Çırpan Kanat Aerodinamik Kuvvetlerinin Yapay Sinir Ağları ile Modellenmesi

Benzer belgeler
ÇIRPAN KANAT AERODİNAMİĞİNDE GİRDAPLARIN DENEYSEL VE SAYISAL OLARAK BELİRLENMESİ

FÜZE KANADININ SES-ÜSTÜ UÇUŞ KOŞULUNDAKİ AEROELASTİK ANALİZİ

YAPAY SİNİR AĞLARI YÖNTEMİ İLE PAFTALARININ SAYISALLAŞTIRILMASI ARTIFICIAL NEURAL NETWORKS METHOD FOR MAP DIGITIZATION

DÖRT ÇUBUK MEKANİZMALI ÇIRPAN KANATLI HAVA ARACI YAPIMI, ANALİZİ VE TESTLERİ M.Gülay Şenol *

ÇİMENTO BASMA DAYANIMI TAHMİNİ İÇİN YAPAY SİNİR AĞI MODELİ

Geriye Yayılım ve Levenberg Marquardt Algoritmalarının YSA Eğitimlerindeki Başarımlarının Dinamik Sistemler Üzerindeki Başarımı. Mehmet Ali Çavuşlu

Yapay Sinir Ağları. (Artificial Neural Networks) DOÇ. DR. ERSAN KABALCI

TUĞLA VE KİREMİT FABRİKALARININ HAVA KİRLİLİĞİNE KATKILARININ YAPAY SİNİR AĞI MODELLEMESİ İLE ARAŞTIRILMASI

YAPAY SİNİR AĞLARI. Araş. Gör. Nesibe YALÇIN BİLECİK ÜNİVERSİTESİ

PSM 11 PEM YAKIT HÜCRELERİNİN YAPAY SİNİR AĞLARI İLE MODELLENMESİ

TORNALAMA İŞLEMİNDE KESME KUVVETLERİNİN VE TAKIM UCU SICAKLIĞININ YAPAY SİNİR AĞI İLE TAHMİN EDİLMESİ

YEŞİLIRMAK NEHRİ İÇİN TOPLAM ORGANİK KARBON ÖNGÖRÜ MODELLERİ

Çok katmanlı ileri sürümlü YSA da standart geri yayıyım ve momentum geri yayılım algoritmalarının karşılaştırılması. (Eğitim/Hata geri yayılım)

SÜREKLİ DOĞAL GERİLİM VERİLERİNİN YAPAY SİNİR AĞLARI İLE DEĞERLENDİRİLMESİ, DEPREM ve YAĞIŞLARLA İLİŞKİSİ

SES-ÜSTÜ KANARD KONTROLLÜ FÜZELER İÇİN SERBEST DÖNEN KUYRUĞUN ŞEKİL OPTİMİZASYONU

AMFİBİ İHA GÖVDE PARAMETRELERİNİN SÜRÜKLEME KATSAYISI ÜZERİNDEKİ ETKİLERİNİN İNCELENMESİ

BÜYÜK ORANDA ŞEKİL DEĞİŞTİREBİLEN KANATLARIN ÖN TASARIM SÜRECİNDE AERODİNAMİK VE YAPISAL ANALİZLERİNİN EŞLENMESİ

İNSANSIZ HAVA ARACI PERVANELERİNİN TASARIM, ANALİZ VE TEST YETENEKLERİNİN GELİŞTİRİLMESİ

PİEZOELEKTRİK EYLEYİCİ İLE TETİKLENEN GÜVE BÖCEĞİ KANADIN AERODİNAMİK KUVVET DENEYSEL OLARAK KARŞILAŞTIRILMASI

ÇIRPAN KANAT KESİTLERİ İLE İTKİ ÜRETİMİNİN HESAPLANMASI VE DENEYSEL SONUÇLARLA KARŞILAŞTIRILMASI

Zeki Optimizasyon Teknikleri

DÜZ FLAPLI POZİTİF KAMBURA SAHİP NACA 4412 KANAT PROFİLİNİN AERODİNAMİK PERFORMANSININ BİLGİSAYAR DESTEKLİ ANALİZİ

T.C. KIRIKKALE ÜNİVERSİTESİ BİLGİSAYAR MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ YAPAY SİNİR AĞLARI. Doç.Dr. Necaattin BARIŞÇI FİNAL PROJESİ

