Arşiv

Posts Tagged ‘Otomotiv’

İstatiksel Enerji Analizi (SEA) Nedir? (Ben Ne İş Yapıyorum – 5)

Eylül 21, 2017 1 yorum

Daha çok havacılık, uzay ve denizcilik sektörlerinde yaygın olarak kullanılan bir yöntem olan İstatiksel Enerji Analizi (Statistical Energy Analysis – SEA); gelişen teknoloji, regülasyonlar ve konfor ihtiyacı karşısında son 10-15 yıldır otomotiv sektöründe de kullanılmaktadır. Bu yöntemle, ben ve şirketim 2013’te başladığımız ve benim yürüttüğüm TÜBİTAK destekli bir projeyle tanıştık. Bu projenin çıktısını Euronoise’15’te de yayınlama şansına eriştik [1]. Okuduğunuz bu yazı, şirket içi bilgi kütüphanesi için yazdığım bir prosedürün başında yer alan açıklama bölümüdür. Konu hakkında Türkçe kaynak olması açısından, gizlilik içermeyen ve İngilizce’sini bir sürü kaynakta bulabileceğiniz bilgileri özet halinde paylaşıyorum.

Sanal analiz metotlarından en yaygın kullanılanı Sonlu Elemanlar Analizidir (Finite Element Analysis – FEA). Fakat FEA, modal tabanlı analizlerde çözücü yapısı gereği –ortalama eleman boyutuna bağlı olarak- yaklaşık 400 Hz’den sonra güvenilir sonuçlar verememektedir. Ayrıca FEA, modal tabanlı analizleri lineer çözdüğünden akustik paket malzemeleri için önemli olan nonlineer malzeme değerleri girilememektedir.

Bu yüzden dünyada 400 Hz üstü için yapılacak sanal analizlerde FEA harici sanal metotlar kullanılmaktadır. Bu metotlar arasında da en yaygın kullanılanı İstatiksel Enerji Analizidir (Statistical Energy Analysis – SEA). SEA, lineer enerji denklemlerini kullanarak bir sanal modelde ses iletim hesaplarını yapmaktadır.

Bir aracın SEA modeli

FEA’daki elemanın karşılığı SEA’da altsistemdir (subsystem). Altsistem, FEA’daki gibi düğüm noktalarının (node) birleştirilmesiyle oluşturulur. Lakin FEA’nın tam tersine, SEA’da bir altsistem ne kadar büyükse analiz için o kadar iyidir. Analiz çözümünde enerji denklemleri kullanıldığından bir altsistem ne kadar enerji sahibiyse o kadar doğru/güvenilir sonuç vermektedir. Altsistem büyük olursa da taşıdığı enerji miktarı artacaktır. Bu yüzden elemanın kendi mod sayısının (modal yoğunluk) olabildiğince yüksek olması arzulanır. Lakin farklı sebeplerden dolayı her zaman bu büyüklük sağlanamaz. SEA’nın orta ve yüksek frekans bantlarında daha etkili olmasının sebebi de budur. Altsistemlerin modal yoğunluğu daha yüksek frekans bantlarında daha fazla olduğundan sonuçlar da daha güvenilir çıkmaktadır.

Bu sebeplerle SEA, 300-400 Hz altında çözüm üretse de pek gerçekçi değildir. SEA’nın esas etkin olduğu aralık, 1000-10000 Hz’dir. 300-1000 Hz aralığında ise gerçekçi sonuçlar elde etmek için dünyada hibrit metotlar (SEA-FE, SEA-BEM gibi) kullanılmaktadır. Otomotiv projeleri için orta frekans bantlarında (300-1000 Hz) da SEA yeterli güvenilirlikte sonuçlar vermektedir.

İki SEA kavitesi (saydam olanlar) ve onları çevreleyen yapısal altsistemler

SEA’nin üzerinde durulması gereken başka bir özelliği, sistemler arası ses iletimi üzerinden çözüm yaptığından havanın geometrik gerçekliğinin, yapısal parçaların (aracın) geometrisinden daha öncelikli olmasıdır. Modelleme metodolojisi de bunun üzerine kurulmalıdır. Yapısal parçalarda –altsistemleri olabildiğince büyük tutmak da gerekliliğinden- detaylar en aza indirilmeye çalışılır. Öncelik, havaya ses geçişini etkileyen malzeme farklılıkları ve havanın modal durumunu etkileyecek geometrik farklılıklardadır. Diğer detaylar önemsizdir, sonuçları neredeyse hiç etkilemez.

