Browsing by Author "Albak, Emre İsa"

Now showing 1 - 20 of 22

A new approach for battery thermal management system design based on grey relational analysis and latin hypercube sampling
(Elsevier, 2021-09-16) Bulut, Emre; Albak, Emre İsa; Sevilgen, Gökhan; Öztürk, Ferruh; BULUT, EMRE; ALBAK, EMRE İSA; SEVİLGEN, GÖKHAN; ÖZTÜRK, FERRUH; Bursa Uludağ Üniversitesi/Mühendislik Fakültesi/Otomotiv Mühendisliği Bölümü; Bursa Uludağ Üniversitesi/Gemlik Asım Kocabıyık Meslek Yüksekokulu/Hibrit ve Elektrikli Araç Teknolojisi; 0000-0001-9159-5000; 0000-0001-9215-0775; 0000-0002-7746-2014; ABG-3444-2020; AAG-8907-2021; I-9483-2017; JCO-2416-2023; FRD-1816-2022
A liquid cooling system is an effective type of battery cooling system on which many studies are presented nowadays. In this research, the effects of the mass flow rate and number of channels on the maximum temperature and pressure drop are investigated for multi-channel serpentine cooling plates. A new approach with LHS and GRA is used to obtain the optimum ranges of design parameters to minimize the pressure drop, maximum temperature and to maximize the convective heat transfer coefficient. In this study, the values of the parameters for the numerical modeling are obtained by the experiments. The width and height of the serpentine channel and mass flow rate are chosen as input parameters and the pressure drop, convective heat transfer coefficient and maximum temperature are selected as output parameters. Comparing with the base design, the optimized design provided up to 40.3% decrease in the pressure drop with a penalty of 11.3% decrease in the convective heat transfer coefficient with a slight decrease in the maximum temperature. The proposed approach can be used to design better cooling plates to keep the batteries in safe temperature ranges and to reduce the power consumption by optimizing the pressure drop and maximum temperature values.
A new approach for battery thermal management system design based on grey relational analysis and latin hypercube sampling
(Elsevier, 2021-09-16) Bulut, Emre; BULUT, EMRE; Sevilgen, Gökhan; SEVİLGEN, GÖKHAN; Öztürk, Ferruh; ÖZTÜRK, FERRUH; Albak, Emre İsa; ALBAK, EMRE İSA; Bursa Uludağ Üniversitesi/Mühendislik Fakültesi/Otomotiv Mühendisliği Bölümü.; Bursa Uludağ Üniversitesi/Gemlik Asım Kocabıyık Meslek Yüksekokulu.; 0000-0001-9159-5000; 0000-0001-9215-0775; 0000-0002-7746-2014; ABG-3444-2020; AAG-8907-2021; I-9483-2017
A liquid cooling system is an effective type of battery cooling system on which many studies are presented nowadays. In this research, the effects of the mass flow rate and number of channels on the maximum temperature and pressure drop are investigated for multi-channel serpentine cooling plates. A new approach with LHS and GRA is used to obtain the optimum ranges of design parameters to minimize the pressure drop, maximum temperature and to maximize the convective heat transfer coefficient. In this study, the values of the parameters for the numerical modeling are obtained by the experiments. The width and height of the serpentine channel and mass flow rate are chosen as input parameters and the pressure drop, convective heat transfer coefficient and maximum temperature are selected as output parameters. Comparing with the base design, the optimized design provided up to 40.3% decrease in the pressure drop with a penalty of 11.3% decrease in the convective heat transfer coefficient with a slight decrease in the maximum temperature. The proposed approach can be used to design better cooling plates to keep the batteries in safe temperature ranges and to reduce the power consumption by optimizing the pressure drop and maximum temperature values.
Araç konfor ve yol tutuş özelliklerinin iyileştirilmesi için süspansiyon parametrelerinin incelenmesi
(Uludağ Üniversitesi, 2014) Albak, Emre İsa; Solmaz, Erol; Uludağ Üniversitesi/Fen Bilimleri Enstitüsü/Otomotiv Mühendisliği Anabilim Dalı.