Erdem Işık Accepted: January ISSN : erdemis@firat.edu.tr Elazig-Turkey

ÇATI DÖŞEMESİNDE MEYDANA GELEN YOĞUŞMA VE BUHARLAŞMA KÜTLELERİNİN YAPAY SİNİR AĞLARI İLE TAHMİN EDİLMESİ

ELEKTRİK DAĞITIM ŞEBEKELERİNDE TALEP TAHMİNİ

Havada Asılı Konumdaki Çırpan Kanat Profilinin Sayısal ve Analitik Modellemesi

YAPAY SĠNĠR AĞLARININ EKONOMĠK TAHMĠNLERDE KULLANILMASI

3 BOYUTLU ÇIRPAN KANAT İÇİN ZAMANA BAĞLI AERODİNAMİK MODEL GELİŞTİRİLMESİ

MİKROŞERİT HAT ENDÜKTANS BÜYÜKLÜĞÜNÜN BİLGİ TABANLI YAPAY SİNİR AĞLARI ile MODELLENMESİ

Şekil 1:Havacılık tarihinin farklı dönemlerinde geliştirilmiş kanat profilleri

KÜTAHYA İLİNİN YAPAY SİNİR AĞLARI KULLANILARAK ELEKTRİK PUANT YÜK TAHMİNİ

AERODİNAMİK İTKİ OPTİMİZASYONU: SAYISAL VE DENEYSEL YAKLAŞIM

KOMPOZĐT VE SANDVĐÇ KĐRĐŞLERDEKĐ HASAR ŞĐDDETĐNĐN TĐTREŞĐM BAZLI ANALĐZLER VE YAPAY SĐNĐR AĞLARI ĐLE TESPĐTĐ

ROBOTLARIN YAPAY SİNİR AĞLARI KULLANILARAK DENETİMİ.

Düşük Süpürme Açısına Sahip Delta Kanat Modeli Üzerinde Oluşan Aerodinamik Karakteristiklerin İncelenmesi

Electronic Letters on Science & Engineering 1(1) 2005 Available online at

AERODİNAMİK KUVVETLER

Beton Mekanik Özelliklerinin Taze Beton Özelliklerinden Yararlanılarak Yapay Sinir Ağları İle Tahmini ÖZET

SİMÜLASYON-YAPAY SİNİR AĞI İLE ESNEK ÜRETİM SİSTEMİ TASARIMI

EN BÜYÜK YER İVMESİNİN TAHMİNİNDE YAPAY SİNİR AĞLARININ KULLANIMI

YOLCULUK YARATIMININ YAPAY SİNİR AĞLARI İLE MODELLENMESİ MODELLING OF THE TRIP GENERATION WITH ARTIFICIAL NEURAL NETWORK

BOŞTA HAREKET DOĞRUSALSIZLIĞI BULUNAN, GÖREVE UYUMLU KONTROL YÜZEYLERİNİN ÇIRPMA YÖNÜNDEN İNCELENMESİ

İSTANBUL TİCARET ÜNİVERSİTESİ BİLGİSAYAR MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ BİLGİSAYAR SİSTEMLERİ LABORATUARI

ISSN : Hatay-Turkey YAPAY SİNİR AĞLARI YAKLAŞIMI İLE TAHTAKÖPRÜ BARAJINDAKİ AYLIK BUHARLAŞMA TAHMİNİ

ESTIMATION OF EFFLUENT PARAMETERS AND EFFICIENCY FOR ADAPAZARI URBAN WASTEWATER TREATMENT PLANT BY ARTIFICIAL NEURAL NETWORK

