TÜBİTAK 1001 - BİLİMSEL VE TEKNOLOJİK ARAŞTIRMA PROJELERİNİ DESTEKLEME PROGRAMI
Proje No: 112M845
Proje Başlığı: UÇAK YAPILARININ MODAL ANALİZLERİNDE KULLANILACAK ALGILAYICI VE UYARICILARIN TİP, ADET VE KONUMLARININ GENETİK ALGORİTMA İLE OPTİMİZASYONU
Proje Destek Başlangıç ve Bitiş Tarihleri: 15.04.2013 - 15.04.2015
Yürütücü Kuruluş: Orta Doğu Teknik Üniversitesi (ODTÜ)
Proje Ekibi:
- Doç. Dr. Melin Şahin, Yürütücü, ODTÜ.
- Doç. Dr. Erdem Acar, Araştırmacı, TOBB ETÜ.
- Nima Pedramasl, Bursiyer (lisansüstü), ODTÜ.
Proje Özeti:
Uçak yapıları gerçek çalışma koşulları altında yüksek dinamik yüklere maruz kalmakta ve bu nedenle tasarımlarının yapılabilmesi için dinamik özelliklerinin belirlenmesi gerekmektedir. Yapının dinamik özellikleri sonlu elemanlar yöntemi gibi benzetim tabanlı yöntemler kullanılarak tahmin edilebileceği gibi, deneysel modal analizi (DMA) teknikleri uygulanarak da belirlenebilir. Bir DMA sisteminin yapının dinamik performansı üzerinde olumsuz etkisinin olmaması için, bu sistemin hafif ve güvenilir olması gerekmektedir. Ayrıca, yapının dinamik karakteristiklerinin en doğru şekilde belirlenebilmesi için, sistemdeki algılayıcıların ve uyarıcının yapıya optimum şekilde yerleştirilmiş olması da gerekmektedir. Literatürde DMA sistemlerindeki algılayıcıların yapıya optimum şekilde yerleştirilmesi üzerine birçok çalışma bulunmaktadır. Bu çalışmalarda çoğunlukla algılayıcı/uyarıcı verilerindeki hataların en küçültülmesi amaçlanmış olup, çoğunlukla algılayıcı tipleri önceden belirlenerek adetleri ve konumları optimize edilmiştir. Ancak, proje yöneticisinin ve araştırmacısının bilgisi dahilinde, bir DMA sistemindeki algılayıcıların tiplerinin, adetlerinin ve konumlarının eşzamanlı olarak belirlenmesi üzerine bir çalışma bulunmamaktadır. Bu projede, DMA sistemlerindeki algılayıcıların tiplerinin, adetlerinin ve konumlarının eşzamanlı optimizasyonu gerçekleştirilerek, literatürdeki kritik bir boşluk dolduracaktır. Ayrıca, literatürdeki çalışmalarda, optimizasyon problemindeki amaç fonksiyonu algılayıcı/uyarıcı verilerindeki hatayı karakterize eden bir metrik olup, bu hata metriğinin en küçüklenmesi amaçlanmıştır. Bu projede, amaç fonksiyonu olarak hem algılayıcı/uyarıcı verilerindeki hata hem de algılayıcı/uyarıcı maliyeti kullanılmak üzere Pareto eniyi tasarımlar elde edilerek literatüre katkıda bulunulmuştur. Projede karmaşıklık derecesi giderek artan uçak yapıları (takviyesiz plaka, İHA kanadı) ele alınmış, bu yapıların dinamik özelliklerinin belirlenmesinde kullanılan DMA sistemindeki algılayıcıların/uyarıcıların adetleri, tipleri ve konumları eşzamanlı olarak optimizasyon yöntemleriyle belirlenmiştir. Yapının dinamik özellikleri MSC/Nastran sonlu elemanlar programı ile belirlenmiştir. Optimizasyon probleminin çözümünde MATLAB Global Optimizasyon Araç kutusu içindeki çok-amaçlı genetik algoritma MOGA çözücüsü kullanılmıştır. Elde edilen optimizasyon sonuçları deneysel modal analiz yapılarak doğrulanmıştır.
Anahtar Kelimeler: Güvenilirlik, Kuyruk modellemesi, Markov Zinciri Monte Carlo yöntemi, Metropolis-Hastings algoritması, Optimizasyon
Proje Çıktıları:
N. Pedramasl, M. Sahin, E. Acar, "Enhancement of Quality of Modal Test Results of an Unmanned Aerial Vehicle Wing by Implementing a Multi-objective Genetic Algorithm Optimization," Aerospace Science and Technology, Vol. 71, 2017, pp. 447-463.
N. Pedramasl, M. Sahin, E. Acar, "Simulation-Based Optimal Sensor/Actuator Positioning on a Fin-Like Structure," 16th AIAA/ISSMO Multidisciplinary Analysis and Optimization Conference, 22-26 Haziran 2015, Dallas, TX, ABD (Paper no. AIAA 2015-2489).
N. Pedramasl, M. Sahin, E. Acar, "Multi-Objective Optimization of Types, Numbers and Locations of Transducers used in Modal Test of a Fin-Like Structure," 2014 Tokyo International Conference on Engineering and Applied Sciences, (TICEAS 2014), 17-19 Aralık 2014, Tokyo, Japonya.