmasında temel olarak ölçümün yapıldığı noktalarda analitik fonksiyona uyumlu şekilde akım ve girdaplılık değerleri hesaplanmıştır. İki noktalı lineer ve üçgen elemanlarla da yüzey enterpolasyonları yapılarak çizimler yapılmıştır. Programda kullanılan algoritmalarla elde edilen çizimler mevcut programlarla ve potansiyel akış kullanılarak elde edilen teorik akışla kıyaslanmış ve uyumlu sonuçlar elde edildiği görülmüştür. Ayrıca, bu çalışma kapsamında sabit sıcaklık anemometresi ile bir sesaltı jet akışı içerisinde hız ve türbülans ölçümleri gerçekleştirilerek bir örnek veri seti elde edilmiştir. Sonuçlar çalışmada geliştirilen çizim programı vasıtasıyla incelenmiştir. Demavis programı hız, performans, çeşitli platformlarda çalışabilirlik, geliştirmeye açıklık, kolay kurulum ve kullanım özellikleri gözetilerek geliştirilmişir. Bu amaçlar için 64 bit’lik açık kaynak kodlu geliştirme araçları ve standart C dili tercih edilmiştir. Derleyici olarak 64 bit GNU C kullanılmıştır. Çizimler OpenGL ile gerçekleştirilmiştir, Kullanıcı arayüzü olarak GTK kütüphanesi kullanılmıştır. Elde edilen program 64 bit işlemcili Linux ve Windows makinalarda yönetici yetkisi gerektirmeden kopyalama yoluyla çalışmaktadır. Uygulama yaklaşık 9900 satır kod’dan oluşmakta ve binary büyüklüğü 300 KB civarındadır. Program çalıştırıldığında seçilen yüzey için tüm büyüklüklere ait çizim noktalarını hesaplamakta ve hızlı işleyiş için hafızada tutmaktadır. Sonrasında, yaklaştırma, kaydırma, çizimleri birlikte ve ayrı gösterme vb çeşitli fonksiyonaliteleri OpenGL ve diğer kütüphaneler vasıtası ile interaktif olarak hızlı bir şekilde gerçekleştirilmektedir. Bu çalışma ile deney verilerinde incelenen akım ve girdaplılık çizgilerinin bilgisayar ortamında oluşturulması için kullanılabilir algoritmalar ve bunların yanısıra diğer büyüklüklerin detaylı incelenebileği bir uygulama elde edilmiştir. Bu programın yapılan deneyleri görsel ve sayısal olarak incelemekte faydalı olacağı düşünülmektedir, ayrıca ihtiyaç duyulan diğer fonksiyonalitelerin eklenmesi için de bir altyapı oluşturulmuştur.
-
ÖgeTabakalı Ortotropik Silindirik Bir Kabuk İle Dikdörtgen Bir Plakanın Birlikte Titreşim Analizi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 11.07.2011) Tatar, Aslı ; Kaya, M. Orhan ; 406336 ; Uçak ve Uzay Mühendisliği ; Aerospace EngineeringBu tez çalışmasının konusu katmanlı ortotropik dikdörtgen bir plaka ile dairesel silindirik bir kabuğun birlikte serbest titreşim analizinin çözümlenmesidir. Öncelikle genel olarak kompozit yapılardan ve kompozit mekaniğinden bahsedilmiştir. Kompozit malzeme çeşitleri, kompozit malzemenin avantaj ve dezavantajları ilk olarak ele alınmıştır. Kompozit malzeme özelliğinin hem dikdörtgen plaka hem dairesel silindirik kabuk için aynı olduğu görülmüştür. Bu özellikler kullanılarak dört kenarından basit mesnetli dikdörtgen bir plakanın serbest titreşim analizi incelenmiştir. Ayrıca iki uçtan basit mesnetli dairesel silindirik kabuğun serbest titreşim analizi incelenmiştir. Elde edilen doğal frekanslar iki yapının birlikte serbest titreşim analizinde kullanılmıştır. Sonuçlar hem analitik olarak hem de paket programla çözülmüştür ve paket program olarak Patran ve Nastran yazılımları kullanılmıştır. Analitik sonuçlarla paket programla elde edilen sonuçlar arasındaki farkın çok fazla olmadığı görülmüştür. Analitik sonuçlar denklemler çözümlenirken matris yapının büyüklüğünden dolayı çözümde zorlanılmıştır. Sonuç olarak elde edilen doğal frekans değerleri karşılaştırılıp hangi durumlarda arttığı veya azaldığı yorumlanmıştır.