KONVANSİYONEL VE KONVANSİYONEL OLMAYAN KONTROL YÜZEYLERİNE SAHİP İNSANSIZ HAVA ARACIN KANATLARININ AERODİNAMİK ÖZELLİKLERİNİN DEĞERLENDİRİLMESİ

MERMER KESME İŞLEMİNDE KESİM SÜRESİNİN YAPAY SİNİR AĞI TABANLI MODELLENMESİ

CETP KOMPOZİTLERİN DELİNMELERİNDEKİ İTME KUVVETİNİN ANFIS İLE MODELLENMESİ MURAT KOYUNBAKAN ALİ ÜNÜVAR OKAN DEMİR

RÜZGAR TÜRBİNLERİNİN KANAT AÇILARININ YAPAY SİNİR AĞI TABANLI DENETİMİ

Electronic Letters on Science & Engineering 4(2) (2008) Available online at

1. Giriş. 2. Dört Rotorlu Hava Aracı Dinamiği 3. Kontrolör Tasarımı 4. Deneyler ve Sonuçları. 5. Sonuç

BİR ÇIRPAN KANAT ETRAFINDA MEYDANA GELEN GİRDAP MEKANİZMASININ İNCELENMESİ

DİNAMİK - 2. Yrd. Doç. Dr. Mehmet Ali Dayıoğlu. Ankara Üniversitesi Ziraat Fakültesi. Tarım Makinaları ve Teknolojileri Mühendisliği Bölümü

Yıldız Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Bilgisayar Mühendisliği Bölümü. Şekil Tanıma Final Projesi. Selçuk BAŞAK

WEB SAYFALARINA İLİŞKİN YAPAY SİNİR AĞLARI İLE SINIFLANDIRMA YÖNTEMİ

DEĞİ KEN KAMBURA SAHİP NACA 4412 KANAT KESİTİNİN 2-BOYUTLU AERODİNAMİK ANALİZİ

LINZ-SPROTT 1999 KAOTİK SİSTEMİNİN YAPAY SİNİR AĞLARI İLE MODELLENMESİNDE FARKLI EĞİTİM FONKSİYONLARININ MODELLEME PERFORMANSINA ETKİSİ

UÇAK MÜHENDİSLİĞİ MÜFREDATI

ODTÜ'DE YAPILAN İNSANSIZ HAVA ARACI ÇALIŞMALARI

BAŞKENT ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ BENZER SÜREÇLERDE ÜRETİLEN ÜRÜNLER İÇİN YAPAY ZEKA İLE ZAMAN TAHMİNİ SONER ŞÜKRÜ ALTIN

BÜYÜK ORANDA ŞEKİL DEĞİŞTİREBİLEN KANAT YÜZEYLERİNİN AERODİNAMİK YÜKLER ALTINDAKİ DAVRANIŞLARI

Çok Katmanlı Algılayıcı (Multilayer Perceptron) DOÇ. DR. ERSAN KABALCI

TMMOB Makina Mühendisleri Odası VIII. Ulusal Uçak, Havacılık ve Uzay Mühendisliği Kurultayı Mayıs 2015 / ESKİŞEHİR

İSTATİKSEL NORMALİZASYON TEKNİKLERİNİN YAPAY SİNİR AĞIN PERFORMANSINA ETKİSİ

Doç.Dr.Erkan ÜLKER, Selçuk Üniversitesi Mühendislik F, Bilgisayar Mühendisliği Bölümü