Gelişen teknoloji ve artan rekabet ile araçlardan beklenen konfor ve performans istekleri sürekli artmaktadır. Bu nedenle otomotiv üreticileri ar-ge faaliyetlerine büyük önem vermektedir. Bu tez çalışmasında süspansiyon sistemi parametrelerinin araçların sürüş konforuna olan etkileri incelenmiştir. Ayrıca sürüş konforu için değiştirilen parametrelerin, araç şasi yüksekliği ve kafa vurma açısına olan etkileri incelenmiştir. Çalışmada Adams/Car programı ile binek bir araç ve Formula SAE aracı üzerinden ISO Lane Change, ivmelenme ve ISO sürüş konfor analizleri yapılmıştır.
Arka aksın yeni yaklaşımlar ile tasarımının en iyilenmesi
(Bursa Uludağ Üniversitesi, 2020-06-23) Albak, Emre İsa; Solmaz, Erol; Bursa Uludağ Üniversitesi/Fen Bilimleri Enstitüsü/Otomotiv Mühendisliği Anabilim Dalı.; 0000-0001-9215-0775
Burulma kirişli arka aks süspansiyon sistemleri sahip oldukları montaj kolaylığı, hafiflik ve maliyet gibi avantajları nedeniyle önden çekişli araçlarda sıklıkla kullanılmaktadır. Burulma kirişli arka süspansiyon sistemlerinin kinematik davranışı burulma kirişinin elastik özellikleri ile belirlendiğinden, burulma kirişi bu süspansiyon sisteminin en kritik bileşenidir. Bu tez çalışmasında, araç tasarımının ilk aşamasında tasarımcılara en uygun burulma kirişi yapısını sunmak için basitleştirilmiş bir optimizasyon modeli sunulmuştur. Sunulan optimizasyon modeli ile tasarımcılar çok kısa sürede burulma kirişli arka aks süspansiyon sisteminin genel hatlarını ortaya koyabileceklerdir. Burulma kirişli arka aks süspansiyon sisteminin yol tutuş özellikleri sonlu elemanlar yöntemiyle yapılan zıt tekerlek hareketi analizleriyle bulunmuştur. Burulma kirişinin kesiti, konumu ve yönelim açısı bu süspansiyon sisteminin performansını etkileyen en önemli parametrelerdir. Bu çalışmada sunulan basitleştirilmiş optimizasyon modelinde burulma kirişinin kesiti, konumu ve yönelim açısının da içinde bulunduğu 25 adet tasarım değişkeni bulunmaktadır. Optimizasyon modelinin amaç fonksiyonu ağırlık azaltma, kısıtları ise temel yol tutuş parametreleri olan toe açısı ve kamber açısının belirlenen değerler arasında kalması olarak belirlenmiştir. Optimizasyon modeli ile hem çok hızlı bir şekilde konsept tasarım elde edilebilmiş hem de ilk tasarıma göre % 24 oranında bir hafifletme sağlanmıştır.
Butterfly optimization algorithm for optimum shape design of automobile suspension components
(Walter de Gruyter, 2020-04-01) Abderazek, H.; Sait, S.; Bureerat, S.; Yıldız, Betül Sultan; Yıldız, Ali Rıza; Albak, Emre İsa; Bursa Uludağ Üniversitesi/Mühendislik Fakültesi/Otomotiv Mühendisliği.; 0000-0001-9215-0775; 0000-0003-1790-6987; AAL-9234-2020; 57094682600; 7102365439; 57191051783
This article presents an implementation of one of the latest optimization methods of obtaining light vehicle designs. First, the problem of coupling with a bolted rim is optimized using the butterfly optimization algorithm (BOA). Finally, the BOA is used to solve the shape optimization of a vehicle suspension arm. It is utilized from the Kriging metamodeling method to obtain equations of objective and constraint functions in shape optimization. At the end of the research effort in this paper, the weight reduction of the suspension arm by using the BOA is 32.9%. The results show the BOA's ability to design better optimum components in the automotive industry.
