FBE- Makine Mühendisliği Lisansüstü Programı
Bu topluluk için Kalıcı Uri
Makina Mühendisliği Ana Bilim Dalı altında bir lisansüstü programı olup, sadece doktora düzeyinde eğitim vermektedir.
Gözat
Başlık ile FBE- Makine Mühendisliği Lisansüstü Programı'a göz atma
Sayfa başına sonuç
Sıralama Seçenekleri
-
Öge1050a, 3003, 3105, 5005 Alüminyum Alaşımlarının Çift Merdaneli Döküm Yöntemiyle Levha Şeklinde İmalatı Ve Mikroyapılarının İncelenmesi(Fen Bilimleri Enstitüsü, ) Ünal, Alpaslan ; Bodur, Cengiz T. ; İmalat ; ManufacturingBu çalışmada 1050A, 3003, 3105, 5005 alüminyum alaşımlarının çift merdaneli döküm yöntemiyle üretiminde ortaya çıkan mikroyapıları üzerinde durulmuştur. 1050A, 3003, 3105, 5005 alüminyum alaşımlarının çift merdaneli dökümünde, yapılan teorik ve deneysel araştırmalar, bazı önemli mikroyapı karakteristiklerinin anlaşılmasına yardım etmiştir. Konunun daha iyi anlaşılması için çift merdaneli şeritlerin üretiminde döküm kalitesini etkileyen parametreler hakkında araştırmalar yapılmıştır. Bunun yanısıra alüminyum alaşımlarında döküm sırasında karşılaşılan problemler araştırılmştır. Bu problemlerin nasıl giderileceği hakkında da araştırmalar yapılmıştır. Çeşitli çift merdaneli döküm deneyleri, değişik alüminyum alaşımlarının, mikroyapı karakteristiğini ortaya çıkarmak için yapılmıştır. Çalışma sonucunda tane yapılarının morfolojisi ve boyutları hakkında bilgiler verilmiştir ve bu elde edilen mikroyapılar geleneksel döküm yöntemleriyle mukayese edilmiştir.
-
Öge8090 Al-li Alaşımında Retrogresyon Ardından Yeniden Yaşlandırma İşleminin Yorulma Özelliklerine Etkisi(Fen Bilimleri Enstitüsü, ) Ilgaz, A. Özgür ; Demirkol, Mehmet ; İmalat ; ManufacturingAl-Li alaşımları, temel olarak uçak ve uzay araçlarında ağırlıktan tasarruf amacıyla geliştirilmiş bir alaşım grubudur. Al-Li alaşımları diğer alüminyum alaşımlarına göre, hafifliklerinin yanı sıra, daha yüksek elastiklik modülleri, yüksek uzun ömürlü yorulma dirençleri ve son zamanlarda öne çıkan düşük sıcaklık özellikleri ile öne çıkmaktadır. Ancak çoğu Al-Li alaşımındaki yüksek anizotropi ve özellikle hadde yönüne dik yöndeki düşük kırılma tokluğu bu alaşım grubunun önüne çıkan en büyük engel olmuştur. Al-Li alaşımlarının gerilmeli korozyon problemi ise 7xxx serisine de uygulanan ve dayanımda azalmaya sebep olan T73 temperiyle giderilmiştir. Ancak B. Cina tarafından patenti alınan, ilk olarak 7xxx serisine uygulanan ve dayanım düşüşü olmadan gerilmeli korozyon direncini arttıran retrogresyon ardından yeniden yaşlandırma işlemi, 8090 Al-Li alaşımına da uygulanmış ve başarılı olunmuştur. Bu çalışmada da deney malzemesi olarak 8090 alaşımı kullanılmıştır. Daha önce yine 8090 alaşımı üzerinde yapılan bir çalışmada belirlenen optimum retrogresyon sıcaklığında, retrogresyon ardından yeniden yaşlandırma işlemi uygulanmış deney numuneleri, dört noktadan eğme yöntemi ile yorulma testlerine tabi tutulmuştur ve retrogresyon işleminin yorulma özelliklerine etkisi araştırılmıştır. Aynı zamanda kırık yüzeyleri de makroskobik ve mikroskobik olarak incelenmiştir..
-
Öge8090 Alüminyum-lityum Alaşımında Retrogresyon Ardından Yeniden Yaşlandırma Isıl İşlemiyle Özelliklerin Optimizasyonu(Fen Bilimleri Enstitüsü, ) Güleryüz, Canan Gamze ; Aran, Ahmet ; İmalat ; Manufacturing1970’lerdeki petrol krizinden sonra uçak-uzay uygulamalarında hafiflik önem kazanmıştır. Bu aşamada Al-Li alaşımları, uçak üreticilerinin ilgisini, geleneksel alüminyum alaşımlarına göre düşük olan yoğunlukları nedeniyle, eskiden olduğundan daha çok çekmeye başlamıştır. Bununla birlikte Al-Li alaşımları üzerinde, son 15 yılda yapılan çok sayıda araştırmaya rağmen uygulamaları beklendiği kadar olmamıştır. Bunun nedenleri arasında, bu alaşımların sünekliklerinin ve kırılma tokluklarının düşük olması, mekanik özelliklerinde görülen anizotropi, gerilmeli korozyona olan hassasiyetlerinin geleneksel yüksek dayanımlı alaşımlardan daha fazla olması vardır. Bununla birlikte olumlu özellikleri nedeniyle kullanılan birçok Al-Li alaşımın vardır. 8090 hem ticari, hem de askeri uçaklarda kullanılan bir alaşımdır. 1974 yılında, Cina tarafından 7000 serisi alüminyum alaşımlarında aşırı yaşlandırma durumundaki yüksek gerilmeli korozyon dayanıklılığıyla birlikte yapay yaşlandırmadaki maksimum dayanımı birlikte sunan bir ısıl işlem, ‘Retrogresyon ardından Yeniden Yaşlandırma (Retrogression and Reaging-RRA)-RYY' geliştirildi. Son yıllarda yapılan çalışmalar bu ısıl işlemin Al-Li alaşımlarında gerilmeli korozyon problemini gidermede kullanılabileceğini göstermiştir. Pek çok araştırmacı, belirli alaşımlar için, en uygun ısıl işlemi tanımlamak üzerinde yoğunlaşmıştır. Bu çalışmada, 8090 Al-Li-Cu-Mg-Zr alaşımı üzerinde deneyler yapılmıştır. İlk etapta alaşımın yapay yaşlandırmaya olan cevabı araştırılmış, alaşıma, RYY ısıl işlemleri uygulanarak bu ısıl işlemin gerilmeli korozyon hassasiyetine olan etkisi üzerinde durulmuştur.
-
ÖgeAbsorbsiyonlu Sistem İle Çalışan Bir Buzdolabının Deneysel Ve Teorik Olarak İncelenmesi(Fen Bilimleri Enstitüsü, ) Arslan, Mustafa Erhan ; Eğrican, Nilüfer ; Enerji ; EnergyBu çalışmada absorbsiyonlu soğutma sistemi ile çalışan bir buzdolabı deneysel ve teorik olarak incelenmiştir. Absorbsiyonlu soğutma sisteminin kullanıldığı buzdolaplarında karşılaşılan en önemli sorun, bu sistemlerin performansının düşük seviyelerde olmasıdır. Bu çalışmada yapılan incelemede ise, bu sorun üzerinde durulmuş ve sistemin performansının arttırılması hedeflenmiştir. Bu amaç doğrultusunda yapılan çalışmanın teorik kısmında, ilk olarak sistemin termodinamik analizi yapılarak deneysel çalışmada kullanılan sistem için matematik bir model oluşturulmuştur. Teorik çalışmanın ikinci kısmında, sistemin habbecik pompası (bubble pump) kısmı için bir model oluşturulmuş ve elde edilen sonuçlar, deneysel çalışma sonuçlarıyla karşılaştırılmıştır. Çalışmanın deneysel kısmında ise, öncelikle sistem performansını etkileyen parametreler (Şarj miktarı, basınç...) üzerinde optimizasyon çalışması yapılmıştır. İkinci aşamada, teorik çalışmadan elde edilen sonuçlar doğrultusunda sistem geometrisi değiştirilerek performanstaki değişim izlenmiş, aynı zamanda teorik çalışmanın doğruluğu tartışılmıştır. Birbirine paralel olarak yapılan deneysel ve teorik çalışmalar sonucunda, sistem performansında göz görülür bir iyileşmenin olduğu saptanmıştır.
-
ÖgeAbsorpsiyonlu soğutma sisteminin simülasyonu(Fen Bilimleri Enstitüsü, 1990) Yiğit, Abdulvahap ; Eğrican, Nilüfer ; 14298 ; Makine Mühendisliği ; Mechanical EngineeringBu çalışmada, enerji kaynağı olarak her türlü ısı enerjisini kullanan absorpsiyonlu soğutma sisteminin modeli elde edildi ve simülasyonu yapıldı. Önce soğutma sistemi elemanlarından olan absorber, çok detaylı bir şekilde incelendi. Absorber, film akışlı, dik borulu olarak düşünüldü. Akışın dik bir boru dışından olduğu ve boru cidar sıcaklığının, boru boyunca, lineer olarak değiştiği kabul edilerek, ısı geçiş, kütle geçiş ve sınır şart bağıntıları yazıldı. Ortaya çıkan simültane kısmi türevli diferansiyel denklemlerin çözümü için, sonlu fark denklemleri yazılarak bilgisayar yardımıyla, akış kalınlığı ve boru boyunca sıcaklık ve derişiklik dağılımları elde edildi. Elde edilen sıcaklık ve derişiklik dağılımlarından faydalanılarak, ısı taşınım ve kütle taşınım katsayıları bulundu. Soğutma sisteminin diğer elemanlarının herbiri, kovan-boru tipli ısı değiştiricisi olarak düşünüldü ve bilgisayar modelleri elde edildi. Absorpsiyonlu soğutma sistemi üzerinde daha önce yapılan ça lışmalarda, ısı değiştiricisi hesaplarında, parametre olarak toplam ısı geçiş katsayısı ile ısı geçiş alanının çarpımı (KxA) alınmıştır. Bu ça lışmada ise, soğutma sisteminin her bir elemanı için, akış şekline ve akışkan tipine bağlı olarak, boru içindeki ve dışındaki ısı taşınım katsayıları hesaplandı, bu değerler yardımıyla toplam ısı geçiş katsayısı bulundu. Herbir eleman için ısı değiştiricisi boyutlandırılması yapılarak, soğutma sistemi elemanlarının boyutları bulundu. Soğutma sistemi üzerinde parametrik çalışma yapılarak, sistem parametrelerinin soğutma tesir katsayısına (STK) ve sistem elemanlarının boyutları üzerine tesirleri incelendi. Elde edilen neticeler, grafikler ve tablolar halinde gösteri lerek yorumları yapıldı ve daha önceden yapılan teorik ve deneysel çalışmalarla karşılaştırıldı.