-
ÖgeA4 Uçağı İçin Geliştirilmiş Otopilot Tasarımı(Fen Bilimleri Enstitüsü, 12.10.2012) Karagöz, İbrahim Can ; Caferov, Elbrus ; 442995 ; Uçak ve Uzay Mühendisliği ; Aerospace Engineeringİnsansız savaş uçaklarının görev zorunlulukları ve ihtiyaçları nedeniyle hareket manevralarının planlanması ve otonomlaştırılması zorunlu bir hal almıştır. Bu amaçla, çalışmada insansız savaş uçaklarının hareket manevralarının aktüatör girişleri ile etkileşimi incelenmiş, hareket modlarının bu eyleyici girişleri ile kontrol edilebilmesi için PID, LQR, kök yerleştirme ve iç-dış çevrim kontrolcüleri tasarlanmış, uçuşta karşılaşılabilecek bozuntuların giderilmesine çalışılmış ve uçuşun otonomlaştırılması amaçlanmıştır. Bu amaçlara yönelik olarak, uçak doğrusal ve doğrusal olmayan hareket denklemleri geliştirilmiş, her iki tip hareket denklemi için eyleyicilerin uçak durum değişkenlerine etkisi gözlemlenmiştir. Bu gözlemlerden hareketle, öngörüldüğü gibi, doğrusal olmayan hareket denklemlerinden belirli varsayımlar ile türetilen doğrusal durum denklemlerinin belirli bir hataya sebebiyet verdiği belirlenmiş ve bu hata miktarı ortaya konulmuştur. Çalışmanın devamında, uzunlamasına ve yanlamasına hareket için LQR, PID ve iç-dış çevrim, durum geri besleme kontrolcüleri ile referans girişe karşılık gelen cevap gözlenmiş, karşılaştırılmış ve gerekli eyleyici girişleri, maksimum ve minimum limitleri göz önüne alınmış ve uçuş otonomlaştırılmıştır. Bu bölüme kadar uçuşun belirli bir kondisyonda gerçekleştirildiği varsayımı ile hareket edilmiştir. Gerçekleştirilen tasarımlar da nominal ölçütlerde düşünülmüştür. Ancak uçak kararlılık türevlerinin uçuş kondisyonuna bağlı olarak değiştiği bilinmektedir. Gerçekleştirilen simülasyonlarla da bu kararlılık türevlerinin uçağı kararsızlaştırabilecek etkilerde bulunabileceği gözlemlenmiştir. Buradan hareketle dayanıklı (robust) bir kontrolcü tasarımı gereksinimi saptanmıştır. Kayma kipli kontrolcü ve dayanıklı PID kontrolcü tasarımları gerçekleştirilmiştir. Bu tasarımların parametrik belirsizliklere ve bozuntulara rağmen kararlı davranış sergilediği görülmüştür.
-
ÖgePervane Aerodinamiği İçin Girdap Kafes Uygulamaları(Fen Bilimleri Enstitüsü, 13.09.2013) Şahin, Emre ; Yükselen, M. Adil ; 10004560 ; Uçak ve Uzay Mühendisliği ; Aerospace EngineeringBir hava aracı tasarımı yapılırken ortaya çıkan geometriden doğabilecek aerodinamik yüklerin bilinmesi gerekir. Bu yükler deneysel çalışmalar ve teorik çalışmalar olmak üzere iki yolla elde edilir. Deneysel çalışmalar hem maliyet hem de zaman açısından dezavantajlı olduğu için sayısal çözüm tekniklerinin geliştirilmesi oldukça faydalıdır. Bu çalışmada pervane analizi üzerine bir inceleme yapılmıştır. Kullanılan yöntemin analojisi girdap kafes yöntemlerine dayanan non-lineer nümerik taşıyıcı çizgi yöntemidir. Literatürde taşıyıcı çizgi yöntemlerinin dihedral açılı ve ok açılı taşıyıcı elemanlar için hatalı sonuçlar vermesine rağmen girdap kafes yöntemleriyle ok açılı ve dihedral açılı her türlü taşıyıcı elemanın ve eleman kombinasyonlarının analiz edilebileceği belirtilmektedir. Ancak girdap kafes yöntemleri taşıyıcı elemanı kamburluk eğrisinden ibaretmiş gibi varsaydığından viskoz etkileri hesaba katamamaktadır. Bu nedenle kesit profil bilgisini kullanarak kamburluk ve viskoz etkileri hesaba katabilen non-lineer nümerik taşıyıcı çizgi teorisi taşıyıcı çizgi teorilerinin ve girdap kafes yöntemlerinin ara kesiti durumundadır. Çalışmada non-lineer nümerik taşıyıcı çizgi yöntemini kullanarak pervane analizi yapabilen bir bilgisayar programı geliştirilmiştir. Programın doğrulama çalışmaları kanat üzerinde yapılarak tatminkâr sonuçlar elde edilmiştir. Pervane üzerindeki uygulamalar için literatürden geometrisi ve performans değerleri bilinen test pervaneleri seçilmiştir. Bu pervane geometrileri Adkins (1994), Larrabee (1979) ve Bauer (1997)’nin çalışmalarından alınmıştır. Programın tasarım dışı noktalardaki başarısını hesaplamak için Yaggy (1960) tarafından çeşitli oturma açılarında geometrisi verilmiş bir pervane modeli kullanılmıştır. Bu pervane NACA 0009 kesitinden imal edilmiştir. Klasik teoride ihtiyaç duyulan kesit karakteristikleri çeşitli Reynolds sayısı ve hücum açısı aralıklarında Abbott (1945) ve Sheldahl (1981)’den alınmıştır.