Chladni deneyi desenlerinden esinlenilmiş ince cidarlı darbe sönümleyicilerin çarpışma performansının iyileştirilmesi
(Bursa Uludağ Üniversitesi, 2024) Emre, Muhammed Said; Albak, Emre İsa; Bursa Uludağ Üniversitesi/Fen Bilimleri Enstitüsü/Otomotiv Mühendisliği Anabilim Dalı.; 0009-0006-1357-7927
İnce cidarlı yapılar otomotiv sektöründe pasif güvenlik elemanları olarak yoğun bir şekilde tercih edilmektedir. Bu yapılardan araç üzerinde hafiflik sağlamasının yanında yüksek darbe enerjisi sönümleme yeteneği de sergilemesi beklenilmektedir. Bu beklentileri sağlayabilmek adına otomotiv sektörü araştırmacıları yeni kesit geometrileri ve malzemeler üzerinde araştırmalar yapmaktadır. Özellikle son yirmi yıl içerisinde geliştirilmiş yüksek mukavemetli çelikler, alüminyum alaşımları, kompozitler, polimerler ve köpük bazlı yapıları malzeme alanındaki yenilikler olarak söyleyebiliriz. Kesitgeometrileri geliştirilmesi üzerine çalışmalarda ise doğa önemli bir esin kaynağı olmuştur. Ernst Florens Friedrich Chladni (1756 - 1827), fizik ve müzik alanında önemli çalışmalar yapmış on sekiz ve on dokuzuncu yüzyıl içerisinde yaşam sürmüş önemli bir bilim insanıdır. Chladni, çalışmalarında ince metal plakalar üzerine kum taneleri serpmiş ve yanında keman çalarak titreşimler üretmiştir. Kum tanelerinin frekans değişimlerine bağlı olarak metal plaka üzerinde geometrik desenler ortaya koyduğunu gözlemlemiştir. Bu çalışma kapsamında, Chladni figürlerinden esinlenilerek tasarımları yapılmış olan 17farklı dairesel dış duvara sahip geometrinin ve enerji sönümleme kapasiteleri, en büyük çarpışma kuvveti ve çarpışma kuvveti verimi sonlu elemanlar metoduyla incelenmiştir. Chladni’den esinlenilerek tasarlanan 1 mm et kalınlıklı geometrilere AA6061 malzeme ataması yapılmıştır. Hazırlanan sonlu elemanlar modelinde hareketli bir üst duvar, darbe emici yapı ve sabit bir alt duvar bulunmaktadır. Hareketli rijit duvarın hızı 5,75 m/s olarak belirlendikten sonra çarpışmanın 60 mm boyunca devam etmesi sağlanmıştır. Sonlu elemanlar analizlerinin doğruluğunun arttırılması için eleman yakınsama analizleri yapılmış olup, en uygun eleman boyutu olarak 0,8 mm belirlenmiştir. Tasarımları yapılan17 farklı kesit geometrisinin çarpışma performansları sonlu elemanlar analizleri sonucunda elde edilmiştir. Yapılan tasarımlar arasından en iyi darbe emicinin seçilebilmesi için çok kriterli bir karar verme yöntemi olan COPRAS yöntemi kullanılmıştır. COPRAS yöntemi ile 23,78 kJ’lık enerji sönümleme, 44,69 kN’luk maksimum çarpışma kuvveti ve 0,887 çarpışma kuvveti verimine sahip olan model alternatifler içinden en iyisi olarak seçilmiştir. En iyi alternatif olarak seçilen geometriye GWO optimizasyonu uygulanmıştır. Optimizasyon sonucunda %6,6 seviyelerinde enerji emilim değerlerinde iyileştirme sağlanmıştır.