-
ÖgeAc Asenkron Motorun Model Tabanlı Denetimi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2010-01-06) Artar, Remzi ; Ertuğrul, Şeniz ; Makina Mühendisliği ; Mechanical EngineeringAC asenkron motorlar, bakım gerektirmeyen yapıları, nispeten düşük maliyetli olmaları ve daha yüksek hızlara çıkabilmeler gibi avantajları nedeniyle endüstride oldukça yaygın olarak kullanılmaktadırlar. Dolaylı Alan Oryantasyonlu Kontrol (AOK) metodunun geliştirilmesi, bu motorların yüksek başarım gerektiren değişken hız uygulamalarında da kullanılmasını sağlamıştır. Halihazırda yapısal basitliği nedeniyle asenkron motorların hız kontrolünde PID kontrol yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu yaygın kullanımına rağmen PID kontrolün bir çok dezavantajları söz konusudur. En önemli dezavantajlarından biri her çalışma şartı için arzu edilen kapalı çevrim performans taleplerini karşılayabilecek kazanç parametrelerinin ayarlanmasındaki zorluklardır. Tipik bir AOK uygulamasında, aynı anda ayar edilmesi gereken birden fazla sayıda PID çevrimi olabilir. Performans talepleri genellikle birbirleriyle çeliştiğinden, her çevrim için en uygun kazançları ayarlama işi oldukça uzun zaman ve aynı zamanda deneyim gerektirir. Ayarlanmasının nispeten kolay olduğu Model Öngörülü Kontrol, son yıllarda doğrusal ve doğrusal olmayan sistemlerin kontrolünde oldukça yaygın olarak kullanılan önemli metodlardan biri olmuştur. Bu çalışmada PID kontrolün dezavantajlarını ortadan kaldırmak ve AC asenkron motorun bozucu reddetme cevabı ve kumanda izleme performansını geliştirmek üzere model tabanlı denetçiler geliştirilmiştir. Geliştirilen denetçilerin gürbüzlüğünü ve izleme performansını ortaya çıkarmak için değişik benzetim senaryoları oluşturulmuştur. Geliştirilen model öngörülü denetçinin etkinliğini doğrulamak üzere deneysel bir düzenek tasarlanmıştır. Bu tekniğin verimli bir şekilde endüstriyel AOK uygulamalarında kararlığı ve gürbüzlüğü geliştirmek üzere kullanılabileceği sonucuna erişilmiştir.
-
ÖgeAdaptif Hata Kestirimine Dayalı Dinamik Alt Yapılandırma Yöntemi İle Katılaşma Ve Elastodinamik Problemlerinin Nümerik Çözümü(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2016-02-02) Uyar, Özgür ; Muğan, Ata ; 10100726 ; Makina Mühendisliği ; Mechanical EngineeringGünümüzde klasik sonlu elemanlar yöntemi bir çok mühendislik probleminin nümerik olarak çözümünde kullanılan oldukça güçlü bir yöntemdir. Polinomların yaklaşım fonksiyonu olarak kullanılması sonlu elemanlar yönteminin temelini oluşturmaktadır ve bu sebeple problemlerin sonlu elemanlar yöntemi ile çözümünden elde edilen sonuçlar polinomlar gibi yumuşak bir karakteristiğe sahiptir. Katılaşma problemleri ve elastodinamik problemleri gibi hareketli keskin cepheler ve süreksizlikler içeren dinamik problemler gözönüne alındığında sonlu elemanlar yönteminin yumuşak yapısından dolayı kabul edilebilir hassas sonuçların elde edilebilmesi için çözüm bölgesinde çok ince sonlu elemalar ağının kullanılması gerekmektedir. Bu durum eleman sayısını artırarak çözüm sürelerinin uzamasına ve hesaplama maliyetlerinin artmasına sebep olmaktadır. Keskin cepheler ve süreksizlikler içeren dinamik problemlerin çözümünde klasik sonlu elemanlar yönteminin kullanılmasının dez avantajı çözüm maliyetlerinin yüksek olmasıdır. Bu tez çalışmasında klasik sonlu elemanlar yönteminin çözüm maliyetlerini düşürerek hassas sonuçlar elde edebilmek için adaptif hata kestirimine dayalı dinamik alt yapılandırma yöntemi geliştirilerek katılaşma ve elastodinamik problemlerine uygulanmıştır. Katılaşma problemleri ele alındığında sonlu elemanlar yöntemi ile hassas sonuçların elde edilebilmesi için iki hususa dikkat edilmesi gerekmektedir. Bunlardan birincisi katılaşma cephesinin konumunun doğru bir şekilde tesbit edilmesi diğer husus ise katılaşma cephesinden etkilenen peltemsi bölgenin konumunun düzgün bir şekilde belirlenmesidir. Literatürde bulunan daha önceki çalışmalar incelendiğinde kayar sonlu elemanlar yöntemi, genelleştirilmiş sonlu elemanlar yöntemi, uzatılmış sonlu elemanlar yöntemi ve ağsız yöntemlerin daha çok süreksizliğin olduğu katı sıvı bölge arasında bulunan katılaşma cephesinin bulunduğu ara yüze yoğunlaştığı ve bu ara yüze düğüm noktaları yerleştirerek çözümün gerçekleştirildiği görülmektedir. Bu sebeple bu yöntemler ile süreksizliğin bulunduğu katılaşma cephesinde oldukça hassas sonuçlar elde edilebilmektedir. Ancak bu yöntemlerin tamamı katılaşma problemlerinin çözüm hassasiyetini etkileyen peltemsi bölgeyi gözardı etmektedir. Katılaşma problemlerinin çözümünde kullanılan diğer bir yöntem ise adaptif hata kestirimine dayalı yeniden sonlu elemanlar ağı oluşturma yöntemidir. Diğer yöntemlerden farklı olarak bu yöntem hem süreksizliğin olduğu katılaşma cephesini hem de peltems bölgeyi başarılı bir şekilde yakalayabilmektedir. Bu yöntemin dezavantajı ise bütün çözüm bölgesinde yeniden sonlu elemanlar ağı oluşturulduğu için yine yüksek çözüm maliyetidir. Çözüm bölgesinin boyutları büyüdüğü zaman çözüm süreli şiddetli bir şekilde artmaktadır. Bu yöntemin diğer bir dezavantajı ise sonlu elemanlar ağının uyumudur. Bu yöntem uygulanırken eski sonlu elemanlar ağı ile elde edilen sonuçların yeni sonlu elemanlar ağına aktarılması gerekmektedir ve bunun için yine çözüm sürelerini uzatan özel algoritmalar kullanılmaktadır. Eğer çözüm bölgesinin küçük bir kısmına bölgesel olarak yeniden sonlu elemanlar ağı oluşturulacaksa yeni sonlu elemanlar ağını eski sonlu elemanlar ağına bölgesel olarak bağlamak da oldukça zordur. Bu çalışmada geliştirilen adaptif hata kestirimine dayalı dinamik alt yapılandırma yönteminde, oluşturulan alt yapı orjinal global sonlu elemanlar ağından ayrı olarak oluşturulduğu için böyle bir durum oluşmamaktadır ve alt yapı bölgesinde bulunan sonlu elemanlar ağının yoğunluğu serbest bir şekilde artırılabilmektedir. Benzer şekilde elastodinamik problemleri ele alındığında ise sonlu elemanlar yöntemi ile hassas sonuçların elde edilebilmesi için üç hususa dikkat etmek gerekmektedir. Bunlardan birincisi dalga cephesinin konumunun doğru bir şekilde belirlenmesi, ikincisi dalga boyunu içeren elemanların doğru bir şekilde belirlenmesi ve son husus ise dağılım ve ayrılma hatalarının azaltılmasıdır. Dağılım hatalarının kaynağını büyük zaman adımları oluştururken ayrılma hatalarına büyük eleman boyutları neden olmaktadır. Elastodinamik problemlerinin çözümünde klasik sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak çok küçük zaman adımları ve çok küçük eleman boyutları ile hassas çözümler elde edilebilir ancak bu durum CPU zamanlarının ve çözüm maliyetlerinin şiddetli bir şekilde yükselmesine sebep olacaktır. Literatürde çözüm zamanlarını azaltarak kabul edilebilir seviyelerde sonuçların elde edilebileceği yöntemler bulunmaktadır. Bu yöntemlerden genelleştirilmiş sonlu elemanlar yöntemi / uzatılmış sonlu elemanlar yöntemi / zenginleştirilmiş sonlu elemanlar yöntemi ve ağsız yöntemler oldukça güçlü yöntemlerdir ve bu yöntemler ile süreksizlik arayüzünde oldukça hassas sonuçlar elde edilebilmektedir. Belirtilen yöntemler çözüm esnasında dalga cephesinin bulunduğu süreksizlik arayüzüne sanal veya gerçek düğüm noktaları ekleyerek bu bölgede hassas çözümlerin elde edilmesine imkan tanımaktadır fakat dalga boyunu içeren elemanları gözardı etmektedir. Bu sebeple bu bölgedeki ayrılma hataları hesaplamalara katılmamaktadır. Spektral sonlu elemanlar yöntemi ve dalgacık sonlu elemanlar yöntemi incelendiğinde ise bu yöntemlerin çözüm bölgesinde hassas sonuçların elde edilebilmesi için yaklaşım fonksiyonu olarak polinom olmayan bazı özel fonksiyonları kullandığı görülmektedir ancak bu fonksiyonların kullanımı yine hesaplama ve çözüm maliyetlerinin artmasına neden olmaktadır. Diğer bir yöntem olan uzay-zaman sonlu elemanlar yönteminde uzayda sürekli, zamanda ise süreksiz olan şekil fonksiyonları kullanılarak uzay ve zaman eş zamanlı olarak bölünmektedir. Bu yöntem ile gerilme dalgası cephesinde oldukça hassas ve dengeli çözümler elde edilebilmektedir. Fakat bu yöntemde karmaşık formülasyonların kullanılmasından dolayı ve oluşturulan lineer sistemlerin boyutlarının büyük olmasından dolayı çözüm süreleri oldukça yüksektir. Bu durum büyük çözüm bölgelerinde çözüm süresi açısından dezavantaj yaratmaktadır. Katılaşma problemleri ile ilgili olan bir önceki paragrafta bahsedilen hata kestirimine dayalı adaptif yeniden sonlu elemanlar ağı oluşturma yöntemi elastodinamik problemlerine de uygulanmaktadır. Benzer bir yöntem olan adaptif ölçeklendirilmiş sınır sonlu elemanlar yöntemi de bu problemlerin çözümünde kulanılan diğer bir yöntemdir. Her iki yöntem