Dikey İniş/Kalkış Yapabilen Hareketli Kanatlı İnsansız Hava Aracının Tasarımı

KALINLIK-VETER ORANININ DÜŞÜK OK AÇILI DELTA KANAT ÜZERİNDEKİ AKIŞ YAPISINA ETKİSİNİN NÜMERİK İNCELENMESİ

YAPAY SĠNĠR AĞLARI ĠLE KOCAELĠ ĠLĠNĠN PUANT YÜK TAHMĠNĠ. Oya DEMİRER Demet ÖZDEMİR Melih İNAL

THE ANALYSES OF THIN WALLED TUBES BY USING ARTIFICIAL NEURAL NETWORK

HAVA ARAÇLARINDAKİ ELEKTRONİK EKİPMANLARIN SOĞUTULMASINDA KULLANILAN SOĞUTMA SIVILARININ PERFORMANSA BAĞLI SEÇİM KRİTERLERİ

DÜŞÜK VE ORTA OK AÇILI DELTA KANATLAR ÜZERİNDEKİ AKIŞIN PASİF AKITMA YÖNTEMİ İLE KONTROLÜ

Murat Yavuz Solmaz Accepted: January ISSN : mysolmaz@firat.edu.tr Elazig-Turkey

Eksik Akım Verilerinin Tahmin Modelinin OluĢturulmasında Yapay Sinir Ağlarının Kullanımı: Asi Nehri-Demirköprü Akım Gözlem Ġstasyonu Örneği

Esnek Hesaplamaya Giriş

TAŞINIMLA ISI AKTARIMI DENEYİ

BİR OFİS İÇİN TERMAL KONFOR ANALİZİNİN HESAPLAMALI AKIŞKANLAR DİNAMİĞİ YÖNTEMİ İLE MODELLENMESİ VE SAYISAL ÇÖZÜMÜ

Prof. Dr. Yavuz YAMAN, Prof. Dr. Serkan ÖZGEN, Doç. Dr. Melin ŞAHİN Y. Doç. Dr. Güçlü SEBER, Evren SAKARYA, Levent ÜNLÜSOY, E.

UÇUŞ SIRASINDA BUZLANMA ANALİZLERİNDE DAMLACIK YÖRÜNGELERİNİN PARALEL HESAPLAMA YÖNTEMİYLE BELİRLENMESİ

İç Basınç Altında İnce Cidarlı Kabukların Yapay Sinir Ağları ile Çözümü

Akademik Sosyal Araştırmalar Dergisi, Yıl: 5, Sayı: 50, Temmuz 2017, s

ASENKRON MOTORDA YAPAY SİNİR AĞLARI İLE DURUM KESTİRİMİ. Hıdır Selçuk NOĞAY 1

Electronic Letters on Science & Engineering 3 (2) (2007) Available online at

Hava Kirliliğine Neden Olan PM10 ve SO 2 Maddesinin Yapay Sinir Ağı Kullanılarak Tahmininin Yapılması ve Hata Oranının Hesaplanması

İKİ BOYUTLU PARÇACIK GÖRÜNTÜLEMELİ HIZÖLÇER VERİLERİNDEN BASINÇ ALANI TAHMİNİ

Abs tract: Key Words: Cihan TURHAN Gülden GÖKÇEN Tuğçe KAZANASMAZ

Cam Elyaf Katkılı Betonların Yarmada Çekme Dayanımlarının Yapay Sinir Ağları İle Tahmini

YAPAY SİNİR AĞLARI YÖNTEMİ İLE GÖKSU NEHRİ NİN AKIM TAHMİNİ FLOW FORECASTING OF GÖKSU RIVER WITH ARTIFICIAL NEURAL NETWORKS METHOD

ENDÜSTRİYEL BİR DAMITMA KOLONUNDA YAPAY SİNİR AĞI VE ADAPTİF SİNİRSEL BULANIK TAHMİN METOTLARININ KULLANIMI

BÖLÜM 6 GERÇEK AKIŞKANLARIN HAREKETİ

ERCİYES ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK FAKÜLTESİ ENERJİ SİSTEMLERİ MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ ISI TRANSFERİ LABORATUARI