Çoklu arama stratejileri kullanan çok amaçlı parçacık sürü optimizasyonu yöntemi ile dairesel çok hücreli çarpışma kutusunun optimizasyonu
(Bursa Uludağ Üniversitesi, 2022-12-31) Albak, Emre İsa; Solmaz, Erol; Öztürk, Ferruh; Bursa Uludağ Üniversitesi/Gemlik Asım Kocabıyık Meslek Yüksek Okul/Hibrid ve Elektrikli Taşıtlar Teknolojisi Programı.; Bursa Uludağ Üniversitesi/Mühendislik Fakültesi/Otomotiv Mühendisliği Bölümü.; 0000-0001-9215-0775; 0000-0001-9369-3552; 0000-0001-5767-8312
Çarpışma kutuları araçlarda darbe emici yapılar olarak araçların tampon kısımlarında bulunur. Çarpışma kutularının şekli, çarpışma performansını önemli oranda etkilemektedir. Çarpışma kutuları üzerine yapılan çalışmalarda çok hücreli çarpışma kutularının tek duvardan oluşan çarpışma kutularına göre daha iyi performansa sahip oldukları ortaya koyulmuştur. Çok hücreli çarpışma kutularında dış duvar içerisindeki yapıların geometrisi çarpışma performansını arttırmada önemli rol oynamaktadır. Bu çalışmada her birinin dış duvarı silindirik olan ve içi kare, altıgen, sekizgen ve dairesel kesitler ile eklenmiş dört farklı çarpışma kutusunun performansları incelenmiştir. En iyi performansa sahip olan içerisine dairesel kesit eklenmiş dairesel çok hücreli çarpışma kutusuna çoklu arama stratejileri kullanan çok amaçlı parçacık sürü optimizasyonu (MMOPSO) yöntemiyle optimizasyon çalışması yapılmıştır. Optimizasyon çalışması, radyal temelli fonksiyonlar yöntemi ile elde edilen metamodel kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Metamodel, latin hiperküp yöntemi ile belirlenen otuz adet örnekleme noktası kullanılarak oluşturulmuştur.
Crashworthiness design and optimization of nested structures with a circumferentially corrugated circular outer wall and inner ribs
(Elsevier, 2021-08-03) Albak, Emre İsa; ALBAK, EMRE İSA; Bursa Uludağ Üniversitesi/Gemlik Asım Kocabıyık Meslek Yüksekokulu/Hibrit ve Elektrikli Araç Teknolojisi; 0000-0001-9215-0775; I-9483-2017
Twenty-six nested structures with a circumferentially corrugated circular outer wall and inner ribs are investigated under quasi-static axial compression using the finite element method. The finite element model is validated by literature. Also, theoretical predictions for the nested structures are derived and compared with finite element analyses. Among the structures whose crashworthiness performances are examined, CO1D and CSIN2D are selected as the best ones. The comparisons have shown that the ribs attached to the closest points of the corrugated outer wall provide stable collapse modes and better crash performance. Also, the crashworthiness performance of the nested structures with octagon inner structures is higher than other alternative structures because the number of corner members and the cross-section lengths are more efficient. Finally, the objective functions developed by the surrogate modeling method are optimized by non-dominated sorting genetic algorithm II (NSGA-II), multi-objective particle swarm optimization (MOPSO), paired offspring generation for constrained large-scale multiobjective optimization (POCEA) and an evolutionary algorithm for large-scale many-objective optimization (LMEA). Optimum CO1D and CSIN2D designs obtained by the NSGAII method have 37.00% and 26.68% higher SEA values, respectively than 'Cribs' structure at the same PCF value.
Crashworthiness design for multi-cell circumferentially corrugated thin-walled tubes with sub-sections under multiple loading conditions
(Elsevier SCI LTD, 2021-07) Albak, Emre İsa; ; 0000-0001-9215-0775; I-9483-2017; 57191051783
Multi-cell, multi-corner and adding edge-junctions structures are widely used approaches to enhance the crash characteristic of the thin-walled structures. In this study, the crashworthiness of twenty-one structures combining these three structures is examined under axial and oblique loading angles. The finite element models under axial loading are validated by experimental data from the literature and theoretical approach. In the theoretical approach, removing the corner elements in the inner structure from the theoretical calculation in multi-cell tubes has increased the accuracy. With the validations performed in axial loadings, it is predicted that the finite element model will be accurate also in oblique loadings. On the other hand, rupture strain has not been used in finite element models, which may cause some errors. Crashworthiness performance has improved as the cell number increases under all loading conditions except the C2 tube under 20-degree oblique loading. Also, the sub-sections added to the inner wall corners of the tubes significantly increase the energy absorption capacity. The complex proportion assessment (COPRAS) method and the technique for order of preference by similarity to ideal solution (TOPSIS) are utilized to get the tube with the best crashworthiness performance. The entropy method is used for weighting to avoid human intervention. The best tube varies depending on the weighting and selection method. Finally, the radial basis function (RBF) approximation approach and four multiobjective optimization methods are used to obtain optimum sizes of the C4O tube. The results of the optimizations show that the optimum structure does not differ depending on the optimization method, and the results are very close to each other.