de katılaşma problemlerinin anlatıldığı bir önceki paragrafta belirtilen adaptif yeniden sonlu elemanlar ağı oluşturma yönteminin avantaj ve dezavantajlara sahiptir. Adaptif sonlu elemanlar ağı süperpozisyonu yöntemi, global modelden bağımsız olarak iyileştirilmiş sonlu elemanlar ağına sahip alt bölgeler oluşturarak global modelin sonlu elemanlar ağını global matrisleri değiştirmeden iyileştirmektedir. Bu yöntem dalga cephesini ve dalga boyunu içeren bölgeleri yakalayarak bu bölgelerde iyileştirilmiş sonlu elemanlar ağının oluşturulmasına imkan tanımakta ve bu bölgelerde hassas sonuçların elde edilmesini sağlamaktadır. Adaptif sonlu elemanlar ağı süperpozisyonu yönteminin bu özellikleri her ne kadar bu tezde geliştirilen adaptif hata kestirimine dayalı dinamik alt yapılandırma yöntemine benzese de iki yöntem arasında kesin farklar bulunmaktadır. Adaptif sonlu elemanlar ağı süperpozisyonu yöntemi lokal olarak iyileştirilmiş sonlu elemanlar ağı sonuçları ile global kaba sonlu elemanlar ağı sonuçlarını süperpoze ederek problemlerin çözümünü elde etmektedir. Adaptif hata kestirimine dayalı dinamik alt yapılandırma yöntemi ise lokal olarak iyileştirilmiş sonlu elemanlar ağı sonuçlarını global modelden bağımsız bir alt yapı modeli ile elde etmekte ve bu sonuçları global model kaba sonlu elemanlar ağı ile elde edilen sonuçlar ile birleştirmektedir. Adaptif sonlu elemanlar ağı süperpozisyonu yönteminde lokal sonlu elemanlar ağı düğüm noktası ile global sonlu elemanlar ağı düğüm noktası çakıştığında, toplam yer değiştirmedeki uyumluluğu sağlamak için ilgili düğüm noktasının lokal sonlu elemanlar ağındaki değeri sıfır olarak alınmaktadır. Bu sebeple çakışan düğüm noktalarındaki hatalar adaptif sonlu elemanlar ağı süperpozisyonu yöntemi ile düzeltilememektedir. Adaptif hata kestirimine dayalı dinamik alt yapılandırma yöntemi ise yüksek hata içeren elemanlara komşu olan düşük hata içeren elemanların düğüm noktalarını sınır şartı olarak kullanmaktadır. Bu sebeple yüksek hata içeren elemanların tüm düğüm noktalarındaki çözümler iyileştirilmektedir. Bu sebeple bu tez çalışmasında geliştirilen adaptif hata kestirimine dayalı dinamik alt yapılandırma yöntemi ile daha hassas ve doğru çözümler elde edilebilmektedir. Adaptif sonlu elemanlar ağı süperpozisyonu yöntemi, birleştirme matrislerini oluşturmak için lokal koordinatları ve global koordinatlardan lokal koordinatlara geçmek için ters eşleştirme ve Newton-Raphson iterasyonlarını kullanmaktadır. Koordinat transferleri için kullanılan bu lineer olmayan transferler çözüm sürelerinin artmasına sebep olmaktadır. Adaptif hata kestirimine dayalı dinamik alt yapılandırma yöntemi ise alt yapı modeli ile elde edilen lokal çözümleri direkt olarak global model çözümleri ile birleştirmektedir. Bu nedenle ters eşleştirme ve Newton-Raphson iterasyonları kullanılmamaktadır. Bu özelliğinden dolayı adaptif hata kestirimine dayalı dinamik alt yapılandırma yöntemi adaptif sonlu elemanlar ağı süperpozisyonu yöntemine göre daha hızlı çalışmaktadır. Yukarıda anlatılan yöntemlerin eksikliklerinden dolayı, bu tezde yeni bir teknik olan adaptif hata kestirimine dayalı dinamik alt yapılandırma yöntemi geliştirilmiştir. Bu yöntem ile dinamik problemlerin çözüm adımlarında orjinal sonlu elemanlar ağı değişmemekte ve kaba sonlu elemanlar ağı ile oldukça hassas sonuçlar elde edilebilmektedir. Dinamik problerin çözümü esnasında hesaplama bölgesinde kaba bir sonlu elemanlar ağı oluşturulmakta daha sonra hata seviyesi belli bir eşik değerin üzerinde olan katılaşma cephesini, dalga cephesini, peltemsi bölgeyi ve dalga boyunu içeren elemanlar her bir çözüm adımında hata enerji norm kestirimi ile belirlenmektedir. Daha sonra belirlenen bu elemanlar kullanılarak global modelden bağımsız bir alt yapı modeli oluşturulmakta ve bu modelin sonlu elemanlar ağı elemanlar bölünerek inceltilmektedir. Böylece her bir çözüm adımında orjinal global model için ince elemanlar ile yeniden sonlu elemanlar modeli oluşturulmadığı için çözüm zamanları önemli ölçüde azalmaktadır. Alt yapı modelinin sınır şartları ise global modelin alt yapıya komşu olan elemanlarının düğüm noktalarından elde edilmektedir ki bu düğüm noktalarında hesaplanan değerlerin hata oranı belirlenen eşik değerinin altındadır. Daha sonra orijinal global modelin sonlu elemanlar denklemleri ile alt yapı modelinin sonlu elemanlar denklemleri birleştirilmekte ve birleştirilmiş sonlu elemanlar denklemleri eş zamanlı olarak çözülmektedir. Bu şekilde her bir çözüm adımında adaptif hata kestirimine dayalı olarak alt yapı modelleri oluşturulmakta ve eğer çözüm adımları esnasında alt yapı modelini oluşturan elemanların hata seviyeleri belirlenen eşik değerinin altına düşerse bu elemanlar alt yapı modelinden çıkarılmaktadır. Bu tez çalışmasının katışama bölümünde geliştirilen yöntem kurşun alaşımının katılaşma problemine uygulanmıştır. Öncelikle çözüm için geliştirilen Matlab kodunun güvenilirliğini belirlemek için karşılaştırma çalışmaları yapılmıştır. Karşılaştırma çalışmaları esnasında basit bir zamana bağlı ısı transferi problemi hem geliştirilen Matlab kodu hem de Abaqus ticari sonlu elemanlar yazılımı ile çözülmüştür. Daha sonra elde edilen sonuçlar birbiri ile karşılaştırılmıştır. Karşılaştırma çalışmalarından oldukça yakın sonuçlar elde edildikten sonra geliştirilen dinamik alt yapılandırma yöntemi kodu katılaşma problemlerine uygulanmıştır. Çalışma esnasında her bir adımda elemanların hata enerji normlarını değerlendirmek için kullanılan ısı akıları süper yakınsak yama iyileştirmesi tekniği ile elde edilmiştir. Katılaşma cephesi, peltemsi bölge ve belirlenen eşik değerinin üzerinde hata içeren elemanlar hata kestirimi ile belirlenmiştir. Daha sonra belirlenen elemanlar kullanılarak alt yapı modeli oluşturulmuş ve bu alt yapının sonlu elemalar ağı ince bir şekilde global modelden bağımsız olarak oluşturulmuştur. Son olarak global model sonlu elemanlar denklemleri ile alt yapı sonlu elemanlar modelleri birleştirilerek eş zamanlı olarak çözümler gerçekleştirilmiştir. Aynı problem ince sonlu elemanlar ağı ile modellenerek ve klasik sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak yeniden çözülmüş ve elde edilen sonuçlar dinamik alt yapılandırma yöntemi ile elde edilen sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Karşılaştırma sonucunda kaba sonlu elemanlar ağ denklemlerinin kulalnılmasının hesaplama maliyetlerini düşürdüğü görülmüştür. Bölüm sonunda sayısal sonuçlar sunulmuş ve önerilen yaklaşımın adaptif hata kestirimi algoritmasının yardımı ile diğer yöntemlere göre üstünlükleri gösterilmiştir. Önerilen yöntem nümerik çözüm sürelerini kısaltırken çözümlerin hassasiyetini artırmakta ve hassas bir şekilde katılaşma cephesini ve peltemsi bölgeyi yakalamaktadır. Çaışmanın elastodinamik bölümünde ise geliştirilen yöntem elastodinamik problemine uygulanmıştır. Öncelikle çözüm için geliştirilen Matlab kodunun güvenilirliğini belirlemek için karşılaştırma çalışmaları yapılmıştır. Karşılaştırma çalışmaları esnasında basit bir problem hem geliştirilen Matlab kodu hem de Abaqus ticari sonlu elemanlar yazılımı ile çözülmüştür. Daha sonra elde edilen sonuçlar birbiri ile karşılaştırılmıştır. Karşılaştırma çalışmalarından oldukça yakın sonuçlar elde edildikten sonra geliştirilen dinamik alt yapılandırma yöntemi kodu elastodinamik problemlerine uygulanmıştır. Çalışma esnasında her bir adımda elemanların hata enerji normlarını değerlendirmek için kullanılan gerilme değerleri süper yakınsak yama iyileştirmesi tekniği ile elde edilmiştir. Gerilme dalga cephesi, gerilme dalga boyu bölgesi ve belirlenen eşik değerinin üzerinde hata içeren elemanlar hata kestirimi ile belirlenmiştir. Daha sonra belirlenen elemanlar kullanılarak alt yapı modeli oluşturulmuş ve bu alt yapının sonlu elemalar ağı ince bir şekilde global modelden bağımsız olarak oluşturulmuştur. Son olarak global model sonlu elemanlar denklemleri ile alt yapı sonlu elemanlar modelleri birleştirilerek eş zamanlı olarak çözümler gerçekleştirilmiştir. Aynı problem ince sonlu elemanlar ağı ile modellenerek ve klasik sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak yeniden çözülmüş ve elde edilen sonuçlar dinamik alt yapılandırma yöntemi ile elde edilen sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Karşılaştırma sonucunda kaba sonlu elemanlar ağ denklemlerinin kulalnılmasının hesaplama maliyetlerini düşürdüğü görülmüştür. Bölüm sonunda sayısal sonuçlar sunulmuş ve önerilen yaklaşımın adaptif hata kestirimi algoritmasının yardımı ile diğer yöntemlere göre üstünlükleri gösterilmiştir. Önerilen yöntem nümerik çözüm sürelerini kısaltırken