Bir aracın yan yana FEA ve SEA modelleri

Yukarıda değinildiği gibi, malzeme SEA için çok önemlidir. Çünkü malzemenin ses yutum/geçirme katsayısı iki altsistem arası sesin iletiminde doğrudan etkilidir. Bu yüzden araçta kullanılan tüm malzemelerin, bilhassa akustik izolasyona yönelik olan trim malzemelerin özelliklerinin doğru olarak programa girilmesi önem arz etmektedir. Keza fitil gibi parçaların iletim kaybı (transmission loss) değerleri, kesişim yerlerindeki sızıntı alanları (leakage) da modele tanımlanmalıdır. Zaten SEA, otomotiv projelerinde genelde akustik malzemelerin alan, özellik ve kalınlık seçimleri için yapılmaktadır.

Bir SEA yazılımı olan ve benim de SEA analizi için kullandığım VA One’da ara yüz

Son olarak SEA’nın adında geçen istatistik kısmına vurgu yapılmalıdır. SEA, belli bir hata payıyla çözümleme yapan istatiksel bir metottur. Literatürde ±3 dB hata payı olabileceği belirtilmektedir ve 3 dB akustik ölçümler için kayda değer bir niceliktir.

[1] A. Botke, E. Erensoy and C. Sevginer, Modeling and Validation Processes of an Electric Vehicle with Statistical Energy Analysis, Euronoise 2015, pp. 1417-1422, Maastricht, Netherlands, 2015.

Not: Fotoğrafların hepsi jeneriktir ve çalıştığım projelerle ilgisi yoktur.

Diğer sanal analiz ve NVH yazılarım:

Sonlu Elemanlar Analizi Nedir?

Sonlu Elemanlar Analizi Nedir? – Teori

NVH Nedir?

NVH Analizleri Nelerdir?

Reklamlar

NVH Analizleri Nelerdir? (Ben Ne İş Yapıyorum? – 4)

Temmuz 30, 2015 19 yorum

             1. Yazı                             2. Yazı                                  3. Yazı

İnternet uçsuz bucaksız bir derya ama bu sonsuzluk, daha çok İngilizce dili ve genel konular için geçerli.  İngilizce harici bir dilde ve/veya spesifik konularda kaynak bulmak ya çok sınırlı ve yetersiz ya da imkânsız. Bunun telif hakkı, bilgi birikimini kendine saklamak, ekstra ve karşılıksız iş olması gibi çeşitli nedenleri var.

Ben bu konuda biraz farklı düşünüyorum. Bilginin paylaşarak artacağına ve bunun da bir tür yardım olduğuna inanıyorum. Daha önceki üç teknik yazımın bilhassa mühendislik öğrencileri arasında popüler olması bu yaklaşımımı doğrular nitelikte. Nitekim Türkçe dilinde mühendislik hakkında kaynak bulmak bile zor iken sanal ortamda daha da kısıtlı.

nvh

Son yazımda kabaca NVH’in ne olduğundan ve genel ilgi alanından bahsetmiştim. Bu yazıda biraz daha derine ineceğim. NVH analizlerine ve bir otomotiv şirketindeki önemi ile yerine değineceğim.

NVH kısaltması; ses (noise), titreşim (vibration) ve sertlik (harshness) kelimelerinden geliyor ve ses ile titreşimle ilgili konuları ifade ediyor. Sadece otomotivde değil; havacılık, uzay ve denizcilik sektörlerinde de NVH birimleri mevcut, hatta bu sektörlerde otomotivden daha önemli. Daha fazlasını oku…

Rush

Eylül 25, 2013 Yorum bırakın

Normalde Ron Howard’ı sevmem. Kaliteli gözüken şık filmlere imza atan memur Hollywood yönetmenlerinden biridir. Elindeki malzemeden kaliteli bir iş çıkarsa da, malzemenin değişik ve estetik olmasına değil, nasıl daha çok izlenebileceğine kafa yorar. John Nash’i anlattığı A Beautiful Mind, Nixon’un karizmayı çizdirişini resmettiği Frost/Nixon ve bir uzay epiği olarak lansedilen (ama çoktan unutulan) Apollo 13 en bilinen ve ödüllü işleridir.