Değişken kesite sahip burulma kirişli süspansiyon sistemlerinin kinematik performansının incelenmesi
(Bursa Uludağ Üniversitesi, 2020-10-20) Albak, Emre İsa; Solmaz, Erol; Öztürk, Ferruh; Bursa Uludağ Üniversitesi/Mühendislik Fakültesi/Otomotiv Mühendisliği Bölümü.; 0000-0001-9215-0775; 0000-0001-9369-3552; 0000-0001-5767-8312
Burulma kirişli süspansiyon sistemleri hafiflik, düşük maliyet, paketleme alanı gibi avantajları nedeniyle orta sınıf araçlarda sıklıkla kullanılmaktadır. Artan emisyon kısıtlamaları nedeniyle süspansiyon sistemlerinin belli kinematik değerleri sağlamasının yanı sıra hafif olmaları da istenir. Bu nedenle araştırmacılar hem hafif hem de performanslı burulma kirişli süspansiyon sistemi üzerine çalışmalar yapmaktadır. Sistemin en önemli parçası burulma kirişidir ve araştırmalar yüksek oranda bu parça üzerinde yoğunlaşmıştır. Burulma kirişli süspansiyon sistemi ilk olarak genellikle sabit kesite sahip profillerden tasarlanmaktaydı. Son zamanlarda ise bükülmüş boru ve değişken kesitli profiller ön plana çıkmıştır. Bu çalışmada son zamanlardaki burulma kirişi tasarımlarından esinlenerek değişken kesitli burulma kiriş süspansiyon sistemlerinin kinematik performansları ve ağırlıkları incelenmiştir. Burulma kirişinin yükseklik ve genişlik parametreleri değiştirilerek değişken kesite sahip burulma kirişleri elde edilmiş ve sonuçları incelenmiştir. Tasarımların kinematik performansları zıt tekerlek hareket simülasyonları ile değerlendirilmiştir.
Effects of sections added to multi-cell square tubes on crash performance
(Walter De Gruyter, 2020-05) Albak, Emre İsa; Bursa Uludağ Üniversitesi/Mühendislik Fakültesi/Otomotiv Mühendisliği Bölümü.; 0000-0001-9215-0775; I-9483-2017; 57191051783
In this study, the effects of sections added to multi-cell square tubes on crash performance are examined. Square, hexagonal and circular sections are added to multi-cell square tubes and their results are examined. Finite element analyses under axial loading are performed to examine the crash performance of the multi-cell tubes. Analyses show that by adding a section to the multi-cell square tubes. the crash behavior of the tubes is improved. According to the results, S5H multi-cell square tube reveals the best crash performance. The optimization of S5H is carried out by using genetic algorithms and radial basis functions. The S5H tube presents a good crashworthiness performance and could be used as an energy absorber.
Enhancing a twist beam suspension system conceptual design using population-based optimization methods
(Walter de Gruyter, 2020-07) Albak, Emre İsa; Solmaz, Erol; Öztürk, Ferruh; Bursa Uludağ Üniversitesi/Mühendislik Fakültesi/Otomotiv Mühendisliği Bölümü.; 0000-0001-9215-0775; 0000-0001-9369-3552; AAH-1884-2021; I-9483-2017; AAG-9923-2021; 57191051783; 6507386513; 56271685800
Twist beam suspension systems are usually used in middle segment vehicles due to certain advantages. Researchers have presented many studies on both lightweight and functional twist beam design. In this paper, an optimization study is presented for enhancing the conceptual design of the twist beam by defining design variables along the twist beam as subject to vehicle handling conditions.Toe and camber angles are essential parameters that determine vehicle behavior during maneuvering. In this study, opposite wheel travel analysis is performed to represent maneuvering behavior. Therefore, while the optimization study is presented in the form of weight reduction, it is aimed to keep the toe and camber angles at certain intervals. Ant lion optimizer and moth-flame optimization methods, which are population-based optimization methods, are used in the optimization phase to evaluate the performance of the new algorithms as compared with genetic algorithm in terms of robustness and correctness in the case of twist beam design. A two stage approach is introduced for presenting the optimization model and analysis. In the first stage, design space is created via the Latin hypercube method; the mathematical model is obtained via the least squares regression method. Finally, the mathematical model is solved to enhance twist beam conceptual design using recently developed population based optimization algorithms.