ISSN : Isparta-Turkey YAPAY SĠNĠR AĞLARI (YSA) YÖNTEMĠ ĠLE GLOBAL RADYASYON TAHMĠNĠ

İş Zekası. Hafta 6 Kestirimci Modelleme Teknikleri. Yrd. Doç. Dr. H. İbrahim CEBECİ

GÜNCEL HAD YÖNTEMLERİNİN JENERİK F-16 GEOMETRİSİNE UYGULANARAK AERODİNAMİK KATSAYILARIN BELİRLENMESİ

NACA VE NREL S 809 KANAT KESİTLERİNİN HAD İLE ANALİZİ ANALYSING OF NACA AND NREL S 809 AIRFOILS BY CFD

Uluslararası Yavuz Tüneli

Yapay Sinir Ağları İçin Net Platformunda Görsel Bir Eğitim Yazılımının Geliştirilmesi

4/ Yazılan uluslararası kitaplar veya kitaplarda bölümler

Türkiye için Yapay Sinir Ağları Yöntemi ile Trafik Kazası Tahmini Araştırması

Çırpan kanadın aerodinamik parametrelerinin deneysel olarak incelenmesi

Transkript:

Çırpan Kanat Aerodinamik Kuvvetlerinin Yapay Sinir Ağları ile Modellenmesi Dr. Dilek Funda Kurtuluş 1 e-posta: dfunda@ae.metu.edu.tr 1 Orta Doğu Teknik Üniversitesi Havacılık ve Uzay Mühendisliği Bölümü 06531 Ankara ÖZET Bu çalışmada yapay sinir ağları kullanılarak çırpan kanat kinematiğinin zamana bağlı aerodinamik kuvvetleri hesaplanmıştır. Yapay sinir ağları modeli MLP (multi layer perception) ağ yöntemi kullanılarak ve Levenberg-Marquardt optimizasyon algoritması ile gerçekleştirilmiştir. Yapılan bu çalışma ile çırpan kanat kuvvet hesaplamalarının hesaplamalı akışkanlar dinamiği yöntemi yanısıra yapay sinir ağları kullanılarakta yakın sonuçlar alınabileceği anlaşılmıştır. I. GİRİŞ Çırpan kanat aerodinamiği ve itkisi, günümüzde birçok araştırmacının alternatif bir Mikro Hava Aracı itki sistemi olarak ilgisini çekmektedir. Kara, deniz, hava ve uzayda, yüksek yaşamsal tehlike içeren görevlerde insanın yerini alması veya maliyetlerin düşürülmesi amacıyla; insansız (uzaktan kumandalı veya otonom) araçlar teknoloji dünyasında önemli bir konuma gelmeye başlamıştır (Şekil 1). Geçen on yıl içinde, Mikro Hava Araçları nın gelişimine imkan veren mikro-teknolojideki ilerlemeler nedeniyle düşük Re sayısı rejimindeki sayısal ve deneysel çalışmalar önem kazanmıştır. Bu çalışamanın ana konusu olan çırpan kanat aerodinamiği ve itkisi günümüzde birçok araştırmacının alternatif bir Mikro Hava Aracı itki sistemi olarak ilgisini çekmektedir. Genellikle ileri uçuş rejim çalışmaları literatürde çoğunlukta olmasına rağmen, Mikro Hava Araçları nın ana gayesi olan sabit pozisyon gözetimi havada asılı kalma uçuş modu üzerinde daha çok araştırma yapılması gereğini ortaya koymuştur. Havada asılı kalma uçuş modu, çırpan kanat aerodinamik sisteminde incelenen, tatbiki en zor olan modlardan biridir. Bu uçuştaki amaç, Mikro Hava araçlarının bulundukları konumu hiç değiştirmeden uçuş ve gözetleme yapabilmesini sağlamaktır. Havada asılı kalma durumundaki araç, sabit bir konumda kabul edilir ve serbest akış hızı sıfır alınır. Akışkan hareketleri sadece kanat hareketinden dolayı yaratılmaktadır. Havada asılı kalma harekentinin ana amacı, aracın ağırlığını dengeleyecek dikey bir kuvvet yaratmaktır. Bir kuşun, havada asılı konumda uçuş yapabilme kapasitesinin olup olamayacağı, kuşun boyutuna, kanatların eylemsizlik momentine, kanat hareketlerinin serbestlik derecesine ve kanat şekline bağlıdır. Bu sınırlamalardan dolayı havada asılı konumda kalabilen tür sayısı çok azdır. Daha çok küçük böcek türleri (Drosophila gibi) ve arıkuşu (hummingbird) gibi küçük kuşlar havada asılı kalabilmektedir ([1]-[2]). Bu çalışmada yapay sinir ağları kullanılarak çırpan kanat hareketinin hem kaldırma kuvveti hem de sürtünme kuvveti katsayıları tahmin edilmiştir. Çırpan kanat aerodinamiği yüksek derecede doğrusal olmayan bir sistem olması dolayısıyla bu tip modellemelerin ve aerodinamik kuvvet katsayılarının hesaplanmasının auto-control programları için çok gerekli olduğu bilinmektedir. Şekil 1. Varolan MAV tipleri [3] 220

