Hidrojen yakıt hücreli araçlarda kullanılan yüksek hızlı hava kompresörlerinin güvenilirliği ve enerji verimi, rotorun yağsız biçimde dönmesini sağlayan gaz folyo yataklara bağlıdır. Kompresörün sık sık başlatılıp durdurulması sırasında yeterli gaz filmi henüz oluşmadığı için rotor ile üst folyo arasında temas ve aşınma meydana gelebilir. Bu çalışma, aşınmanın rotor titreşimini, gaz filmi kalınlığını, basınç dağılımını ve sürtünmeden kaynaklanan güç kaybını nasıl değiştirdiğini yüksek doğrulukla tahmin etmeyi amaçlamaktadır.

Araştırmacılar; aşınmaya bağlı gaz filmi geometrisini, geçici Reynolds denklemini, folyo rijitliği ve sönümünü, hidrodinamik yatak kuvvetlerini ve dört serbestlik dereceli rijit rotor hareketini içeren fizik tabanlı bir dinamik model kurmuştur. Teorik modelde temsil edilemeyen etkiler ise rotor hareket denklemine eklenen, öğrenilebilir dört boyutlu bir model uyuşmazlığı terimiyle telafi edilmiştir. Bu terim; bir önceki zaman adımındaki yer değiştirme, hız ve ivme bileşenleriyle mevcut rotor hızını alan tek gizli katmanlı bir sinir ağı tarafından üretilmektedir.

Model, 20.000 ile 40.000 dev/dakika arasındaki beş hızda sağlıklı gaz folyo yataktan alınan deneysel titreşim verileriyle kalibre edilmiş; daha sonra 30 µm derinliğinde ve 140°-220° aralığında yapay aşınma bulunan ayrı bir yatak grubuyla sınanmıştır. Geleneksel fizik modeli sağlıklı durumda ortalama %9,11, aşınmış durumda %25,22 senkron titreşim hatası verirken, önerilen yüksek doğruluklu modelde bu ortalamalar sırasıyla %2,02 ve %2,48’e düşmüştür. Bütün hız ve yön koşullarındaki en yüksek bağıl hata %5,73 olmuştur.

Parametrik model sonuçları, aşınma derinliği ve aşınmış çevresel bölge büyüdükçe minimum gaz filmi kalınlığının azaldığını, maksimum basıncın yükseldiğini ve basınç alanının tek tepeli dağılımdan iki ayrı yüksek basınç bölgesine dönüştüğünü göstermektedir. Yaklaşık 15 µm aşınma derinliğine kadar hızlı bir bozulma görülmüş, daha büyük derinliklerde gaz filmi ve basınç değişimleri kısmen doygunluğa yaklaşmıştır.

30 µm derinliğinde ve 80° genişliğinde aşınma senaryosunda hesaplanan yatak sürtünme gücü, sağlıklı duruma kıyasla 20.000 dev/dakikada en fazla %44,5, 40.000 dev/dakikada ise %28,1 artmıştır. Bu oranlar yalnızca gaz folyo yatak-rotor sistemindeki hesaplanmış viskoz sürtünme kaybını ifade etmektedir; hava kompresörünün veya aracın toplam enerji tüketiminin aynı oranlarda arttığını göstermemektedir.

Çalışma, titreşim tabanlı yüksek doğruluklu modelleme ve aşınma etkilerinin nicel analizi bakımından güçlü sonuçlar sunmaktadır. Bununla birlikte yalnızca tek bir yatak geometrisi, tek bir yapay aşınma profili ve beş dönme hızı denenmiştir. Gaz filmi basıncı, minimum film kalınlığı ve sürtünme gücü doğrudan deneysel olarak ölçülmemiş; bu büyüklükler titreşim verileriyle kalibre edilen model üzerinden hesaplanmıştır. Model ayrıca aşınmanın zaman içinde nasıl ilerlediğini veya yatağın kalan kullanım ömrünü doğrudan tahmin etmemektedir.

Araştırmanın temel problemi nedir?

Proton değişim membranlı yakıt hücrelerinde hava kompresörü, katot tarafına gerekli basınç ve debide hava sağlamaktadır. Çalışmanın girişinde önceki araştırmalara dayanılarak, hava sıkıştırma işleminin bir yakıt hücresi sistemindeki yardımcı güç tüketiminin %80’den fazlasını oluşturabileceği belirtilmektedir. Bu oran araştırmanın kendi deneyinde ölçülmemiş; hava besleme sisteminin neden kritik olduğunu açıklamak için literatürden aktarılmıştır.