çözümlerin hassasiyetini artırmakta ve hassas bir şekilde gerilme dalga cephesini ve gerilme dalga boyu bölgesini yakalamaktadır. Elde edilen nümerik sonuçların sonucunda dinamik alt yapılandırma tekniğinin literatürde bulunan diğer yöntemlerle karşılaştırıldığında oldukça avantajlı olduğu belirlenmiştir. Literatürde bulunan diğer yöntemlerin eksiklikleri aşağıdaki paragrafta verilmiştir. Literatürde alternatif yöntemlerle ilgili olarak net bir CPU zamanı karşılaştırması bulunmamaktadır. Fakat, ilgili alternatif yöntemler incelendiğinde bu yöntemlerin birçoğunda çözüm hassasiyetinin artırılması amacıyla global çözüm bölgesinin düğüm noktası sayılarının ve eleman sayılarının çözüm esnasında artırıldığı görülmektedir ve bu durum her bir çözüm adımında global matrislerin güncelleştirilmesini gerekli kılmaktadır. Her bir çözüm adımında global matrislerin yeniden oluşturulması özellikle büyük çözüm bölgelerinde çözüm sürelerinin şiddetli bir şekilde yükselmesine sebep olacaktır. Adaptif hata kestirimine dayalı dinamik alt yapılandırma yönteminin avntajı bu noktada ortaya çıkmaktadır. Adaptif hata kestirimine dayalı dinamik alt yapılandırma yöntemi kullanıldığında orjinal global model etkilenmemekte ve global matrislerin her bir adımda yeniden oluşturulması gerekmemektedir. Bunun yerine her bir çözüm adımında global modelin küçük bir kısmını oluşturan alt yapı modeli global modelden baağımsız olarak oluşturulmaktadır. Bu sebeple alt yapı modeli matrislerinin oluşturulması alternatif yöntemlere göre çok daha hızlı ve zaman kazandırıcıdır. Ayrıca çözüm esnasında adımlar arasında alt yapının oluşturulduğu bölgelerin değişmemesi durumunda bir önceki adımda hazırlanan alt yapı modeli aynen kullanılabilir ve bu durum çözüm sürelerinin daha da kısalmasını sağlayacaktır. Yeniden sonlu elemanlar ağı oluşturulmasını ve dolayısıyla global matrislerin güncellenmesini gerektirmeyen diğer yöntemler ise yüksek mertebeli elemanlar ve karmaşık çözüm yöntemleri kullanmaktadır. Çözüm yöntemlerinin karmaşık oluşu ve yüksek mertebeli elemanların kullanılması çözüm sürelerinin artmasına sebep olmaktadır. Adaptif hata kestirimine dayalı dinamik alt yapılandırma yöntemi oldukça basit ve kullanışlı olan klasik sonlu elemanlar formülasyonlarını kullanmaktadır. Bu sebeple, bu elemanlar kullanılarak gerçekleştirilen hesaplamaların maliyetleri literatürdeki diğer yöntemlere göre daha düşüktür.
-
ÖgeAdaptif Ters Kontrol(Fen Bilimleri Enstitüsü, ) Akça, Serdar ; Hızal, N.aydın ; Makina Teorisi ve Kontrol ; Theory of Machines and ControlAdaptif ters kontrol (ATK), sonlu impuls cevabı olan (FIR) filtre kullanarak elde edilen dinamik sistem ters modelinin, dinamik sistem ile seri bağlı olan adaptif kontrolörün transfer karakteristiklerini belirlediği bir açık çevrim kontroldür. Bu çalışmada, sırası ile adaptif ters kontrol analizleri için kararsız lineer bir dinamik sistem ve bozucu etkiyen lineer uçak modeli test platformu olarak seçilmiştir. Filtered-X LMS algoritmasını kullanan online ATK sisteminin performansı, kararsız olan dinamik sistem kullanılarak incelenmiş ve uygun yakınsama faktörü ve ağırlık vektörü uzunluğunun seçilmesi halinde bu tip bir ATK sistemi konfigurasyonu ile hassas bir dinamik kontrol gerçeklenebileceği gösterilmiştir. Bu durumda, model referans ters modelleme özelliği eklenerek kontrol sistemi performansı arttırılabilmektedir. İç model kontrol (IMK) şemasına dayalı ATK konfigurasyonu ise basamak, rampa ve rastgele değişen karakterde bozucuya maruz lineer uçak modeli üzerinde test edilmiştir. Bu konfigurasyon ile adaptasyon hızına bağlı olmadan herhangi bir anda bozucu kestirimini veren direkt model mevcut olacağından, bozucu yok etme sinyali geri beslemesinin aktif hale getirilmesi ile etkin biçimde dinamik sisteme etkiyen bozucu yok edilmektedir.
-
ÖgeAdaptive remeshing on two dimensional unstructured meshes(Institute of Science and Technology, 1996) Dilaver, Serdar ; Binark, Korhan ; 55744 ; Mechanical EngineeringRüzgar tüneli deneyleri, hava araçlarının aerodinamik dizaynlarının belirlenmesinde önemli rol oynamaktadır. Rüzgar tünelinde denenen model üzerine gelen kuvvetler ölçülebilir, yüzeyinde belirli noktalarda basmç değerleri elde edilebilir ve akım görünürlüğü teknikleriyle model üzerindeki ve etrafındaki akış alanı incelenebilir. Bütün bu metotlar ile elde edilen sonuçlan değerlendirerek model yeniden dizayn edilebilir. Ancak rüzgâr tüneli deneyleri çok vakit alır ve masraflıdır. Bir uçağın dizaynında on binlerce saat rüzgâr tüneli deneyi yapıldığı göz önüne alınırsa, bu aşamanın maliyet ve zaman açısından önemi daha iyi anlaşılır. Yüksek hızlı bilgisayarların kullanımıyla akış problemlerinin sayısal çözümü mümkün hale gelmiştir. Bir problemin sayısal çözümü iki aşamada incelenebilir. Bunlar; çözüm yapılan alanda bir ağ oluşturulması ve bu ağ üzerinde sayısal metodun gerçekleştirilmesidir. Elde edilen çözümün doğruluğu kullanılan sayısal metoda ve kullanılan ağın probleme uygunluğuna bağlıdır. Kullanılan bilgisayarların hızında ve belleğindeki artışa paralel olarak sayısal çözüm metotlarının aerodinamik dizayna katkıları da artmıştır. Geliştirilen çözüm tekniklerinin basit şekillere uygulanması ile gerçeğe çok yakın sonuçların elde edilmesi, karmaşık geometriler, örneğin uçaklar, üzerindeki akış alanının sayısal metotlarla çözümüne olan ilgiyi arttırmıştır. Sayısal modellemeyle uğraşan analizcinin ilk aşamada karşılaşacağı problem çözüm alanını kaplayan uygun bir ağın oluşturulması olacaktır. Bundan sonra ise sayısal sonucun hatasını azaltmak için ağın, akışın değişen özelliklerine uygun bir şekilde, adaptasyonu gerekecektir. Karmaşık geometrik yapıya sahip bir modelin etrafında ağ oluşturmanın zorluğu model yüzeyinin tek bir koordinat sistemiyle tanımlanamamışından kaynaklanmaktadır. Dikdörtgensel bir alanda kartezyen koordinat sistemi kullanılarak kolayca yapısal bir ağ elde edilebilir veya bir kanat profili etrafında yine yapısal bir ağ geometrik transformasyonlar kullanılarak elde oluşturulabilir. Fakat karmaşık bir geometriye sahip bir model etrafında, örneğin tam bir uçak etrafında, yapısal bir ağ elde etmek bu kadar kolay olmayacaktır. Kanadın etrafında oluşturulan ağ gövdenin etrafında oluşturulana uymayacaktır. Böyle bir model etrafında ağ, akış alanını gruplara ayırarak elde edilebilir. Ağ üretimine alternatif bir yaklaşım ise yapısal ağdan vazgeçip tamamıyla yapısal olmayan bir ağ kullanmakta*. Ağ elemanım iki boyutlu problemlerde üçgen ve üç boyutlu problemlerde üçgen tabanlı prizma seçerek, ağ oluşturulması mümkün olabilacektir. Yapısal olmayan ağlar son yıllarda sıkça kullanılmaktadır. vnı Ağ hangi metotla yapılırsa yapılsın, düğüm noktalan akışın fiziksel durumuna bağlı olarak dağıtılmalıdır. Bu ise fiziksel özelliklerin değiştiği yere en yüksek doğrulukla çözüm verecek minimum sayıda nokta yerleştirilmesiyle olacaktır. Böyle bir ağ ya bir koordinat sisteminin tanımlanmasıyla yapısal olarak veya her bir düğüm noktasının komşu noktalarla tanımlanmasıyla yapısal olmayarak elde edilebilir. En yaygın metot olan yapısal ağ yönteminde, ilgilenilen alan genelde dikdörtgensel alanlara ayrıştırılır. Böylece sınırlarda bulunmayan her bir düğüm noktasının aynı sayıda komşu noktası olacaktır. İki boyutlu halde koordinat sisteminin eksenleri t, ve rj dikdörtgenlerin kenarlarına paralel olacak şekilde tanımlanabilir. Böyle bir koordinat sisteminde düğüm noktalarını Tj'nm sabit olduğu doğrultuda, £ arttığı yöne doğru artarak numaralandınrsak ve aynı şekilde rj yönünde de numaralandınrsak, her bir düğüm noktasının ve komşularının numarası belirlenecektir. Böylece yapısal bir ağ elde edilecektir. Genellikle bu tür ağlar çözüm alanının transformasyon teknikleriyle bir dikdörtgene dönüştürülmesi ve bu dikdörtgenin, dikdörtgen elemanlara ayrılmasıyla elde edilir. Akışkan akışı ile ilgili bütün sayısal çözüm metotları bu tür ağlar üzerinde uygulanabilirler. Bu tür çözümlerle uğraşan analizciye yapısal ağ kullanmanın verdiği en büyük avantaj, bir çok metot arasından kendisine uygun birisini seçebilmesidir. Yapısal ağ kullanmanın sakıncası ise her geometri için uygun bir ağ oluşturmanın mümkün olmayışıdır. Bu sakınca çözüm alanım yapısal ağ oluşturulabilecek alt gruplara ayırarak giderilebilse de sonuçta kötü kaliteli elemanlar oluşabilecek ve zaman kaybı olacaktır. Bütün bu sakıncalar göz önüne alınarak yapısal ağa alternatif olarak yapısal olmayan ağların kullanımı yaygınlaşmıştır. Bu ağ yapısının önemli bir özelliği her bir düğüm noktası etrafındaki komşu noktaların sayısının eşit olması gerekliliği bulunmayışıdır. Bu metotta dörtgen elemanlar kullanılabilir