II. YAPAY SİNİR AĞLARI Yapay sinir ağları nöron ismi verilen birbiriyle bağlı işlemci elemanlardan oluşur. YSA, bir girdi katmanı, bir veya daha fazla ara katman ve bir de çıktı katmanından oluşur. Çıktı katmanı dışındaki bütün katmanlardaki nöronlar, bir sonraki katmandaki nöronların hepsine bağlıdır ve bütün bu bağlantıların bir ağırlık değeri vardır. Her bir nöron, kendisine gelen toplam girdiyi aktivasyon fonksiyonuna aktararak çıktısını üretir. Toplam girdi, bir nörona gelen bütün girdilerin, kendi ağırlık değerleriyle çarpımlarının toplamıdır. Yapay sinir ağları, girdiler ile çıktılar arasındaki ilişkiyi öğrenebilmek için örnek veriyle eğitilir. Öğrenme veya eğitilme işlemi, bağlantılara ait ağırlık değerlerinin güncellenmesiyle gerçekleştirilir. YSA nın eğitilmesi döngüsel bir işlemle gerçekleşmektedir [4]-[6]. Tek bir yapay nöron bir çok farklı şekilde tanımlanabilir. Genel matematiksel tanımı Denklem 1 de verilmiştir. n y( x) = g wi xi + b (1) i= 0 Bu denklemde x n girdili (x 0 x n ), bir y(x) çıktılı nöronu temsil etmekte ve (w 0 w n ) ağırlıkları, b ise farkı (bias) göstermektedir [4]-[6]. g aktivasyon fonksiyonunu tanımlamakta ve nörondan çıkan çıktının gücünü girdilerin toplamına bağlı olarak tanımlamaktadır. çırpan hareket kinematik datası kullanımına karar verilmiş ve çıktı olarakta kaldırma kuvveti ile sürtünme kuvveti katsayıları kullanılmıştır (Şekil 2). Şekil 2. Yapay sinir ağları katman yapısı II. ÇIRPAN KANAT HAREKETİ TANIMI İncelenen kanat çırpma hareketi 4 aşamaya ayrılmıştır (Şekil 3); birinci aşama aşağı doğru çırpma hareketinin yarısına denk gelmekte ve kanat ucu pozitif doğrultuyu göstermektedir. İkinci aşama ise yukarı vuruş hareketinin yarısını kapsamaktadır. Üçüncü ve dördüncü aşamalar ise bu iki aşamanın tamamen aynasal simetriğidir. Her aşama da kendi içinde ikiye ayrılmaktadır: doğrusal ileri hareket fazı ve dönüş fazı. Başlangıç hücum açısı α 0, hücum açısı değişme noktası x a, hız değişme pozisyonu x v gibi parametreler değiştirilerek incelenmiştir. Bu parametrelerin anlık aerodinamik kuvvet katsayıları üzerindeki etkileri araştırılmıştır [7]-[8]. Aktivasyon fonksiyonu üç farklı kategoride bulunabilmektedir: Heaviside fonksiyonu, parçalı lineer veya sigmoid [4]. Sigmoid aktivasyon fonksiyonu Denklem 2 de gösterilmiştir ve çıktı s şeklinde [0 1] aralığında girdi değiştikçe değişmektedir. 1 g ( x) = 2s( x+ ) 1+ e (2) t Burata t değeri aktivasyon fonksiyonunu sıfır merkezinden uzaklaştırmaktadır. Yapılan hespalamalarda sigmoid aktivasyon fonksiyonu yapay sinir ağları modellemesi için kullanılmıştır [4]. Bütün girdi ve çıktılar [0 1] aralığında normalize edilmişlerdir. İleri besleme ağ yapısı hesaplamalarda kullanılmıştır. 3 katman kullanılmıştır. Bunlardan ilki girdi katmanı, ikincisi ara gizli katman, üçüncüsü de çıktı katmanıdır. Yapılan ön çalışmalardan sonra girdi katmanında 4 adet Şekil 3. Çırpma hareketi mekanizması 221