Hava kompresöründeki rotor, çok yüksek dönme hızlarında ve yağ kullanılmadan çalışmalıdır. Gaz folyo yatak, rotor hareket ettikçe oluşan hidrodinamik gaz filmiyle mili yüzeyden kaldırır. Böylece sıvı yağ gereksinimi ortadan kalkar ve yüksek hızlı çalışma mümkün olur.

Gaz filmi yeterli kalınlığa ancak rotor belirli bir hıza ulaştığında erişir. Başlatma ve durdurma dönemlerinde gaz filmi zayıftır; rotor ile yatağın üst folyosu temas edebilir. Araç güç talebine uyum sağlamak amacıyla tekrarlanan başlatma-durdurma çevrimleri, yük taşıyan bölgede kademeli yüzey aşınması oluşturabilir.

Aşınma yalnızca geometrik bir yüzey kaybı değildir. Üst folyonun yerel biçimi değiştiğinde:

• Rotor ile folyo arasındaki gaz filmi kalınlığı değişir.
• Hidrodinamik basınç alanı yeniden dağılır.
• Rotoru taşıyan yatak kuvvetleri değişir.
• Rotor yörüngesi ve titreşim genliği bozulabilir.
• Gaz tabakasındaki viskoz kesme ve sürtünme gücü artabilir.
• Yerel yük yoğunlaşması yeni aşınmayı veya yağlama kaybını hızlandırabilir.

Çalışmanın temel sorusu şudur: Fizik tabanlı yatak-rotor modeli deney verileriyle birlikte kalibre edilerek, sağlıklı ve aşınmış gaz folyo yatakların titreşimleri ile aşınmaya bağlı yağlama ve sürtünme değişimleri ne kadar doğru tahmin edilebilir?

Literatürde hedeflenen boşluk nedir?

Önceki çalışmalar gaz folyo yatakların yük kapasitesi, güç tüketimi, folyo rijitliği, sönüm, ön yük ve doğrusal olmayan rotor davranışlarını incelemiştir. Aşınmayı içeren modeller de geliştirilmiş; geçici yağlama, aşınma topografyası, folyo deformasyonu ve rotor hareketi birlikte ele alınmıştır.

Ancak araştırmacılara göre iki temel sorun devam etmektedir:

1. Birçok rotor modeli yatağı başlangıçtaki kusursuz geometrisiyle temsil etmekte ve ilerleyen yüzey aşınmasını hesaba katmamaktadır.
2. Çok fiziksel modellerdeki idealizasyonlar, bilinmeyen parametreler ve ölçülmesi zor dinamik etkiler nedeniyle teorik titreşimler gerçek deney sinyalleriyle yeterince uyuşmamaktadır.

Çalışma, fiziksel modeli ortadan kaldırıp yalnızca veriye dayalı bir tahmin üretmemektedir. Bunun yerine Reynolds denklemi, folyo dinamiği ve rotor hareketini temel yapı olarak koruyup açıklanamayan dinamik farkı küçük bir sinir ağıyla telafi etmektedir.

Gaz folyo yatak-rotor sistemi nasıl yapılandırılmıştır?

Çalışmanın 6. sayfasındaki Şekil 1, sistemi üç ölçekte göstermektedir. İlk bölümde hava kompresörünün kesiti, ikinci bölümde türbin, rotor ve iki radyal gaz folyo yataktan oluşan rotor düzeneği, üçüncü bölümde ise tek bir gaz folyo yatağın kesiti yer almaktadır.

Gaz folyo yatağın temel bileşenleri şunlardır:

• Yatak gövdesi: Dışta sabit mekanik destek sağlar.
• Bombeli folyo: Üst folyoya elastik rijitlik ve sönüm sağlar.
• Üst folyo: Rotoru çevreleyen ve gaz filmiyle doğrudan etkileşen düzgün yüzeydir.
• Gaz filmi: Rotor hareketiyle basınçlanan, mili temas etmeden taşıyan ince gaz tabakasıdır.

Modelde gaz filmi ve folyo yapısı birbirinden bağımsız değildir. Basınç folyoyu deforme eder; folyo deformasyonu gaz filmi kalınlığını değiştirir; değişen kalınlık ise Reynolds denklemindeki yeni basınç alanını belirler. Bu iki büyüklük yakınsayıncaya kadar iteratif çözüm yapılmaktadır.