RUSH

Bu filmografiye sahip birinin senenin en iyi filmlerinden birini imzaladığını görmek açıkçası şaşırtıcı. Rush uzaktan bakınca, belki yine fazla bir yenilik barındırmadığı aşikar olsa da; bakir bir alt tür olan araba yarışı aksiyonunda yapılan baştan salma ve fazlasıyla popülist filmlerin arasından bir başyapıt edasıyla yükseliyor.

70’lerin Formula 1 dünyasına adını yazdırmış iki ismi merkeze alıyor filmimiz: Niki Lauda ve James Hunt. Lauda, tipik Alman ırkı özelliklerine sahip olarak disiplinli, dakik, işinin ehli, detaycı ama asosyal, somurtkan ve itici. Diğer yandan bir İngiliz olan Hunt; başına buyruk, karizmatik, yakışıklı, risk almayı seven, adrenalin deposu ama disiplinsiz, savruk ve bencil. Filmin en başarılı özelliği tüm iskeleti, bu iki zıt insanın karakter özelliklerinin üzerine kurmuş olması. Aksiyon sahnelerinden, dramatik sahnelere kadar her şey bu amansız çelişki üzerine inşa edilmiş. Dolayısıyla altı dolu olunca her sahne anlam kazanıyor. Normalde aksiyon filmi olması bile bunu engellemiyor, hatta tam tersi filmin hızını da kalitesini de arttırıyor.

rush Daha fazlasını oku…

Sonlu Elemanlar Analizi (FEA) Nedir? (Ben Ne İş Yapıyorum?)

Şubat 25, 2012 76 yorum

Öyle bir mesleğim var ki çoğu dostum ne olduğunu bilmiyor. Ailem anlamıyor. Zaten bir yabancıya hiç anlatamıyorum. “ARGE ile uğraşıyorum.” deyip geçiyorum. Zaten karşıdaki de ARGE kelimesinden tırsıp, nasıl araştırıp geliştiriyorsunuz diyemiyor. Malum, ARGE uzaydan gelen bir kelime.

Hal böyle olunca, ben de bu yazıyı yazma ihtiyacı hissettim. Amacım, hem ne ile uğraştığımı yazılı da olsa dile getirmek hem de internette konu (FEM) hakkında basit, Türkçe bir kaynak oluşturmak.

Efendim, ben Sonlu Elemanlar Metodu ile analiz yapan bir mühendisim. Bu cümledeki iki unsuru açıklayacağım şimdi size.

Bir uçağın sonlu eleman modeli

Öncelikle ‘analiz’ kelimesinden başlayalım, daha anlaşılır olduğundan. Bir mühendis, fizik, kimya gibi fen bilimlerini kullanarak hayatı kolaylaştıran yenilikler getirmeye çalışır. Ben de bir makine mühendisi olarak (veya olmaya çalışarak) yeni makineler geliştirerek insanların hayatlarını kolaylaştırma misyonuna sahibim. Ama tabii ki de bu, gayet kapsamlı bir iş olduğundan tek başınıza yapmanız oldukça zor. Bu yüzden, bir sürü alt görevler vardır.

Bir makine tasarlarken, üretimden önce tasarımınızı kontrol etmeniz gerekir. Bunlar, makinenin gerekli şartları sağlayıp sağlayamadığı veya uç limitlerini belirleme amaçlı olabilir. Mesela, bir makine olmasa da bir bahçe merdiveni tasarladığınızı düşünelim. Bu merdivenin ne kadar ağırlığa dayandığını bilmek, sizin tasarımınız için kilit bir parametredir. Bu parametreye uygun, merdivenin boyutlarını ve malzemesini belirlemeniz gerekir.
Daha fazlasını oku…