fakat yaygın olarak üçgen elemanlar kullanılmaktadır. Ağın yapısal bir düzeni bulunmadığından her bir elemanın hangi köşesinde kaç numaralı düğüm noktasının bulunduğu listelenmelidir. Bu yöntemle elde edilen bir ağ bir koordinat sistemiyle tanımlanamayacağından yapısal ağlara uygulanabilen bütün çözüm teknikleri (koordinat sistemine bağımlı olanlar) bu ağlar üzerinde kullanılamayacaktır. Yapısal olmayan ağlatın en büyük avantajı karmaşık geometriler için uygun olmasıdır. Ayrıca bu ağlar üzerinde adaptasyon işlemi yapısal olanlara nazaran daha etkin bir şekilde yapılabilmektedir. Yapısal olmayan ağlan kullanmanın dezavantajlan ise kullanılan çözüm yöntemlerinin sınırlı olması, bilgisayarda fazla bellek kullanılması ve çözüm süresinin uzaması olarak sıralanabilir. Yukanda belirtilen avantajlan göz önüne alınarak ve son yıllarda sıkça kullanıldığından dolayı bu çalışmada yapısal olmayan ağlar kullanılmıştır. İlk önce bazı yapısal olmayan ağ üretim teknikleri anlatılmış daha sonrada adaptasyon tekniği verilmiştir. Yapısal olmayan ağ üretimi için ilerleyen cephe yöntemi kullanılmıştır. İşleme bütün sınır çizgilerinin tanımlanmasıyla başlanır. Düğüm noktalan sınırlara yerleştirilir ve ardışık noktalar düz çizgilerle birleştirilir. Daha sonraki aşamalarda bu ıx çizgiler oluşturulacak üçgenlerin kenarları olacaktır. Bu nedenle sınırlara konan noktaların arası istenen ağ aralığı kadar olmalıdır. Sınır çizgilerine düğüm noktalan yerleştirildikten sonra üçgen elemanlar oluşturulabilir. Üçgen elemanlarla doldurulacak olan ve sınır çizgileriyle tanımlanacak olan bu bölgeye cephe denilmektedir. Cephe sürekli olarak değişen bir geometriden ibarettir ve herhangi bir anda üçgen oluşturmaya müsait bütün kenarları içermektedir. Yeni bir üçgen oluşturmak için cepheden mevcut bir kenar seçilir ve üçgen eleman oluşturulur. Bu ya cephede mevcut olan diğer kenarları kullanarak veya yeni kenarlar üretilerek gerçekleştirilir. Yeni eleman oluşturulduktan sonra cephenin yapısı değişecektir ve bu işlem cephe boşalana kadar yani cephe içinde sadece üç kenar kalana kadar devam edecektir. Aşağıda bu işlem adım adım verilmiştir. i - sınırların tanımlanması ii - noktaların yerleştirilmesi ve başlangıç cephesinin oluşturulması iii - cepheden bir kenar seçilmesi iv - eleman kalite kriteri a - yeni bir nokta oluşturulması b - varolan bir noktanın kullanılması v - bu noktayı kullanarak yeni bir elemanın oluşturulması vi - cephe yapısının değişmesi vii - eğer cephe boş değilse iii'ye gidilmesi, boş ise işleme son verilmesi Bu metotla istenen ebatlarda elemanların oluşturulabilmesi için bazı geometrik parametreler kullanılmalıdır. Bunlar birbirine dik iki doğrultu ve bu doğrultulardaki kenar uzunluklarıdır (iki nokta arasındaki aralık). Böylece bir noktada iki doğrultudaki aralık değerleri eşitse oluşturulan üçgen eşkenar olacaktır. Bu parametreler akış alanındaki her düğüm noktası için aynı olmayacaktır. Akımın ani olarak değiştiği yerlerde aralık değerleri küçük, yani noktalar birbirine daha yakın, diğer yerlerde ise buna nazaran daha büyük olacaktır. Akış alam üzerinde bu parametrelerin kontrolü ise iki yöntemle yapılabilmektedir. Bunlardan birincisi kontrol ağı kullanmaktır. Kontrol ağı üçgen elemanlardan oluşur ve düğüm noktalarındaki aralık değerleri, yeni oluşturulacak olan ağın aralık değerlerinin hesaplanmasında kullanılacaktır. Kontrol ağı yeni oluşturulacak ağı tamamıyla kaplamalıdır ve sahip olacağı üçgen sayısı yeni oluşturulacak ağın üçgen sayısından çok daha az olur. Her ne kadar az elemandan oluşsa da kontrol ağım oluşturmak zaman alan bir iş olacaktır. Oluşturulacak ağın daha iyi kontrolü ancak kontrol ağındaki nokta sayısının arttırılmasıyla olacaktır, bu ise daha çok zaman isteyecektir. Ayrıca bu metot akışın özelHklerinin ani olarak değiştiği yerlerde (şok dalgası, sınır tabaka) nokta aralıklarının belirlenmesinde yeterli olmayabilecektir. Bu nedenle daha kolay ve etkili olan bir yöntem geliştirilmiştir. Bu metotta nokta aralıklarının kontrolü çözüm alanına konan kaynaklarla sağlanmaktadır. Bir noktadaki aralık değeri, o noktanın kaynağa olan uzaklığına bağlı olarak hesaplanmaktadır. Üç çeşit kaynak olabilmektedir; nokta, çizgi, üçgen. Çizgi ve üçgen kaynak ların her bir ucunda bir nokta kaynak bulunmaktadır. Bir nokta kaynağının beş parametresi vardır. Bunlar; kaynağın akış alanındaki konum koordinatları, kaynak dairesinin içindeki sabit olan aralık değeri, kaynak dairesinin yarıçapı ve kaynak fonksiyonunun sabiti. Eğer bir noktanın yeri kaynak dairesinin içinde ise o noktanın aralık değeri kaynağın aralık değerine eşit olacaktır. Eğer nokta kaynak dairesinin dışmda ise o noktadaki aralık kaynak fonksiyonuna ve sabitine göre hesaplanacaktır. Ağ aralıklarının sonucun doğruluğu üzerindeki etkisi büyük olacağından, akış alanı içindeki aralık değeri büyük önem taşımaktadır. Aralık ne kadar küçük olursa yani düğüm noktalan birbirine ne kadar yakın olursa sonucun hatası o derece az olacaktır. Diğer taraftan kullanılan bilgisayarın hızı ve belleği kullanılan nokta sayısını sınırlamaktadır. Bu nedenle noktaların akışın ani olarak değiştiği diğer yerlere nazaran daha sık olması gerekmektedir. Fakat bu bölgeler genelde çözüm yapmadan bilinememektedir. Dolayısıyla düğüm noktalarının sayılarım hataların büyük olduğu bölgelerde arttırmak gerekecektir. Bu gereklilik çözücünün ve ağ üreticinin beraber çalıştığı ağ adaptasyonu metodunu gündeme getirmiştir. Adaptasyonda ilk aşama ağın sıklaştırılacağı veya seyreltileceği yerlerin tespit edilmesi olacaktır. Bundan sonra ise yeni ağ elde edilebilecektir. Bu çalışmada ilk aşamayı gerçekleştiren ve ağ üreten program için bir kontrol ağı oluşturan bir program geliştirilmiştir. Program her bir düğüm noktası için bir 'gösterge' değeri hesaplar. Bir noktadaki göstergenin değeri o noktanın akış alanındaki yerine göre değişmektedir. Akış alanında akışkanın fiziksel özelliklerinin ani olarak değiştiği yerler, şok dalgalan ve durma noktalandır. Bu bölgeleri tespit etmek için akışkanın özelliklerinin değişimi incelenmiştir. Bunun için akışkanın özelliklerini içeren bir değişken Q, tanımlanmıştır. Q=a. p+ b.p+ c. u+ d. v+ e.M Burada p,p,u,v,M sırasıyla yoğunluk, basmç,yatay ve düşey hızlar ile mach sayısıdır. a,b,c,d,e ise bunlara karşılık gelen ağırlık faktörleridir. Göstergenin hesabı için çeşitli kriterler göz önünde bulundurulmuştur. Bunlar; \u.VQ\, \VQ\ ve \v.âv/Sy\ dir. Sonuncu kriter akışın toplam hızının çok düşük olduğu ve düşey hızın ani olarak değiştiği yerlerde kullanılmıştır (kanat profilinin hücum kenan). Bütün noktalar için gösterge değerleri hesaplanıp listelendiği zaman, bunların 0 ile 20,40 gibi iki sayı arasında değiştiği görülmüştür. Yeni aralık değeri eskisinin gösterge değerine bölünmesiyle elde edildiğinden gösterge değerlerinin kontrolü gerekmektedir. Bu nedenle gösterge değerleri ölçeklenmeli ve daha küçük bir sayı aralığına sıkıştınlmahdır. Bu çalışmada her problem için gösterge değerlerinin ölçeklendiği sınırlar dışandan programa verilmiştir. Çünkü her problemin akış özellikleri ve ağ yapısı aynı olmamaktadır, örnek olarak bir problemde gösterge değerleri 0.5 ile 2 arasına xı sıkıştırılmıştır. Gerçek gösterge değerleri bu aralığa bir transformasyon fonksiyonuyla yerleştirilmiştir. Fonksiyonun şekli yeni ağın kalitesini önemli ölçüde etkileyecektir. Bu şekilde her bir düğüm noktasının yeni gösterge değeri elde edildikten sonra eski ağın aralık değerleri kullanılarak yeni ağ elde edilir. Bunun ilk önce eski ağın aralık değerlerinin hesaplanması gerekmektedir. Bir düğüm noktasındaki aralık değeri o düğüm noktasında kesişen eleman kenarlarının uzunluklarının ortalaması olarak alınmıştır. Bu aralık değerlerinin gösterge değerlerine bölünmesiyle kontrol ağı elde edilmiş olur. Bu kontrol ağı kullanılarak da yeni ağ oluşturulur. Elde edilen ağ akışa daha uygun hale gelmiş yani adapte edilmiştir. Yapılan uygulamalarda adaptasyonun bir defada değil de birkaç aşamada yapılması halinde sonuçta elde edilen ağın daha uygun olduğu gözlenmiştir. Bu çalışmada adaptasyon tekniği dört problem üzerinde denenmiştir. Her bir durum için 3 veya 5 adaptasyon yapılmıştır. Gerek göstergenin hesaplanmasında gerekse ölçeklendirilmesinde farklı kriterler kullanılmıştır. Çünkü bir probleme uygun olan değişken değerlerinin diğerlerine uygun olmadığı gözlenmiştir. Bu çalışmada iki boyutlu yapısal olmayan ağlar üzerinde uygulanabilen bir adaptasyon tekniği geliştirilmiştir, ilk başta akış alam ile ilgili verileri içeren dosyalar hazırlandıktan ve bir başlangıç ağı hazırlandıktan sonra istenen sayıda adaptasyon kolay bir şekilde yapılabilmektedir.