III. AERODİNAMİK KUVVETLER Aerodinamik kuvvetler önceki çalışmalarda sayısal olarak hesaplanmıştır [8]. Buna ek olarak lazer görüntüleme yöntemleri ve PIV ile deneysel olarak sonuçlar elde edilmiştir [7]-[8]. Bu çalışmada ise yapay sinir ağları yöntemi kullanılarak elde edilen aerodinamik kuvvetler sayısal sonuçlarla karşılaştırılmıştır [9]. Çırpan kanat kinematik verileri iki ana grupta bölünmüş ve bu veriler ağın eğitilmesi (training) ve tahminin teslerinde kullanılmıştır. Ilk hesaplarmalar α 0 =5, x v =2c, x a =2c durumu için gerçekleştirilmiştir. Bu durum için girdi dataları Şekil 4 te verilmektedir. 300 farklı durum karşılaştırılmış ve iterasyon sayısı 100 den 1000, ara girdi katman sayısındakı nodül sayısı 1 den 30 a kadar değiştirilmiştir. İlk 10 iyi durum R 2 (coefficient of determination) değerleri karşılaştırılarak seçilmiştir. Bu değerler Tablo 1 de gösterilmektedir. En iyi R 2 değerleri hem sürtünme kuvveti katsayısı (C D ) hem de kaldırma kuvveti katsayısı (C L ) için 1 e yakın değelerdir. En iyi yapay sinir ağları modellerinin 20 den 29 a kadar ara girdi katmanı, 300 den 700 e kadar da iterasyon sayısı olduğu gözlemlenmiştir. Ara girdi katmanındakı nod sayıları modellenen sistemin kompleks yapısına göre fazla olmaktadır. Tablo 1 deki değerlendirme sonucunda, toplam iterasyon sayısı 300; ara katmandaki toplam nodül sayısı da 27 olarak alınmıştır. Şekil 4. Yapay sinir ağları için kullanılan girdi parametreleri (α 0 =5, x v =2c, x a =2c) 5º başlangıç hücum açısı için kaldırma kuvveti ve sürtünme kuvveti katsayıları sayısal değerlerle karşılaştırılarak Şekil 5 te gösterilmektedir. Diğer tahminler aynı eğitilmiş data ile yapılış ve farklı başlangıç açıları kullanılmıştır. α 0 =10 için R 2 değeri sürtünme kuvveti katsayısı için 0.9478, kaldırma kuvveti katsayısı için ise 0.9502 bulunmuştur. Kuvvet katsayılarının farklı başlangıç hücum açıları için tahmin edilen değerleri ile sayısal hesaplamalar ile karşılaştırmaları Şekil 6 da verilmektedir. α 0 değeri 15 yapıldığında tahmin edilen R 2 değerleri R 2 CD= 0.9372 ve R 2 CL=0.8144 olmaktadır. Sürtünme kuvveti katsayısı çok yakın tahmin edilebilmektedir. α 0 =30 için and R 2 CD=0.3321 vermiştir. Aerodinamik kuvvetlerin değerleri eğitilen bu model ile yakın bir şekilde yakalanamamıştır. Tablo 1 Tahmin verileri için en iyi 10 adet R 2 değeri 222