Impact attenuator conceptual design using lightweight materials and meta-modeling technique
(Walter De Gruyter Gmbh, 2019-07) Albak, Emre İsa; Solmaz, Erol; Kaya, Necmettin; Öztürk, Ferruh; Uludağ Üniversitesi/Mühendislik Fakültesi/Otomotiv Mühendisliği Bölümü.; 0000-0001-9215-0775; 0000-0001-9369-3552; 0000-0002-8297-0777; AAG-9923-2021; I-9483-2017; R-4929-2018; 57191051783; 6507386513; 7005013334; 56271685800
This study focuses on the use of lightweight design and optimization methodology as a computer aided approach to enhancing the conceptual design of an impact attenuator for a Formula SAE race car. The most important question answered here is how to improve conceptual design outlines to assist a designer with respect to an impact attenuator design. In this study, different tools for lightweight design and optimization are compared to find the most suitable procedures and optimization techniques for an impact attenuator design. The geometrical features used as design variables and constraints are defined according to Formula SAE rules. The optimization problem is solved using a genetic algorithm and sequential quadratic programming methods by means of meta-modeling techniques. It is found that lightweight design and optimization can be used to enhance the conceptual design outlines of an impact attenuator through EPP foam, kriging meta-modeling and genetic algorithm optimization techniques.
Multi-objective crashworthiness optimization of thin-walled multi-cell tubes with different wall lengths
(Taylor & Francis Ltd, 2021-07-07) Albak, Emre İsa; Bursa Uludağ Üniversitesi/Mühendislik Fakültesi/Otomotiv Mühendisliği.; 0000-0001-9215-0775; I-9483-2017; 57191051783
Thin-walled tubes are extensively used in the automotive industry because of their high energy absorption capacity and lightweight advantages. These structures are expected to have high energy absorption and low peak force during any collision. In this study, to obtain low peak crushing force, different wall lengths have applied to the thin-walled tubes. Different wall lengths have investigated using doubly-walled walled, inner multi-cell walled and multi-cell walled tubes obtained from square, hexagon, octagon and circle cross-sections. To evaluate crashworthiness performance dynamic impact analyses at a constant velocity are carried out using the non-linear explicit Finite Element (FE) code Radioss. According to the FE results, tubes with different wall lengths give lower peak crushing force (PCF) of up to 36% compared to normal tubes. On the other hand, in tubes with different wall lengths, there is a decrease of up to 6% in specific energy absorption (SEA) compared to normal tubes. Thus, considering the decrease of the PCF, the advantage of tubes with different wall lengths is presented. Optimization studies have carried out for the second type octagonal tube with different wall lengths (O2G) and the third type octagonal tube with different wall lengths (O3G) which give better SEA and PCF values between all tubes.