-
ÖgeAğır Hizmet Dizel Motorlarında Tüm Çevrim Zamanlarının Modellenmesi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2013-03-24) İmren, Abdurrahman ; Soruşbay, Cem ; Makina Mühendisliği ; Mechanical EngineeringBu çalışmada, 4 zamanlı, yüksek basınçlı aşırı doldurma oranlarında çalışan bir ağır hizmet dizel motorunun tüm çevrim zamanlarının simülasyonu KIVA-4 araştırma yazılımı kullanılarak yapılmıştır. Yanma odası, emme ve egzoz supapları ve manifoldların dahil edildiği motorun ağ sistemi yapısal olmayan O-Grid blokları kullanılarak hazırlanmıştır. KIVA-4 ağ yapısı oluşturmak içinse STAR-CD ve CFX sonuçlarından yararlanılarak bir ağ yapısı dönüşüm programı yazılmıştır. Yakıt demeti atomizasyon ve damlacık dinamiği modeli orijinal ERC modeli üzerinde modifiye edilerek oluşturulan hibrit KH-RT modeli ile tanımlanmıştır. Damlacıkların çarpışmasını temsil eden model ise mevcut KIVA modelinin yakıt demetinin ağ yapısına olan bağımlılığını azaltmak için damlacık yörüngelerini esas alan bir algoritma ile yeniden düzenlenmiştir. KIVA-4 yazılımındaki çok bileşenli buharlaşma modeli kullanılan temsili dizel mekanizmasının yapısı düşünülerek tek bileşenli buharlaşma modeline dönüştürülmüştür. Diesel yakıtının kimyasal yapısı heptan (70%) ve tolüen (30%) karışımı ile temsil edilmiştir. Temsili mekanizma 71 bileşen ve 321 reaksiyon içermektedir. Türbülanslı yanma modeli ise EDC (Eddy Dissipation Concept) modeli tabanlı kısmi karışımlı reaktör modeli ile ele alınmıştır. İs oluşumu öncül bileşen A2R5 kullanılarak, NOx oluşumu ise Zel’dovich reaksiyonları ile tanımlanmıştır. KIVA-3V kodu kullanılarak yapılan sektörel ağ yapısı üzerindeki yanma koşularında iyi sonuçlar alınmış, tüm geometriyi kapsayan ağ üzerindeki sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Tüm geometriyi kapsayan ağın kullanıldığı koşularda motorun tüm zamanları başarılı bir şekilde modellenmiştir. Sonuçlar deneysel silindir içi basınç ve ısı açığa çıkma hızları esas alınarak karşılaştırılmıştır. Geliştirilen tüm çevrim modelinin uygulaması olarak mevcut motorun çift yakıtlı sisteme dönüştürülmesi incelenmiştir.
-
ÖgeAktif Akış Kontrolü İçin Jet Ve Vorteks Aktüatörünün Deneysel Ve Sayısal Araştırılması(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2011-01-07) Çadırcı, Sertaç ; Güneş, Hasan ; Makina Mühendisliği ; Mechanical EngineeringBu doktora tezi çerçevesinde aktif akış kontrolü için geliştirilmiş olan jet ve vorteks aktüatörü (JaVA) deneysel ve sayısal olarak incelenmiştir. Aktif akış kontrolü uygulamasının hava, kara ve deniz taşıtları ile akım makinalarının aerodinamik performansını ve verimini arttırabileceği ve buna bağlı gürültü ve egzoz emisyonlarını da azaltacağı bilinmektedir. Klasik aktif akış kontrolüne bir örnek olmak üzere cidar yakınındaki sınır tabaka içerisinde hava jeti veya vorteks oluşturarak akışa ilave enerji verilebilir, ve sınır tabakanın cidardan ayrılması geciktirilmiş olur. Böylece akışa karşı koyan direnç kuvvetleri azaltılır, gürültü kaynakları ve istenmeyen daimi olmayan çalkantılar en az düzeye indirgenebilir. Bu bağlamda, JaVA kaynaklı akış tipleri (farklı yönlere doğru gelişen jetler, vorteks ve kaotik akışlar), önce durgun suda sonra su kanalında akış görüntüleme ile gözlemlenmiş bu akışlar yöneten boyutsuz parametrelerle ifade edilerek tanımlanmıştır. Daha sonra parçacık görüntüleme ile hız ölçme (PIV) ile deneysel olarak hız vektörleri elde edilmiştir. Deney verileri gereken durumlarda Kriging yöntemi ile iyileştirilmiş ve zenginleştirilmiştir. Ayrıca durgun sudaki akış görüntüleme sonuçlarına optik akış hesap yaklaşımı uygulanmak suretiyle akış alanları çıkarılmış ve zamana bağlı davranışları incelenmiştir. Deneyler ile gerek durgun su tankında gerekse su kanalında ayrıntılı olarak incelenen JaVA kaynaklı akış tiplerinin, Fluent ticari yazılımı ile sayısal modellemesi yapılmış ve su kanalında JaVA-sınır tabaka etkileşimi değişik parametreler için ortaya konmuştur. Sayısal modelleme ile elde edilen sınır tabaka hız profilleri, deneysel verilerle büyük ölçüde örtüşmüştür. Ayrıca, sayısal modellemeler, akışı yöneten parametrelere bağlı olarak sınır tabaka kalınlığı, öteleme kalınlığı, momentum kalınlığı, sürtünme katsayısı gibi sınır tabaka karakteristiklerinin değişiminin anlaşılmasına ve yorumlanmasına olanak tanımıştır.
-
ÖgeAkıllı Araçlar Kapsamında İleri Sürüş Destek Sistemlerinde Sensör Füzyonu(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2015-10-23) Altay, İlker ; Güvenç, Bilin Aksun ; 10054850 ; Makina Mühendisliği ; Mechanical EngineeringGüvenli Sürüş Projesi kapsamında, 2005 yılında İstanbul içinde şehiriçi ve çevreyolunu kapsayacak şekilde belirlenmiş 25 km’lik bir rotada araç çevresi, yol ve sürücü davranışları hakkında veri toplayan sensörlerle donatılmış Güvenli Sürüş aracının 108 farklı sürücü tarafından kullanılmasıyla toplanan verilerden oluşan bir veri tabanı oluşturulmuştur. Bu tezin ikinci bölümünde bu veritabanından rastgele seçilen sürücülerin verileri kullanılarak sürücünün fren pedal basıncı, gaz pedal ile direksiyon açısı kullanımı gibi sensör verilerinin marjinal dağılım analizi gerçekleştirilmiş, frekans spektrumları incelenmiş ve literatür ile karşılaştırılmıştır. Güvenli Sürüş aracı üzerinde bulunan lidar sensörü, çevre koşulları ile ilgili radar sensörüne göre daha çok bilgi sağlayabildiğinden İleri Sürüş Destek Sistemleri’nin (İSDS) gelecekteki uygulamalarında lidar kullanılması beklenmektedir. Bu sebeple üçüncü bölümde Güvenli Sürüş aracından alınan lidar verisinin detaylı analizi üzerine yoğunlaşılmıştır. Fren, gaz pedal basıncı, lidar ile GPS sensörü verilerinin zamanları eşitlenerek farklı sensör verilerinin birlikte incelenmesine temel oluşturulmuştur. İki farklı sürücü için takip mesafesi - araç hızı grafiğinden iki farklı sürüş karakteristiği tespiti yapılmıştır. Önemli bir sürüş parametresi olan takip süresi tanımlanmış ve örnek bir sürücü için sıkışık trafik ve çevreyolunda incelenmiştir. Izgara temelli ve nokta mesafe temelli yöntemler kullanılarak lidar verisinde Güvenli Sürüş aracının önündeki farklı araçlar tespit edilmiştir. Nokta mesafe temelli yöntem seçilip kullanılarak lidarda tespit edilen araçları bir sonraki lidar taramasında tanımak ve izlemek için Kalman filtresi kullanılmıştır. Kalman filtresi ile tespit edilen takip süresinin lidar taramasındaki araca dik doğru boyunca en yakın araç tespit edilerek tespit edilen takip süresine göre üstün yönleri tespit edilmiştir. Şehiriçi ve çevreyolunda Kalman filtresi ile tespit edilen ön araç takip süreleri farklı sürücüler için karşılaştırılmıştır. THW, araç hızı, bağıl mesafe, fren ve gaz basınçları kullanılarak farklı grafik denemeleri sunulmuştur. Bu veriler ışığında %90’ı sürücü hatasından kaynaklanan trafik kazalarını önlemek ve sürücü iş yükünü azaltmak için İleri Sürüş Destek Sistemleri ve otonom araç gerekliliği üzerinde durulmuştur. Dördüncü bölümde, üçüncü bölümde kazaları önlemek için tavsiye edilen İleri Sürüş Destek Sistemleri’nden araştırma grubumuz MEKAR takımının GCDC 2011 yarışmasında geliştirmiş olduğu Adaptif Seyir Kontrolü (ASK) sistemi Güvenli Sürüş proje veritabanından alınan sürüş verileri kullanılarak test edilmiştir. Güvenli Sürüş projesi verilerinden seçilmiş bir hız profiline sahip araç, kendi ASK kontrolcümüzün denetimindeki sanal araç tarafından takip edilmektedir. Bu test, ASK sisteminin İstanbul trafiğinde test edilmesi anlamına gelir. Güvenli Sürüş projesinden seçilen farklı sürücüler için takip süreleri incelenmiş ve ASK sisteminin gerekliliği vurgulanmıştır. Bir sonraki adım olarak, aynı ASK sistemi Carsim simülasyon ortamında aynı senaryo ile test edilmiştir. ASK sistemini Carsim sanal ortamında test ederken araç dinamiği GCDC’de kullanılan modelden daha kompleks bir model olan Carsim araç modeli olarak alınmıştır. Bu sanal ortam değişik senaryolarda ve farklı trafik koşullarında ASK sisteminin testine zemin oluşturur. Karayolu taşıtlarında yüksek otomasyonlu sürüş (YOS) amacıyla, İleri Sürüş Destek Sistemleri’nden biri olan Kooperatif Adaptif Sürüş Kontrol sistemi kullanılarak yapılan kooperatif sürüş ve otonom yörünge takibi için GPS sensör konumunun kullanımı iki güncel araştırma konusudur. Bu iki uygulamada da alınan GPS verisinin yüksek doğrulukta olması ve hızlı örneklenmesi gerekir. Beşinci bölümde tek başına GPS kullanımı ile karşılaştırıldığında daha hızlı örnekleme ve daha doğru konum ve hız verisi sağlayan geçici GPS kesilmelerinde belirli bir süre GPS konum ve araç hızı verisini tahmin edebilen bir gevşek bağlı GPS/INS entegrasyonu üzerine çalışılmıştır. Yol testlerine geçmeden önce ön hazırlık olarak Carmaker sanal ortamında INS algoritması ve GPS/INS entegrasyonu denenmiştir. Burada amaç farklı örnekleme frekanslarının, hatalarının ve viraj etkisini incelemek ve GPS/INS entegrasyonunu kullanarak GPS sensöründen daha yüksek örnekleme frekansında araç konum ve hız bilgisini yayınlamaktır. Deney kısmında ilk olarak GPS/INS entegrasyonunu kendi içinde gerçekleştiren hazır bir sensöre sadece rotasyon açıları uygulanarak literatürde yaygın olarak kullanılan çeşitli INS algoritmaları denenmiştir. INS algoritmalarının doğruluğu test edildikten sonra deneysel aracın yol testlerinde belirlenen bir rotada hazır sensör ile kendi programında veri toplanmıştır. Daha sonra toplanan bu veriler Matlab Simulink ortamında genişletilmiş Kalman filtresi kullanılarak geliştirilmiş olan farklı GPS/INS entegrasyonu yöntemlerinde kullanılmıştır. Düzlemsel INS denklemleri çıkarılmış ve düzlemsel GPS/INS entegrasyonu denenmiştir. Açık ve kapalı GPS/INS entegrasyonları karşılaştırılmıştır.
