Development of flowpath design tool for gas turbine engines
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Mühendislik Fakültesi, Makina Mühendisliği Bölümü, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2025
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: NECMETTİN ANIL KÜNDEŞ
Danışman: Özgür Uğraş Baran
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Bir gaz türbini motorunun kavramsal tasarım aşaması, tüm performans gereksinimlerini karşılamak için termodinamik çevrim analizi ve turbomakina aerodinamik tasarımları arasında önemli sayıda yineleme içerir. Bu yinelemeler, tasarım ve tasarım dışı termodinamik çevrim gereksinimlerinin karşılanmasını, tasarım ve tasarım dışı bileşen performans gereksinimlerinin karşılanmasını ve çevrim ve bileşen tasarımlarının tutarlı bir şekilde entegre edilmesini sağlamak için gerçekleştirilir. Bu tezde, bu yinelemeleri ortadan kaldırmak için Çok Seviyeli Çok Tasarım Noktalı (ÇSÇTN) analiz yöntemi geliştirilmiştir. Bu yöntem, termodinamik çevrim Çok Tasarım Noktalı (ÇTN) analizleri, turbomakina ÇTN analizleri ve bu analizleri birbirine bağlayan eşleştirme denklemlerinden oluşmaktadır. Farklı çalışma koşullarındaki gereksinimler ve kısıtlamalar, tasarım aşamasında ÇTN analiz yöntemi ile eş zamanlı olarak değerlendirilebilmektedir. İlk olarak, çevrim ÇTN analiz yöntemi incelenmiştir. Termodinamik çevrim analizini gerçekleştirmek için kullanılan NPSS programı, çevrim ÇTN analiz yönteminin geliştirilmesinde de kullanılmıştır. Ardından, turbomakina ÇTN analiz yöntemi geliştirilmiştir. Bu amaçla, NPSS programında eksenel kompresör ve eksenel türbin için çok akış çizgili tasarım ve analiz aracı geliştirilmiştir. Daha sonra, termodinamik çevrim analizlerinin sonuçlarını turbomakina analizlerinin sonuçlarıyla eşleştirmek için eşleştirme denklemleri belirlenmiştir. Son olarak, ÇSÇTN analizleri için geliştirilen modeller kullanılarak optimizasyon çalışmaları yapılmıştır. Bir gaz türbini motorunun kavramsal tasarımı için gereken tüm görevleri tamamlamak için, bileşen tabanlı bir düzen oluşturma ve ağırlık tahmin aracı geliştirilmiştir. Geliştirilen yöntem kullanılarak, kavramsal tasarım aşamasında yinelemeler olmadan tüm performans gereksinimlerini ve kısıtlamaları karşılayan bir tasarım uzayı oluşturulabilmektedir.