Yıl: 2020 Cilt: 11 Sayı: 2 Sayfa Aralığı: 863 - 874 Metin Dili: Türkçe DOI: 10.24012/dumf.647302 İndeks Tarihi: 05-11-2020

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

Öz:
Bu çalışmada içinden akışkan geçen silindirik borunun dinamik davranışı farklı mesnet koşulları dikkate alınarakincelenmiştir. 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 vegeometriden bağımsız sonuçlar elde edebilmek için boyutsuzlaştırmıştır. İlk üç mod için çözümler analitik olarakyapılmıştır. Dönme ve ötelemeye karşı farklı direngenlik katsayıları ile temsil edilen mesnet koşulları altında doğaltitreşim 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 kullanılarakkarşılaştırılmıştır. Model performansının yüksek olması direngenlik katsayılarına bağlı, akışkan taşıyan boruya aitdoğal titreşim frekansının belirlenmesinde GRYSA’nın etkili ve hızlı bir araç olduğunu göstermektedir.
Anahtar Kelime:

Natural Frequency Estimation of Pipe Conveying Fluid by Using Generalized Regression Neural Networks

Öz:
In this study, the dynamic behaviour of cylindrical pipe conveying fluid is investigated by considering different boundary conditions. Pipe is modeled by using Euler-Bernoulli beam theory. Vibration under dynamic equilibrium is examined under by neglecting the deflections caused by gravity. The fluid in the pipe is assumed as ideal, steady and uniform. The equation of motion is obtained with Hamilton’s variation principle. Variables are nondimensionalized to obtain the results which are independent from material and geometry. THe solutions of first three modes are achived with analitical method. The values of natural vibration frequencies are determined under the boundary conditions which are represented by various stiffnesses of translational and rotational springs. The values of natural vibration frequencies are estimated with Artificial Neural Networks (ANN) using the obtained data as input. Generalized Regression Neural Networks (GRNN) is performed with feed forward back-propagation neural networks (FFBP) approaches. The results are compared according to selected performance criteria. The high performance of the model shows that GRNN is an effective and fast method for determining the natural vibration frequency of the pipe conveying fluid due to the stifness coefficients.
Anahtar Kelime:

Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık
  • [1]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.
  • [2] Al-Hilli, A. H. (2013). Free vibration characteristics of elastically supported pipe conveying fluid, Alnahraın Journal For Engıneerıng Scıences, 16(1), 9-19.
  • [3] Alp, M,, & Cigizoglu, H. K. (2010). Farklı yapay sinir ağı metodları ile yağış-akış ilişkisinin modellenmesi, İTÜ Dergisi/d, 3(1).
  • [4] Blevins, R. D, (1979). Formulas for natural frequency and mode shape.
  • [5] 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.
  • [6] 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.
  • [7] Dagli, B. Y. & Ergut, A. (2019). Dynamics of fluid conveying pipes using Rayleigh theory under nonclassical boundary conditions, European Journal of Mechanics-B/Fluids, 77, 125-134.
  • [8] 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.
  • [9] Liu, Z., Yin, Y., Wang, F., Zhao, Y., & Cai, L. (2013). Study on modified differential transform method for free vibration analysis of uniform EulerBernoulli beam, Structural Engineering and Mechanics, 48(5), 697-709.
  • [10] Munson, B. R., Okiishi, T. H., Huebsch, W. W. & Rothmayer, A. P. (2013). Fluid mechanics, Singapore: Wiley.
  • [11] Laursen, E. M. (1960). Scour at bridge crossings. Journal of the Hydraulics Division, 86(2), 39-54.
  • [12] Paidoussis, M. P., & Issid, N. T. (1974). Dynamic stability of pipes conveying fluid, Journal of sound and vibration, 33(3), 267-294.
  • [13] Samarasinghe, S. (2016). Neural networks for applied sciences and engineering: from fundamentals to complex pattern recognition, Auerbach publications
  • [14] Tayfur, G. (2014). Soft computing in water resources engineering: Artificial neural networks, fuzzy logic and genetic algorithms, WIT Press,
  • [15] Tayfur, G. (2017). Modern optimization methods in water resources planning, engineering and management, Water Resources Management, 31(10), 3205-3233,
  • [16] Yi-Min, H., Yong-Shou, L., Bao-Hui, L., YanJiang, L., & Zhu-Feng, Y. (2010). Natural frequency analysis of fluid conveying pipeline with different boundary conditions, Nuclear Engineering and Design, 240(3), 461-467.
  • [17] 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.
  • [18] Zhang, T., Ouyang, H., Zhang, Y. O., & Lv, B. L. (2016). Nonlinear dynamics of straight fluidconveying pipes with general boundary conditions and additional springs and masses, Applied Mathematical Modelling, 40(17-18), 7880-7900.
APA DAĞLI B, ERGUT A, TURAN M (2020). İçinden Akışkan Geçen Boru Doğal Frekansının Genelleştirilmiş Regresyon Yapay Sinir Ağları Yöntemi İle Tahmini. , 863 - 874. 10.24012/dumf.647302
Chicago DAĞLI Begüm Yurdanur,ERGUT Abdulkerim,TURAN Mustafa Erkan İçinden Akışkan Geçen Boru Doğal Frekansının Genelleştirilmiş Regresyon Yapay Sinir Ağları Yöntemi İle Tahmini. (2020): 863 - 874. 10.24012/dumf.647302
MLA DAĞLI Begüm Yurdanur,ERGUT Abdulkerim,TURAN Mustafa Erkan İçinden Akışkan Geçen Boru Doğal Frekansının Genelleştirilmiş Regresyon Yapay Sinir Ağları Yöntemi İle Tahmini. , 2020, ss.863 - 874. 10.24012/dumf.647302
AMA DAĞLI B,ERGUT A,TURAN M İçinden Akışkan Geçen Boru Doğal Frekansının Genelleştirilmiş Regresyon Yapay Sinir Ağları Yöntemi İle Tahmini. . 2020; 863 - 874. 10.24012/dumf.647302
Vancouver DAĞLI B,ERGUT A,TURAN M İçinden Akışkan Geçen Boru Doğal Frekansının Genelleştirilmiş Regresyon Yapay Sinir Ağları Yöntemi İle Tahmini. . 2020; 863 - 874. 10.24012/dumf.647302
IEEE DAĞLI B,ERGUT A,TURAN M "İçinden Akışkan Geçen Boru Doğal Frekansının Genelleştirilmiş Regresyon Yapay Sinir Ağları Yöntemi İle Tahmini." , ss.863 - 874, 2020. 10.24012/dumf.647302
ISNAD DAĞLI, Begüm Yurdanur vd. "İçinden Akışkan Geçen Boru Doğal Frekansının Genelleştirilmiş Regresyon Yapay Sinir Ağları Yöntemi İle Tahmini". (2020), 863-874. https://doi.org/10.24012/dumf.647302
APA DAĞLI B, ERGUT A, TURAN M (2020). İçinden Akışkan Geçen Boru Doğal Frekansının Genelleştirilmiş Regresyon Yapay Sinir Ağları Yöntemi İle Tahmini. Dicle Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mühendislik Dergisi, 11(2), 863 - 874. 10.24012/dumf.647302
Chicago DAĞLI Begüm Yurdanur,ERGUT Abdulkerim,TURAN Mustafa Erkan İçinden Akışkan Geçen Boru Doğal Frekansının Genelleştirilmiş Regresyon Yapay Sinir Ağları Yöntemi İle Tahmini. Dicle Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mühendislik Dergisi 11, no.2 (2020): 863 - 874. 10.24012/dumf.647302
MLA DAĞLI Begüm Yurdanur,ERGUT Abdulkerim,TURAN Mustafa Erkan İçinden Akışkan Geçen Boru Doğal Frekansının Genelleştirilmiş Regresyon Yapay Sinir Ağları Yöntemi İle Tahmini. Dicle Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mühendislik Dergisi, vol.11, no.2, 2020, ss.863 - 874. 10.24012/dumf.647302
AMA DAĞLI B,ERGUT A,TURAN M İçinden Akışkan Geçen Boru Doğal Frekansının Genelleştirilmiş Regresyon Yapay Sinir Ağları Yöntemi İle Tahmini. Dicle Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mühendislik Dergisi. 2020; 11(2): 863 - 874. 10.24012/dumf.647302
Vancouver DAĞLI B,ERGUT A,TURAN M İçinden Akışkan Geçen Boru Doğal Frekansının Genelleştirilmiş Regresyon Yapay Sinir Ağları Yöntemi İle Tahmini. Dicle Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mühendislik Dergisi. 2020; 11(2): 863 - 874. 10.24012/dumf.647302
IEEE DAĞLI B,ERGUT A,TURAN M "İçinden Akışkan Geçen Boru Doğal Frekansının Genelleştirilmiş Regresyon Yapay Sinir Ağları Yöntemi İle Tahmini." Dicle Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mühendislik Dergisi, 11, ss.863 - 874, 2020. 10.24012/dumf.647302
ISNAD DAĞLI, Begüm Yurdanur vd. "İçinden Akışkan Geçen Boru Doğal Frekansının Genelleştirilmiş Regresyon Yapay Sinir Ağları Yöntemi İle Tahmini". Dicle Üniversitesi Mühendislik Fakültesi Mühendislik Dergisi 11/2 (2020), 863-874. https://doi.org/10.24012/dumf.647302