• Buradasın

    Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği ile Otonom Sualtı Aracı Form Optimizasyonu Eğitimi

    youtube.com/watch?v=Vxxm2RMREoQ

    Yapay zekadan makale özeti

    • Bu video, Dokuz Eylül Üniversitesi Deniz Bilimleri ve Teknolojisi Enstitüsü Gemi İnşaatı Programında çalışan Mesut Taner tarafından sunulan bir eğitim içeriğidir.
    • Video, hesaplamalı akışkanlar dinamiği ile otonom sualtı aracı form optimizasyonu konusunu ele almaktadır. İlk bölümde insansız deniz araçlarının sınıflandırılması, avantajları ve dezavantajları anlatılmakta, ardından form optimizasyonu ile direncini düşürerek batarya süresini verimli kullanma yöntemi açıklanmaktadır. İkinci bölümde ise ANSYS ve Fluent yazılımları kullanılarak torpido şeklinde bir insansız deniz aracı geometrisi oluşturma, meshleme, sınır koşulları belirleme ve akışkanlar dinamiği analizi adımları adım adım gösterilmektedir.
    • Eğitim, akış modeli seçimi (K-omega SSD), materyal ayarları, başlangıç değerleri oluşturma ve hesaplama başlatma aşamalarını kapsamakta, özellikle viskoz akış analizi için gerekli parametreler ve iterasyon sayısı belirleme konularını detaylı olarak anlatmaktadır. Video, hesaplamalı akışkanlar dinamiği yazılımlarının zaman tasarrufu sağladığı ve farklı EUV modelleri için optimizasyon yapabildiğimizi vurgulayarak sonlanmaktadır.
    Otonom Sualtı Araçları ve Form Optimizasyonu
    • Mesut Taner, Dokuz Eylül Üniversitesi Deniz Bilimleri ve Teknolojisi Enstitüsü Gemi İnşaatı Programında çalışmaktadır.
    • Deniz bilimleri araştırmalarında kritik öneme sahip olan veri toplama işlemi için 20-40 metre arasında değişen araştırma gemileri kullanılmaktadır.
    • Bu gemiler işletme masrafları ve operasyonel riskler nedeniyle bazen proje bütçelerini büyüterek araştırmaların kısıtlanmasına neden olabilmektedir.
    00:53Insansız Deniz Araçlarının Avantajları ve Dezavantajları
    • Insansız deniz araçları (otonom su üstü, otonom su altı ve uzaktan kumandalı su altı araçları) araştırma maliyetlerini düşürerek, ölçüm doğruluğunu artırarak, çalışma sürelerini kısaltarak ve kaza risklerini azaltarak bilimsel çalışmalara katkı sağlayabilirler.
    • Bu araçlar derinlikle beraber hızla artan basınca dayanıklı olma zorunluluğu, sınırlı batarya kapasitesinden dolayı operasyon sürenin kısıtlı oluşu ve iletişimin kesilmesi halinde aracın kaybolması gibi dezavantajlar barındırmaktadır.
    • Bu çalışmada form optimizasyonu ile direncini düşürerek insansız bir deniz aracının batarya süresini en verimli şekilde kullanmasını sağlamak hedeflenmektedir.
    02:08Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği Yöntemi
    • Form optimizasyonu için hesaplamalı akışkanlar dinamiği yazılımı kullanılmaktadır.
    • Hesaplamalı akışkanlar dinamiği ile yapılan analizlerin temelinde sıvının hareketini tanımlayan Navier-Stokes denklemleri yer almaktadır.
    • Bu karmaşık diferansiyel denklemleri çözmek için türbülansın öngörülemezliği yüzünden zamanla ilgili terimlerin ortalaması alınarak basitleştirme yapılır ve farklı yöntemlerle çözüme ulaşılmaktadır.
    03:29ANSYS Programı ve Geometri Oluşturma
    • Hesaplamalı akışkanlar dinamiği analizleri için ANSYS programı kullanılmaktadır.
    • ANSYS'te geometri modülü sürükle bırak yöntemi ile eklenerek basit bir torpido şeklinde insansız deniz aracı geometrisi oluşturulmaktadır.
    • Geometri oluşturulduktan sonra revolve komutu kullanılarak 360 derece döndürülerek torpido şekli elde edilmektedir.
    07:00Hesaplama Hacmi ve Mesh Oluşturma
    • Design modülünde euv'nin etrafına hesaplama hacmi domain adı verilen bir hesaplama hacmi çizilmektedir.
    • Boolean komutu kullanılarak euv domain içinden çıkarılıp, domainin türü katıdan sıvıya değiştirilmektedir.
    • Mesh modülü sürükle bırak yöntemi ile geometriye eklenerek tetrahedron metodu kullanılarak meshleme işlemi gerçekleştirilmektedir.
    12:48Sınır Koşullarının Tanımlanması
    • Mesh işlemi bittikten sonra geometri kısmına geri dönülerek domainin girişine inlet, çıkışına outlet, üst tarafına top, alt tarafına bottom, kenarlara simetri ve euv'ye wall isimleri verilmektedir.
    • Mesh modülünde her bir sınır koşuluna isim vermek, full and modülünde zaman kazandırmaktadır.
    13:50Fluent Modülünün Kurulumu ve Ayarlanması
    • Flut analiz için flut modülü mesh üzerine sürükle bırakılarak eklenir ve mesh güncellenir.
    • Setup'ı çift tıklayarak açarak seri veya paralel hesaplama seçeneği belirlenir, paralel kullanımda işlemci sayısına göre hesaplama süresi kısaltılır.
    • Sekiz çekirdekli bilgisayar için sekiz işlemci paralel olarak kullanılarak daha hızlı sonuç üretilir.
    14:41Geometri Kontrolü ve Akış Modeli Belirleme
    • Geometri kontrolü için check butonu kullanılarak mesh'te oluşabilecek hatalar tespit edilir.
    • Viskoz akış analizi için K-omega SSD türbülans modeli kullanılır.
    • Akışın zamana bağlı (transient) veya anlık (steady) olduğu belirlenir, transient analiz belirli bir süre için akışın değişimini gösterir.
    16:08Materyal ve Sınır Koşulları Ayarları
    • Default olarak hava olan domain'i dolduran materyal değiştirilerek su seçilir.
    • Domain'in içinde tamamen su olacak şekilde ayarlanır.
    • Inlet sınır koşulunda giriş hızı tanımlanır ve diğer sınır koşulları belirlenir.
    17:24Başlangıç Değerleri ve Çözüm Yöntemleri
    • Initialize metodu seçilerek başlangıç değerleri oluşturulur.
    • İkinci derece üstel (second order up line) çözüm yöntemleri daha detaylı ve doğru sonuçlar verir.
    • Run calculation aşamasında check case ile hata kontrolü yapılır ve iterasyon sayısı girilir.
    19:23Hesaplama ve Sonuçların İncelenmesi
    • Hesaplama başlatıldığında iterasyonların grafiği gösterilir ve yaklaşık kırk iterasyonda sonuca yakınsama sağlanır.
    • Sonuçlar results ağacının altından veya solution'a sürükle bırakılarak eklenen results modülü üzerinden incelenebilir.
    • Farklı EUV modelleri için farklı formlar tasarlanarak optimum formun belirlenmesi hesaplamalı akışkanlar dinamiği ile zaman kazandırır.

    Yanıtı değerlendir

  • Yazeka sinir ağı makaleleri veya videoları özetliyor