-
ÖgeAkış kaynaklı titreşimlerde türbomakinanın yarattığı uyarımın etkisi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 1999) Çakmak, Esra ; Karadoğan, Haluk ; 98402 ; Makine MühendisliğiBaşta kağıt ve tekstil endüstrisi olmak üzere pompaların kullanıldığı sanayi kollannda,pompa çıkışındaki basınç çalkantılarının belirli sınırlar içerisinde tutulması gerekmektedir. Sanayide kullanılan pompaların bastığı akışkan üzerindeki basınç çalkantıları belirli sınırlan aştığında yapılan üretimin kalitesini olumsuz yönde etkilemektedir. Bu çalışmaya başlarken temel amacımız herhangi bir çarkın geometrik özellikleri ve dönme sayısı bilindiğinde uyarım karaktetristiğinin hangi yapıda, hangi şiddette ve özellikle hangi frekansta olduğunu tesbit edebilmek için bir genellemeye gidebilmekti.Bu amaca yönelik olarak özellikleri birbirlerinden farklı dört adet geriye dönük kanatlı kapalı aliminyum çark kullanılarak çark çıkışındaki çalkantıların oluşumunun ayrıntılarını incelemek ve modellemek yerine, genel olarak basit deneylerle tüm çarklara ait spektral yapılar elde edilerek durum değerlendirilmeye çalışılmıştır. Çalışmaların ilk aşamasında deneylerde kullanılacak olan çarkların yapılan hakkında bilgi edinmek üzere, bunlann farklı devir sayılannda elde edilen Hm - Q eğrilerinin çizilmesi hedeflenmiştir. Bu Hm - Q eğrilerinden tek bir devir sayısına ait eğri üzerinde yaklaşık olarak bir tasanm noktası belirlenmiş ve daha sonra bu noktadan daha yüksek ve daha alçak debili iki komşu nokta daha belirlenmiştir. Daha sonra çalışılan bu devir sayısından daha yüksek ve daha alçak olmak üzere iki farklı devir sayısında daha aynı çarka ait Hm-Q eğrileri deneysel olarak bulunmuş ve bu yeni eğriler üzerinde ilk çalışma devrinde elde edilen yaklaşık tasarım noktası ile bunun komşularının homologları (benzerleri) diğer iki eğri üzerinde de işaretlenerek toplam dokuz çalışma noktası tespit edilmiştir. Çalışmaların ikinci aşamasında, belirlenen noktalarda çark çıkışında, basmç sinyalleri bir transdüser yardımı ile alınmış ve bir data aktarma kartı yardımı ile toplanılan datalar " Scope " ve " Matlab " isimli programlar kullanılarak çözümlenmiş ve çark çıkışındaki sinyallerin frekans analizleri grafik olarak elde edilmiştir. Yapılan çalışmalar sonucunda, türbomakinah sistemlerde, akış - akustik yapı akkuplajını dolayısıyla sistemde meydana gelebilecek zorlanmış titreşimleri ve bunun neticesinde oluşabilecek her türlü zararı önleyebilmek için, ilk olarak uyarıcı olarak ele alman türbomakinaların spektral yapılan bulunarak bir genellemeye gidilmeye çalışılmış, ikincş olarak ise toplanılan verilerden yola çıkılarak, yapılan boyutsal çözümleme sonucu bulunan bağımsız boyutsuz guruplar kullanılarak, genelleştirilmeye çalışılmıştır
-
ÖgeAkış Problemlerinin Sonlu Hacimler Metodu İle Yapısal Olmayan Hesap Ağlarında Çözümü(Fen Bilimleri Enstitüsü, ) Aksoy, Hüseyin Gökmen ; Kavurmacıoğlu, Levent ; Enerji ; EnergyBu çalışmada sıkıştırılamaz daimi akış problemlerinin temel değişkenler kullanılarak yapısal olmayan hesap ağlarında, sonlu hacimler yöntemi kullanılarak çözümü incelenmiştir. Basıncın ve hızların hesaplanması için SIMPLE algoritması kullanılmıştır. Çalışmada öncelikli olarak akış problemlerini tanımlayan denklemlere temel oluşturan Taşınım-Yayınım denklemi çözülmüştür. Yapılan hesaplamalar sonucu hesap ağındaki kontrol hacmi sayısı arttıkça yapısal ve yapısal olmayan hesap ağlarında elde edilen sonuçların birbirlerine yaklaştığı tespit edilmiştir. Ağız tarafından sürülen akış ve ani genişleyen kanalda akış problemleri çözülmüştür. Yapılan hesaplamalar sonucu yapısal olmayan hesap ağları ile yapılan çözümlemelerin hesap ağındaki kontrol hacmi sayısı arttıkça yapısal hesap ağlarında elde edilen sonuçlara yaklaştığı görülmüştür. Ayrıca ikinci düzeltme adımının çözümün yakınsamasını özellikle yüksek Reynolds sayılarında iyileştirdiği tespit edilmiştir. SIMPLE algoritmasının mühendislik uygulamaları için yeterli olduğu ancak yüksek teknoloji uygulamaları için daha gelişmiş bir yöntem kullanılması gerektiği sonucuna varılmıştır.
-
ÖgeAkışkanlar mekaniğinde tansörler(Fen Bilimleri Enstitüsü, 1994) Kandemir, İlyas ; Binark, A. Korhan ; 39628 ; Makine MühendisliğiBu çalışmada birçok mühendislik probleminde adını duyduğumuz, çok boyutlu incelemelerde işlekçe kullanılabilen tansörter ve tansör notasyonu, bir mühendisin matematiğe bakması gereken gözle bakılarak ele almağa çalışılmıştır. Konunun özgünlüğü ve nadirliği nedeniyle temel kavramlara inilerek tarifler yapılmıştır. Tansörlerin diğer matematiksel uygulamalardan notasyon olarak farklılığı ve bunun sonucu olarak uygulamadaki kolaylığı, bilgisayara kolay adaptasyonu; boyut, değişken bağımlılığı ve geometri gibi konuların doğrudan probleme dahil edilebilmesi, bilhassa yurdumuzdaki uygulamalarda örneklerine pek fazla rastlanmaması gibi nedenler konuyu cazip kılmaktadır. Konuyu anlaşılır işlemek için örneklerden ve özel durumlardan sık sık faydalanılm ıştır. Bu çalışmada, yüzey üzerindeki akışların dinamik sınır tabakası problemlerine yönelmek üzere akışkanlara ait temel hareket denklemleri tansörel formda çıkarılmış, bir kanat profiline uygulamak üzere, örnek bir dönüşüm ve bunun ilgili parametreleri tarif ve hesap edilmiştir.
-
ÖgeAlev duman borulu buhar kazanlarının dizaynı için paket program(Fen Bilimleri Enstitüsü, 1996) Asrak, Abdülaziz ; Genceli, Osman F. ; 55709 ; Makine MühendisliğiBu çalışma, buhar kazanlarının ısıl, yük kaybı ve mukavemet hesaplarını yapan ve sonuçta ortaya çıkan kazanın teknik resmini Autocad ortamında çizen bir paket programın hazırlanmasını konu almaktadır. Giriş bölümünde kısaca buhar kazanlarının tanımı verilmiş, kazan seçiminde nasıl bir yol izleneceği açıklanmaya çalışılmıştır. İkinci bölümde alev duman borulu kazanlar hakkında bilgi verilmiş ve bu kazanların üstünlükleri ve dezavantajları anlatılmıştır. Programın tanıtılması üçüncü bölümde yapılmıştır. Hesapları yapılan kazan tipleri, yakacağın nasıl seçileceği, temel alınan hesaplama yöntemleri açıklanmıştır. Alev geri dönüşlü kazanın yapısı ve hesap şekli iskoç ve kalorifer kazanlarından farklı olduğundan hesap şekli ayrıca verilmiştir. Hesaplamalarda sıkça kullanılan yakacak, su buharı, antalpi, iletim, taşınım ve yük kayıplarına ait tabloların nasıl programın kullanabileceği hale getirileceği, tabloların veri şeklinde bilgisayara girilmesi grafiklerle açıklanmıştır. Yine bu bölümde, hesaplamalar sonucunda ortaya çıkan kazan verilerini okuyarak çizimi gerçekleştiren Autolisp programı hakkında kısaca bilgi verilmiş ve hem Autolisp hem de programın akışı anlatılmıştır. Ayrıca her iki programın akış şemaları da bu bölümde verilmiştir. Programın uygulama örneklerinin verildiği dördüncü bölümde, üç tip kazanın değişik yakacaklar kullanılarak hesapları yapılmıştır. Doğalgazlı, sıvı yakıtlı iskoç, alev geri dönüşlü ve kalorifer kazanlarının konstrüktif verileri gösterilmiştir. Sonuç bölümünde programın getirmiş olduğu kolaylıklara ve üstünlüklere değinilmiştir. Ek kısmında ise program listesi verilmiştir.