Şekil 5. Yapay sinir ağları ile tahmin edilen kaldırma kuvveti (C L ) ve sürükleme kuvveti (C D ) katsayılarının sayısal hesaplamalar ile karşılaştırılması (α 0 =5, x v =2c, x a =2c) Şekil 6. Farklı başlangıç hücum açılarinda yapay sinir ağları ile tahmin edilen kaldırma kuvveti (C L ) ve sürükleme kuvveti (C D ) katsayılarının sayısal hesaplamalar ile karşılaştırılması 223

V. SONUÇLAR ve ÖNERİLER Yapay sinir ağları modelinin eğitimi çok iyi kalibrasyon sonuçları vermiştir. Yapısal sinir ağları modeli 3 katmanlı ileri beslemeli ağdan oluşmuş, bir giriş katmanı, bir ara katman ve bir çıkış katmanından meydana gelmiştir. YSA modeli geri dönüşümlü Levenberg-Marquardt algoritması kullanılarak eğitilmiştir. Yapılan veri tahminleri sayısal hesaplamalar ile karşılaştırılmış ve sonuçlar 30º çırpma açılarına kadar çok yakın değerler vermiştir. TEŞEKKÜR TÜBITAK ve ODTÜ ye desteklerinden dolayı teşekkür edilmektedir. KAYNAKLAR [1] Shy W., Berg M., Ljungqvist D., "Flapping and Flexible Wings for Biological and Micro Air Vehicles," Progress in Aerospace Sciences, Vol.35, 1999, pp. 455-505 [2] Rayner J. M. V., A Vortex Theory of Animal Flight. Part 1. The vortex wake of a hovering animal, J. Fluid Mech., Vol.91, part 4, 1979, pp. 697-730 [3] B. Singh, Dynamics and Aeroelasticity of Hover Capable Flapping Wings: Experiments and Analysis. Ph.D Dissertation, University of Maryland, 2006 [4] H. Demuth and M. Beale, Neural network toolbox for use with Matlab. The Mathworks Inc., 1993 [5] S. Haykin, Neural networks a comprehensive foundation. 2 nd edition Prentice-Hall Inc. Upper Saddle River, New Jersey, 1999 [6] R. J. Schalkoff, Artificial neural networks. McGraw-Hill Companies, 1997 [7] D. F. Kurtulus, L. David, A. Farcy, N. Alemdaroglu, Aerodynamic Characteristics of Flapping Motion in Hover, Experiments in Fluids, Vol. 44, pp. 23-36, 2008 [8] B. Akay, D. F. Kurtulus, N. Alemdaroglu, Unsteady Aerodynamics of Different Wing Profiles at Low Reynolds Number. NATO AVT-146 Symposium on Platform Innovations and System Integration for Unmanned Air, Land and Sea Vehicles, 14-17 May 2007, Florence, Italy [9] Kurtulus D. F. (2008) Ability to forecast unsteady aerodynamic forces of flapping airfoils by Artificial Neural Network (ANN). Neural Computing and Applications (accepted for publication) 224