Anasayfa / Hizmetler / Mühendislik Tasarım


MÜHENDİSLİK TASARIM


EDA tarafından yürütülen mühendislik tasarım çalışmaları asıl olarak 3 başlık altında toplanmakta olup, bunlara ilişkin detaylı bilgiler aşağıda sunulmuştur:

  • Mühendislik Tasarım
  • Mühendislik Tasarım Optimizasyonu
  • Mühendislik Tasarım İyileştirme

Mühendislik Tasarım Çalışmaları:

Bilgisayar Hesaplamalı Mühendislik Tasarım ve Analizleri

EDA tarafından makine ve havacılık mühendisliği konularında yürütülen ve bilgisayar hesaplamalı mühendislik yöntemlerinin kullanıldığı tasarım ve analiz çalışmalarının genel kapsam ve konu başlıkları aşağıda sunulmuştur.

  • Akışkanlar Dinamiği (aerodinamik, gaz dinamiği, hidrodinamik)
  • Isı Transferi (iletim, taşınım, ışınım)
  • Katı Mekaniği (lineer, deformation nonlineer, material nonlineer)
  • Uçuş Mekaniği
  • Çok Disiplinli Etkileşim Problemleri
  • Akış katı etkileşimi
  • Akış ısı transferi etkileşimi
  • Akış uçuş mekaniği etkileşimi
  • Uçak ve helikopter harici yük entegrasyonu ve ayrılması

Belirtilen konularda yapılan çalışmalar sırasında yaygın olarak kullanılan mühendislik tasarım ve analiz araçlarının getirdiği mali zorlukları ve teknik sınırlamaları aşmak amacıyla EDA, ilk yerli mühendislik tasarım ve analiz aracını (CAEedaTM ) geliştirmiştir. Makine ve havacılık mühendisliği konularda yapılan bir tasarım / analiz çalışmasında ihtiyaç duyulabilecek tüm yetenekleri bünyesinde bulunduran ve paralel bilgisayar sistemlerinde de kullanılabilen araç sayesinde, tasarım geliştirme ve test sayı / süreleri önemli ölçüde azalmakta; çok daha küçük bütçelerle projeler hayat geçirilebilmektedir.

Mühendislik Tasarım Optimizasyonu Çalışmaları

EDA yürüttüğü mühendislik tasarım ve analiz çalışmaları sırasında, malzeme kullanımı ve yapı ağırlığının azaltılması ya da tasarım için en uygun şekil ve boyutlandırmanın elde edilmesi amacıyla tasarım optimizasyon çalışmaları yapabilme yeteneğine sahiptir.

Söz konusu mühendislik tasarım optimizasyon çalışmaları aşağıda verilen 3 başlık altında toplanmaktadır.

1. Topoloji optimizasyonu

2. Şekil optimizasyonu

3. Boyut optimizasyonu

Topoloji Optimizasyonu

Yapısal tasarımın boyutlandırma yapılmadan önceki daha ilk aşamasında, yükleme durumuna göre gereksiz bölgelerin yapıdan çıkarılarak, malzeme kullanımı ve yapı ağırlığının optimize edilebilmesi amacıyla, iç ve / veya dış formun tasarım sonucu oluşacak şekline ait genel bir görüntü (topolojisi) elde etmek mümkündür (bkz. Yayın 1-2.) . EDA yürütülen topoloji optimizasyonu çalışmaları sırasında 3 farklı yöntemden yararlanmaktadır :

  • Duyarlılık analizine göre
  • Eğim esasına göre
  • Genetik algoritma esasına göre

Örnek : (Şekil 2.) Aerodinamik yükler altındaki bir kanat geometrisinin veter uzunluğunun %25 ve %50 sinden ankastre olarak mesnetlenmesi halinde topoloji optimizasyonu sonucu elde edilen kanat iç yapısı

Örnek : (Şekil 3.) Bir uçak kanadının alt ve üst yüzeylerden sabit yüklenmesi durumunda CAEedaTM kullanılarak yapılan topoloji optimizasyonu sonucu ortaya çıkan içyapı.