-
ÖgeAlumina Ve Silisyum Karbür’ün Mukavemet Özellikleri Üzerine Üretim Şartları Ve Bileşimin Etkisi(Fen Bilimleri Enstitüsü, ) Yıldırım, İsmail ; Arpacı, M. Alaeddin ; İmalat ; ManufacturingBu çalışmada, Al2O3 ve farklı içerikte SiC karışımlar hazırlanmış, tek yönlü ve soğuk izostatik presleme tekniği ile preslenmişlerdir. Şekillendirilen numunelerin yaş yoğunlukları tespit edilmiş, piroliz işlemi silisyum karbür numunelerde sinterleme öncesi ara işlem olarak kullanılmıştır. Numuneler, katı - katı ve katı - sıvı difüzyonu tekniği ile açık atmosfer ve argon gaz atmosferinde farklı sıcaklık ve sürelerde sinterlenerek üretilmişlerdir. Elde edilen numunelerin sinterleme sonrasında sahip oldukları, porozite, yoğunluk, sinterleme küçülmesi, sertlik, iki eksenli eğilme mukavemeti, kırılma tokluğu ve adezif aşınma mukavemeti özellikleri incelenmiş, X-Işınları ve Scanning Elektron Mikroskobuyla, faz ve içyapı analizleri yapılmıştır. Elde edilen sonuçların literatürde verilen değerlerle uyum içinde olduğu belirlenmiştir.
-
ÖgeAlüminotermik Kaynağında Kaynak Parametrelerinin Dikiş Özelliklerine Etkisi(Fen Bilimleri Enstitüsü, ) Tosun, Murat ; Vural, Murat ; İmalat ; ManufacturingAlüminotermik kaynağı, birbirine kaynak yapılacak iki parçanın, termit adı verilen karışım yardımıyla elde edilen metal eriyiğinin, birleştirilecek parçalar arasındaki boşluğa dökülmesi ve katılaştırılması yoluyla birleştirilmesi prensibine dayanır.Alüminotermik kaynak, özellikle demir yollarında kullanılan rayların birleştirilmesinde başarılı sonuçlar veren yüksek verimli bir kaynak yöntemidir. Alüminotermik kaynakta kaynak kalitesini etkileyen iki temel parametreden, birincisi ray uçları arasındaki kaynak boşluğu, diğeri ise ray uçlarına uygulanan ön ısıtma miktarıdır.Bu çalışmada amaçlandığı üzere alüminotermik kaynağında kaynak parametrelerinin değiştirilmesi ile kaynak bölgesinin sertlik, mikroyapı ve kimyasal bileşim gibi özelliklerinde meydana gelen değişimlerin kaynak kalitesine etkileri irdelenmeye çalışılmıştır.Bu amaca yönelik olarak alüminotermik kaynağında iki temel parametre olan kaynak boşluğu ve ön tavlama sıcaklığı birbirleri ile kombinasyon oluşturacak şekilde değiştirilerek bu çalışmanın ilk adımı olan kaynak işlemi gerçekleştirilmiştir. Kaynak işlemlerinde ray malzemesi olarak Uluslararası Demiryolları Birliği yönetmeliğine uygun olarak A900 kalitesinde ve Alman S49 profil standardında raylar kullanılmıştır. Yapılan kaynaklardan alınan numunelerin, sertlik değerleri ölçülmüş, kimyasal ve metalografik analize tabi tutularak elde edilen sonuçlar incelenmiştir.
-
ÖgeAlüminyum metal köpük içinde darbeli akışın ısı geçişine etkisi(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2021) Arbak, Altay ; Özdemir, Mustafa ; 692757 ; Makine MühendisliğiBu çalışmada bir yüzeyinden sabit ısı akısı (12787 W/m^2) uygulanan, metal köpük ile doldurulmuş kanal içerisindeki ısı geçişi zamana bağlı olarak incelenmiştir. Kullanılan alüminyum metal köpük 20 ppi gözenek sıklığına ve % 91,8 gözenekliliğe sahiptir. Akışkan olarak su kullanılmıştır. Kurulan deney tesisatı yardımıyla ilk olarak Forchheimer akış rejimi için deneysel basınç düşüşü-hız ilişkisi elde edilmiştir. Bu sonuçlar analiz edilerek metal köpüğün geçirgenliği ve şekil sürüklenme katsayısı hesaplanmıştır. Ortamın geçirgenliği 3,94x10^-8 ± 1,16x10^-9 m^2, şekil sürüklenme katsayısı 0,087 ±0,002 olarak bulunmuştur. Düz akış için yapılan ısı geçişi deneyleri sonucunda, ölçülen yüzey sıcaklıkları ve akışkan giriş sıcaklıklarından yerel Nusselt sayısının konum ile değişimi elde edilmiştir. Yüzey ortalaması alınmış sıcaklık değerleri kullanılarak ortalama Nusselt sayıları hesaplanmıştır. Yüzeydeki sabit ısı akısı 23444 W/m^2 değerine yükseltilerek sonuçların 12787 W/m^2 değeri ile uyumuna bakılmış ve sonuçların yakın olduğu görülmüştür. Daha sonra her iki ısı akısı için yapılan deneylerden elde edilen ortalama Nusselt sayıları Reynolds sayısı ile ilişkilendirilerek bir korelasyon elde edilmiştir. Zamana bağlı ısı geçişi deneylerinde, kanalın girişindeki akışkan hızı darbeli olarak değişirken ısı akısı sabit tutulmaktadır. Deney tesisatında bulunan selonoid valf yardımıyla farklı frekans ve genlikte, kare dalga şeklinde zamana bağlı, ortalama akışkan hızı elde edilmiştir. Üç farklı genlik (0,034, 0,068, 0,096 m/s) ve üç farklı frekans (valf çalışma frekansı, 0,07, 0,10, 0,17 Hz) için deneyler yapılmıştır. Deneysel olarak Nusselt sayısının boyutsuz frekans ve boyutsuz genlik ile ilişkilendirilebileceği gösterilmiştir. Bununla birlikte, genliğin ısı geçişi üzerindeki etkisinin frekansa göre daha fazla olduğu anlaşılmıştır. Her üç genlikte de frekansın artması ısı geçişini arttırmıştır. Comsol yazılımı kullanılarak iki boyutlu, zamandan bağımsız ve zamana bağlı gözenekli ortam modelleri oluşturulmuştur. Düz akış ve zamana bağlı akış için deneysel Nusselt sayılarına en yakın sonucu veren dispersiyon katsayıları ayrı ayrı bulunmuştur. Düz akış için, dispersiyon iletkenliği ortalama akışkan hızı ile ilişkilendirilmiştir. Darbeli akış için, dispersiyon iletkenliği boyutsuz frekans ve boyutsuz genliğin fonksiyonu olarak verilmiştir.
-
ÖgeAnsys programı ile dizayn optimizasyonu(Fen Bilimleri Enstitüsü, 1999) Akhoroz, Engin ; Kocabaş, Hikmet ; 83009 ; Makine MühendisliğiMühendislik bilimi, analiz, dizayn, fabrikasyon, satış, araştırma ve geliştirme gibi birçok faaliyet alam içermektedir. Bunlardan biri olan "sistem dizaynı", mühendislikte büyük bir yer kaplamaktadır. Hızla gelişmekte olan dünyada, sadece çalışan bir sistem geliştirmek artık tatmin edici olmaktan uzaklaşmaktadır. Önemli olan "e« iyi " sistemi geliştirmektir. "En iyi" kavramına, gördüğü işlevlere göre en hafif, en ucuza mal olmuş en verimli, en hızlı, çok fonksiyonlu, dayanıklı vb. manalar atfedilebilir. Böyle bir sistemin dizaynı, "optimizasyon problemi" olarak formüle edilip çözümlenebilir. En basit tabiri ile bir optimizasyon problemi, "en iyi" den kastedilen manaları hedef olarak alıp, matematiksel fonksiyonla temsil ettirilerek, belirtilen sınırlar dahilinde bu fonksiyonun minimum (bazen maksimum) değerinin bulunmasıdır. Böyle bir problemin üç önemli bileşeni vardır:. Dizayn değişkenleri: Genellikle uzunluk, kalınlık, çap vb. gibi modeli tanımlayan geometrik büyüklüklerdir. Bunlar bağımsız değişkenlerdir.. Dizayn sınırlamaları: Dizayn değişkenlerine bağımlı olarak tanımlanan ve sisteme ait gerilme, frekans, boyut, deformasyon, sıcaklık vb. büyüklüklerdir sınırlarını belirten değişkenlerdir.. Hedef fonksiyonu: Dizayn değişkenlerine bağımlı olarak tanımlanan ve dizayn sınırlamaları dahilinde minimum veya maksimum yapılmaya çalışılan fonksiyondur. Optimizasyon problemlerin çözümünde analitik ve sayısal yöntemler kullanılmaktadır. Analitik yöntemlerin, çözüm yolunda belirli bir aşamadan daha ileriye geçememesi birçok sayısal yöntemin geliştirilmesine zemin hazırlamıştır. Sayısal yöntemlerde da tekrarlı (iteratif) işlemlerin çokça yapılması, çağımızın en önde gelen vazgeçilmezlerinden olan bilgisayarları devreye sokmuştur. CAD, CAM, CAE programları üreten bazı büyük yazılım şirketleri, geliştirdikleri bu programlara dizayn optimizasyonu yapan modüller de eklemişlerdir. Bu tezde dizayn optimizasyonunun teorisi ve ANSYS programı ile nasıl yapılacağı ele alınmıştır.