Multi-objective optimization of liquid cooling system for a twelve-cell battery module
(Begell House Inc, 2022-01-01) Bulut, Emre; Albak, Emre İsa; Sevilgen, Gökhan; Öztürk, Ferruh; BULUT, EMRE; ALBAK, EMRE İSA; SEVİLGEN, GÖKHAN; ÖZTÜRK, FERRUH; Bursa Uludağ Üniversitesi/Mühendislik Fakültesi/Otomotiv Mühendisliği Bölümü.; Bursa Uludağ Üniversitesi/Gemlik Asım Kocabıyık Meslek Yüksekokulu/Hibrit ve Elektrikli Araç Teknolojisi Bölümü.; 0000-0001-9159-5000; 0000-0001-9215-0775; 0000-0002-7746-2014; I-9483-2017; AAG-8907-2021; JCO-2416-2023; FRD-1816-2022
In this research, two cooling plates with six parallel channels are designed for a twelve-cell battery module. The heat generated by a Li-ion battery cell is numerically modeled, and the numerical model is validated with the experimental data. The temperature difference of the battery cells in the battery module is an important factor for the capacity usage and cycle life of a battery module. The aim of this study is to design an optimum cooling system that will increase the cycle life of the batteries by decreasing the temperature difference and reducing the parasitic power consumption of the pump by reducing the pressure drop. The channel height, channel width, and the ratio of the outlet height to the inlet height are selected as design variables. In recent years, several evolutionary multi-objective optimization techniques have been presented to improve the performance of thermal management systems. In this study, CMOPSO is used for the optimization of the liquid cooling system. The results of the NSGA-II, NSGA-III, MOPSO, and CMOPSO techniques are evaluated to compare the efficiency of different optimization techniques. The results of four different multi-objective optimization methods are close to each other and have good agreement with the CFD results to reduce the temperature difference and pressure drop. A 30.3% decrease in the temperature difference and a 5.3% decrease in the total pressure drop are achieved with CMOPSO as the optimization technique. The results show the effectiveness of CMOPSO as the optimization technique for the design of battery cooling systems.
Multiobjective crashworthiness optimization of graphene type multi-cell tubes under various loading conditions
(Springer, 2021-05) Albak, Emre İsa; Solmaz, Erol; Yıldız, Ali Rıza; Öztürk, Ferruh; Bursa Uludağ Üniversitesi/Gemlik Asım Kocabıyık Meslek Yüksekokulu/Hibrid ve Elektrikli Taşıtlar Teknolojisi Bölümü; Bursa Uludağ Üniversitesi/Mühendislik Fakültesi/Otomotiv Mühendisliği Bölümü; 0000-0001-9215-0775; 0000-0001-9369-3552; 0000-0003-1790-6987; I-9483-2017; DTV-6021-2022; F-7426-2011; FRD-1816-2022; 57191051783; 6507386513; 7102365439; 56271685800
Nature is an important source of inspiration for researchers to create better designs. In this study, graphene type multi-cell tubes is inspired by graphene due to its strong and lightweight mechanical properties. Peak crushing force (PCF), energy absorption (EA) and crushing force efficiency crashworthiness indicators have been taken into consideration under different loading angles, and the complex proportion assessment (COPRAS) which is a multicriteria decision-making method has been used to determine the best model. The best model is found to be GTMT5 (second-order and third-order hollow cylinders in the graphene type multi-cell tube) by the COPRAS selection method. The multiobjective optimization, whose objective is to minimize PCF and maximize EA, is applied on the GTMT5 using the multiobjective particle swarm optimization and non-dominated sorting genetic algorithm II methods, and the techniques are compared. The optimization study is carried out on the radial basis function metamodels. This study shows that circular structures placed in multi-cell tubes have a significant effect on the crashworthiness performance.
Multiobjective crashworthiness optimization of graphene type multi-cell tubes under various loading conditions (vol 43, 266, 2021)
(Springer Heidelberg, 2021-06-01) Albak, Emre İsa; ALBAK, EMRE İSA; Solmaz, Erol; SOLMAZ, EROL; Öztürk, Ferruh; ÖZTÜRK, FERRUH; Yıldız, Ali Rıza; YILDIZ, ALİ RIZA; Bursa Uludağ Üniversitesi/Mühendislik Fakültesi/Otomotiv Mühendisliği Bölümü.; Bursa Uludağ Üniversitesi/Gemlik Asım Kocabıyık Meslek Yüksekokulu.; 0000-0001-9215-0775; 0000-0003-1790-6987; F-7426-2011; I-9483-2017
Optimization design for circular multi-cell thin-walled tubes with discrete and continuous design variables
(Taylor & Francis Inc, 2022-08-09) Albak, Emre İsa; ALBAK, EMRE İSA; Bursa Uludağ Üniversitesi/Gemlik Asım Kocabıyık Meslek Yüksekokulu.; 0000-0001-9215-0775; I-9483-2017
Wall thickness and the number of cells are important elements affecting crashworthiness. While wall thickness is expressed as the continuous design variable, the number of ribs and the number of inner structures are defined as the discrete design variable. Specific energy absorption is determined as the objective, peak crushing force is selected as the constraint. Surrogate models of these functions are obtained with artificial neural networks. A loop has been developed for the selection of the ideal parameters. The study revealed that the use of discrete and continuous design variables together improves crashworthiness.
