İçinden Akışkan Geçen Boru Doğal Frekansının Genelleştirilmiş Regresyon Yapay Sinir Ağları Yöntemi İle Tahmini

Yıl 2020, Cilt: 11 Sayı: 2, 863 - 874, 15.06.2020

Begum Yurdanur Dagli Abdulkerim Ergut Mustafa Erkan Turan

https://doi.org/10.24012/dumf.647302

Cited By: 1

Öz

Bu çalışmada içinden akışkan geçen silindirik borunun dinamik davranışı farklı mesnet koşulları dikkate alınarak incelenmiştir. Boru Euler-Bernoulli Teorisi kullanılarak modellenmiştir. Dinamik denge altındaki titreşim, ağırlıktan kaynaklanan deplasmanlar ihmal edilerek araştırılmıştır. Boru içerisinden geçen akışkan ideal, kararlı, üniform kabul edilmiştir. Hareket denklemi Hamilton prensibi ile belirlenmiştir. Değişkenler, malzeme ve geometriden bağımsız sonuçlar elde edebilmek için boyutsuzlaştırmıştır. İlk üç mod için çözümler analitik olarak yapılmıştır. Dönme ve ötelemeye karşı farklı direngenlik katsayıları ile temsil edilen mesnet koşulları altında doğal titreşim frekansı değerleri belirlenmiştir. Elde edilen veriler girdi olarak kullanılarak Yapay Sinir Ağları (YSA) ile doğal titreşim frekansı değerleri tahmin edilmiştir. Genelleştirilmiştir Regresyon Yapay Sinir Ağ (GRYSA) ileri beslemeli geriye yayınım metodu (İBGY) uygulanmıştır. Sonuçlar seçilen performans kriterleri kullanılarak karşılaştırılmıştır. Model performansının yüksek olması direngenlik katsayılarına bağlı, akışkan taşıyan boruya ait doğal titreşim frekansının belirlenmesinde GRYSA’nın etkili ve hızlı bir araç olduğunu göstermektedir.

Anahtar Kelimeler

Akışkan taşıyan boru, dinamik analiz, , doğal frekans tahmini, genelleştirilmiş regresyon yapay sinir ağı (GRYSA)

Kaynakça

• Aldraihem, O. J. (2007). Analysis of the dynamic stability of collar-stiffened pipes conveying fluid, Journal of sound and vibration, 300(3-5), 453-465.
• Al-Hilli, A. H. (2013). Free vibration characteristics of elastically supported pipe conveying fluid, Alnahraın Journal For Engıneerıng Scıences, 16(1), 9-19.
• Alp, M,, & Cigizoglu, H. K. (2010). Farklı yapay sinir ağı metodları ile yağış-akış ilişkisinin modellenmesi, İTÜ Dergisi/d, 3(1).
• Blevins, R. D, (1979). Formulas for natural frequency and mode shape.
• Cigizoglu, H. K. & Kişi, Ö. (2005). Flow prediction by three back propagation techniques using k-fold partitioning of neural network training data, Hydrology Research, 36(1), 49-64.
• Dağlı, B. Y. & Sınır, B. G. (2015). Dynamics of transversely vibrating pipes under non-classical boundary conditions, Universal Journal of Mechanical Engineering, 3(2), 27-33.
• Dagli, B. Y. & Ergut, A. (2019). Dynamics of fluid conveying pipes using Rayleigh theory under non-classical boundary conditions, European Journal of Mechanics-B/Fluids, 77, 125-134.
• Han, S. M., Benaroya, H., & Wei, T. (1999). Dynamics of transversely vibrating beams using four engineering theories, Journal of Sound and vibration, 225(5), 935-988.
• Liu, Z., Yin, Y., Wang, F., Zhao, Y., & Cai, L. (2013). Study on modified differential transform method for free vibration analysis of uniform Euler-Bernoulli beam, Structural Engineering and Mechanics, 48(5), 697-709.
• Munson, B. R., Okiishi, T. H., Huebsch, W. W. & Rothmayer, A. P. (2013). Fluid mechanics, Singapore: Wiley.
• Laursen, E. M. (1960). Scour at bridge crossings. Journal of the Hydraulics Division, 86(2), 39-54.
• Paidoussis, M. P., & Issid, N. T. (1974). Dynamic stability of pipes conveying fluid, Journal of sound and vibration, 33(3), 267-294.
• Samarasinghe, S. (2016). Neural networks for applied sciences and engineering: from fundamentals to complex pattern recognition, Auerbach publications
• Tayfur, G. (2014). Soft computing in water resources engineering: Artificial neural networks, fuzzy logic and genetic algorithms, WIT Press,
• Tayfur, G. (2017). Modern optimization methods in water resources planning, engineering and management, Water Resources Management, 31(10), 3205-3233,
• Yi-Min, H., Yong-Shou, L., Bao-Hui, L., Yan-Jiang, L., & Zhu-Feng, Y. (2010). Natural frequency analysis of fluid conveying pipeline with different boundary conditions, Nuclear Engineering and Design, 240(3), 461-467.
• Wiggert, D. C. & Tijsseling, A. S. (2001). Fluid transients and fluid-structure interaction in flexible liquid-filled piping, Applied Mechanics Reviews, 54(5), 455-481.
• Zhang, T., Ouyang, H., Zhang, Y. O., & Lv, B. L. (2016). Nonlinear dynamics of straight fluid-conveying pipes with general boundary conditions and additional springs and masses, Applied Mathematical Modelling, 40(17-18), 7880-7900.