Design, characterization, optimization, modeling and control of a bio-inspired fin based actuator system

---

Tezin Türü: Yüksek Lisans

Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, ELEKTRİK-ELEKTRONİK MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye

Tezin Onay Tarihi: 2024

Tezin Dili: İngilizce

Öğrenci: ATAKAN DURMAZ

Danışman: Mustafa Mert Ankaralı

Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu

Özet:

Bu çalışma, su altı uygulamaları için yeni bir biyo-esinlenilmiş yüzgeç şeklindeki bir eyleyici mekanizmasının modellenmesine ve karakterizasyonuna yönelik yenilikçi bir yaklaşımı tanıtmaktadır. Çeşitli su altı eyleyici sistemleri üzerinde kapsamlı araştırmalar yürütülmüş olsa da çalışmamız benzersiz bir şekilde biyo-esinlenilmiş bir yüzgeç mekanizmasının modellenmesi, karakterizasyonu ve simülasyonuna odaklanmaktadır. Hem simülasyonlar hem de deneyler için farklı platformlarda performans karşılaştırmalarını standartlaştırmak için bir dizi yeni verimlilik ölçütü tanımlamış bulunmaktayız. Bu yüzgeç mekanizması, özellikle denge ve manevra kabiliyeti arasındaki ödüşümü ele alarak su altı hareketine yeni bir bakış açısı sunmaktadır. Analizimize karmaşıklık katan, arttırılmış biyo-esinlenilmiş özellikler yoluyla sistemin performansını geliştirmek için daha önce göz ardı edilen bir parametreyi de analizimiz kapsamına almış bulunmaktayız. Kapsamlı simülasyonlar ve titiz analizler yoluyla, geliştirdiğimiz her verimlilik ölçütü ve sistemin dinamik evrimi sırasında sabit durum itme kuvveti için optimum bir parametre seti belirlenmektedir. Sorunun içsel yapısı nedeniyle, gerçek zamanlı olarak güncellenebilen parametreleri ve geometrik parametreler gibi sabit kalmak zorunda olan diğer parametreleri belirleyip anında ayarlanabilen uygun kontrol parametrelerini seçerek ve önceden belirlenmiş geometrik parametrelerle optimize edilmiş bir tepki elde etmek için sistemi simüle etmekteyiz. Son olarak, özel olarak tasarlanmış bir test platformundan elde edilen deneysel verileri simülasyon çıktılarımızla karşılaştırarak teorik bulgularımızı doğrulamış bulunmaktayız. Bu karşılaştırma, kontrol parametreleri, önerdiğimiz verimlilik ölçümleri ve üretilen itme kuvveti arasındaki ilişkiyi belirlememizi sağlamaktadır. Bu çalışma, gelişmiş performans ve uyarlanabilirlik sunarak biyo-esinlenilmiş su altı eyleyici mekanizmalarının gelişmesine katkıda bulunmaktadır.