Optimization for multi-cell thin-walled tubes under quasi-static three-point bending
(Springer Heidelberg, 2022-05-01) Albak, Emre İsa; ALBAK, EMRE İSA; Bursa Uludağ Üniversitesi/Gemlik Asım Kocabıyık Meslek Yüksekokulu.; 0000-0001-9215-0775; I-9483-2017
Approaches such as changing the cell number, changing the rib direction, and adding internal structure are utilized to acquire a multi-cell thin-walled structure, and these approaches have meaningful effects on the crashworthiness performance of multi-cell thin-walled tubes. In this study, a comprehensive review is done by using and comparing these approaches together under quasi-static three-point bending conditions. A different crashworthiness indicator is better for each of the produced multi-cell thin-walled structures. The overall best tubes are determined by the complex proportion assessment (COPRAS), a multi-criteria decision-making technique. The weights used in the COPRAS technique are calculated by the entropy method. Thus, two different tubes are chosen as the best ones. Then, multi-objective optimization is performed on these tubes with the multi-objective genetic algorithm (MOGA). The surrogate models of PCF and SEA, which are defined as the objectives in multi-objective optimization studies, are obtained by the (radial basis functions) RBF. Multi-objective optimized multi-cell thin-walled W1L1 and W1L1S1 tubes achieved the same SEA values as the W0L0 square tube at 13.1% and 15.4% lower PCF values, respectively.
Prediction and optimization of the design and process parameters of a hybrid ded product using artificial intelligence
(MDPI, 2022-05-01) Çallı, Metin; Albak, Emre İsa; Öztürk, Ferruh; Çallı, Metin; ALBAK, EMRE İSA; ÖZTÜRK, FERRUH; Bursa Uludağ Üniversitesi/Mühendislik Fakültesi/Otomotiv Mühendisliği Bölümü; Bursa Uludağ Üniversite/Gemlik Asım Kocabıyık Meslek Yüksekokulu/Hibrit ve Elektrikli Araç Teknolojisi; 0000-0001-9215-0775; 0000-0002-4148-3163; I-9483-2017; JIR-3025-2023; FRD-1816-2022
Directed energy deposition (DED) is an additive manufacturing process used in manufacturing free form geometries, repair applications, coating and surface modification, and fabrication of functionally graded materials. It is a process in which focused thermal energy is used to fuse materials by melting. Thermal effects can cause distortions and defects on the parts during the DED process, therefore they should be evaluated and taken into account during the manufacturing of products. Melting pool control and DED bead geometries should be defined properly as well. In this work, an Artificial Neural Network model has been applied considering the DED process parameters in order to predict the geometrical patterns and create a local reinforced product as a hybrid manufacturing technology. Although lots of studies are available on topology optimization for manufacturing methods such as casting, extrusion, and powder bed fusion, topology optimization for the DED process is not widely taken into consideration to predict the design geometrical patterns. DOE RSM and ANN approaches were applied in this study to predict convenient dimensions, topology based geometrical patterns of local stiffeners and heat source power optimizing the energy, total mass, and peak force results of the hybrid part. A single bead track deposition is simulated in terms of validation of the numerical heat source model, and cross-sections of the beads are analysed. A cross-member structure is manufactured using the DED device and the structure is correlated under the three point bending physical conditions on test bench. It has been investigated that locally reinforced cross beam has much more energy absorption and peak force values than plain model. The results showed that the proposed NN-GA is a promising approach to generate the topology based geometrical patterns and process parameters which can be used to create a local reinforced product as hybrid manufacturing technologies.