Şekil Optimizasyonu

Belirli yapısal ve mali sınırlamalara bağlı kalmak koşuluyla en uygun şeklin elde edilmesi için şekil optimizasyonu çalışması yapılmalıdır. Bu çalışmalar sırasında EDA, fizik modeli ve değiştirilecek geometrik parametrelerden bağımsız olan sınırlamalara karar verdikten sonra, fiziksel modellerin evrim modeline dayalı "Genetik Algoritma" kullanan bir yazılım yönteminde etkileşimli olarak çalıştırılması ile istenen özelliklere sahip optimum şekli elde edebilmektedir. Çok sayıda fizik çözümü gerektiren bu çalışma için paralel bilgisayar kümelerinin (cluster) yanı sıra paralel kümelerden oluşan grid altyapısından da yararlanabilmektedir.(bkz. Yayın 4-6.)

Örnek : (Şekil 4.) Mevcut motoru ve burun - gövde şekli korunan bir roket geometrisinin, kanat - kuyruk şekil optimizasyonu sonucu elde edilmiş dış geometrisi; ve bunun roket menzili üzerindeki etkisi. (Bu şekil optimizasyonu çalışmasında genetik algoritma esasına dayalı CAEedaTM optimizasyon modülü, 2dof trim ve ampirik - yarıampirik aerodinamik çözücüler kullanılmıştır.)

Boyut Optimizasyonu

EDA yapıların en uygun model parametrelerini (malzeme özellikleri, kesit boyutları, kalınlıkları, vb.) bulunmak amacıyla "Genetik Algoritma" metodundan yararlanan boyut optimizasyonu çalışmaları yapmaktadır.

Şekil 2. Aerodinamik yükler altındaki bir kanat geometrisinin %25 ve %50 veter'den ankastre olarak mesnetlenmesi halinde CAEedaTM kullanılarak yapılan topoloji optimizasyonu sonucu elde edilen kanat iç yapısı (beyaz kısımlar boşalan kısımlara karşılık gelmektedir.)


a. Bir ucundan ankastre tutturulmuş kanat dış yüzeyi b. Alt ve üsten yayılı yük etkisi (Fü=2Fa )

c. Optimizasyonun ilk adımı d.Elde edilen iç yapının kanat yüzeyinden görünüşü






e. Az yoğun bölgelerin temizlenmiş hali (%30 boşaltma) f. Belirli bir uzaklıktan alınan dikey kesiti
Şekil 3. Sabit yükleme durumunda bir kanat iç yapısının topolojik optimizasyonu


a. Optimizasyona tabi tutulan geometrik parametreler





b. Optimizasyon sonucu elde edilen roket geometrisi c. Optimizasyon sonucu ulaşılan menzil
Şekil 4. Verilen bir roketin, burun ve gövdesi sabit olmak üzere mevcut bir motor için kanat - kuyruk şekil optimizasyonu sonucu elde edilen dış geometri


Tasarım İyileştirme Çalışmaları

EDA yukarıda sözü edilen analiz, tasarım ve tasarım optimizasyonu çalışmalarına ek olarak, mevcut bir tasarımın kullanıcı istek ve ihtiyaçları doğrultusunda iyileştirilmesi amacıyla tasarım iyileştirme çalışmaları yürütmektedir. Bu çalışmalar sırasında izlenen yol aşağıda özetlenmiştir;

1.Safha :

  • Mevcut ürün veya komponentin modellenerek, elde edilen sonuçların mevcut deney sonuçlarıyla karşılaştırılması.
  • Yapılacak değerlendirmeyi takiben belirlenen tasarım değişiklik önerilerinin yararlanıcıya sunulması.

2.Safha :

  • Önerilen tasarım değişikliklerinin yararlanıcı tarafından onaylanması halinde yeni tasarımın modellenmesi ve davranışının hesaplanması.
  • Yeni tasarımın imal ettirilmesi ve model sonuçlarıyla karşılaştırılmak üzere test edilmesi.

3.Safha :

  • Projede incelenen ürüne benzer ürünlerin tasarımı ve modellemesi için geliştirilen model ve yazılımlar müşteriye kullanılması için verilir.

Workshops :

  • Yürütülen bu çalışmalar sırasında yararlanıcı talep ve ihtiyaçlarının takibi için ihtiyaç duyulması halinde EDA ve yararlanıcı kurum/kuruluş ilgili personellerinin etkileşimli çalışmaları, geliştirilecek modeller ve deney sonuçlarını inceleyerek yeni model için karar almaları sağlanır.