Isı transferi problemlerinin çözümü için geleneksel ve güncel sezgisel optimizasyon algoritmalarının kullanımı
Use of traditional and current intuitive optimization algorithms to solve heat transfer problems
Yazar: ÖZEN GÜNAL
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ MUSTAFA AKPINAR
Sakarya Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bilgisayar ve Bilişim Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Bilgisayar Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2021
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control

Özet:
Isı transferinde yalıtım malzemesi önemli bir yer tutmaktadır. Yalıtım malzemesi ile enerji kaybı azaltılmaya çalışılır. Böylelikle enerji tasarrufu sağlanabilir ve ısı enerjisi verimli bir şekilde aktarılabilir.
Bu çalışmada optimizasyon algoritmaları ısı transferi problemleri çözümü için uyarlanırmıştır. Optimizasyon algoritmalar belirli sayıda rastgele çözüm, bu çözümleri iyileştirme ve tekrar adımları ile optimum çözümü bulmayı amaçlamaktadır.
Silindirik yüzeylerde izin verilen en yüksek ısı kaybı için önceden belirlenmiş bir kalınlıkta kullanılacak yalıtım malzemesinin ve izin verilen en yüksek ısı kaybı için belirli bir maksimum ısıl iletkenlik sabitinde yalıtım malzemesinin kalınlığını tahmin edilmeye çalışılmıştır.
Lamine akış için ilk olarak hedef termal sınır tabaka kalınlığının (δ_t) maksimum, minimum ve hedef (19,6 mm) değerleri daha sonra ısı akışının (Q) maksimum, minimum ve hedef (160.43 W) değerleri en son olarak ön kenardan (x) uzaklığın maksimum, minimum ve hedef (0,61 m) değerlerine dayalı tahminlerde bulunurmuştur.
Bu durumu gerçekleştirmek için 12 farklı geleneksel ve güncel optimizasyon algoritması kullanılmıştır. Hem sonuçları hem de optimizasyon algoritmalarını uygun bir şekilde değerlendirmek için aynı başlatma değerleri, popülasyon miktarı ve nesil sayısı seçilmiştir. Amacın gerçekleştiğini göstermek için örnek problemler üzerinde çözümler uygulanıp karşılaştırmalı olarak sunulmuştur.

Abstract:
Insulation material has an important place in heat transfer. Energy loss is tried to be reduced with the insulation material. Thus, energy can be saved and heat energy can be transferred efficiently.
In this study, optimization algorithms are adapted for the solution of heat transfer problems. Optimization algorithms aim to find the optimum solution with a certain number of random solutions, improvement and repetition steps of these solutions.
It has been tried to predict the thickness of the insulation material to be used at a predetermined thickness for the highest allowable heat loss in cylindrical surfaces and the thickness of the insulation material at a certain maximum thermal conductivity constant for the highest allowable heat loss.
For laminated flow, first the maximum, minimum and target (19.6 mm) values of the target thermal boundary layer thickness (δ_t), then the maximum, minimum and target (160.43 W) values of the heat flow (Q) from the leading edge (x). It made estimates based on the maximum, minimum and target (0,61 m) of the distance.
To realize this situation, 12 different traditional and up-to-date optimization algorithms have been used. The same start values, population size and number of generations were chosen to appropriately evaluate both results and optimization algorithms. In order to show that the purpose has been achieved, solutions are applied on the sample problems and presented comparatively.