Önerilen yüksek doğruluklu modelin genel yapısı

Şekil 1’deki modelleme çerçevesi üç temel bileşeni birleştirmektedir:

1. Aşınmayı içeren fizik tabanlı model: Gaz filmi, folyo yapısı, yatak kuvvetleri ve rotor dinamiğini çözer.
2. Öğrenilebilir model uyuşmazlığı terimi: Teorik modelde yer almayan dinamik etkileri sinir ağıyla temsil eder.
3. Fiziksel sınırlarla parametre tanımlama: Ölçülmesi güç model parametrelerini deney sinyallerinden belirlerken değerlerin fiziksel aralıkların dışına çıkmasını engeller.

İleri hesaplamada model rotor titreşimlerini, gaz filmi basıncını ve film kalınlığını üretir. Geri hesaplamada deney ile simülasyonun frekans spektrumları karşılaştırılır; hem fiziksel model parametreleri hem sinir ağı ağırlıkları hata geriye yayılımıyla güncellenir.

Aşınma gaz filmi kalınlığı denklemine nasıl eklenmiştir?

Üst folyo aşınması dikkate alındığında yerel gaz filmi kalınlığı şu şekilde ifade edilmiştir:

\[ h(\theta,z)=C+e\cos(\theta-\theta_0)+\delta(\theta,z)+\delta_w(\theta) \]

• h(θ,z): Çevresel açı ve eksenel konuma bağlı gaz filmi kalınlığı,
• C: Nominal yatak boşluğu,
• e: Rotor eksantrikliği,
• θ₀: Rotorun tutum açısı,
• δ(θ,z): Basınç altında oluşan folyo deformasyonu,
• δ_w(θ): Aşınma nedeniyle oluşan yerel geometrik değişimdir.

Aşınma, yük taşıyan alt bölgede sabit derinlikli ve keskin sınırlı bir parça fonksiyonu olarak modellenmiştir:

\[ \delta_w(\theta)= \begin{cases} d_m, & \theta_s<\theta<\theta_f \\ 0, & \text{diğer açılarda} \end{cases} \]

• d_m: Aşınma derinliği,
• θ_s: Aşınmış bölgenin başlangıç açısı,
• θ_f: Aşınmış bölgenin bitiş açısıdır.

Şekil 3, aşınmayı yatağın alt yük taşıma bölgesinde dikdörtgen profilli bir yüzey kaybı olarak göstermektedir. Bu basitleştirme parametrik etkilerin ayrıştırılmasını kolaylaştırmaktadır; ancak gerçek yataklarda aşınma derinliği çevresel ve eksenel yönde düzgün olmayabilir, kenarlar keskin olmayabilir ve yüzey pürüzlülüğü zamanla değişebilir.

Gaz filmi basıncı nasıl hesaplanmıştır?

İdeal gaz kabulü altında kullanılan boyutsuz geçici Reynolds denklemi genel olarak şu biçimdedir:

\[ \frac{\partial}{\partial\theta} \left(PH^3\frac{\partial P}{\partial\theta}\right) + \frac{\partial}{\partial Z} \left(PH^3\frac{\partial P}{\partial Z}\right) = \Lambda\frac{\partial(PH)}{\partial\theta} + 2\Lambda\nu\frac{\partial(PH)}{\partial T} \]

Boyutsuz değişkenler ve yatak sayısı şu tanımlara dayanır:

\[ P=\frac{p}{p_0},\qquad H=\frac{h}{C},\qquad Z=\frac{z}{R},\qquad \Lambda=\frac{6\mu\omega R^2}{p_0C^2} \]

• P: Boyutsuz gaz filmi basıncı,
• p: Yerel mutlak basınç,
• p₀: Ortam basıncı,
• H: Boyutsuz gaz filmi kalınlığı,
• R: Yatak yarıçapı,
• μ: Gazın dinamik viskozitesi,
• ω: Rotor açısal hızı,
• Λ: Dönme hızı, viskozite, yarıçap ve boşluk etkilerini birleştiren yatak sayısıdır.

Denklemin sol tarafı çevresel ve eksenel basınç yayılımını; sağ tarafı rotor hareketi ve zamanla değişen film geometrisinin gaz sıkıştırma etkisini temsil etmektedir.

Folyo yapısı nasıl temsil edilmiştir?

Üst folyo ve bombeli destek yapısı, eşdeğer rijitlik ve sönüme sahip yerel bir dinamik destek olarak modellenmiştir:

\[ P=K_v\delta+C_v\frac{d\delta}{dt} \]

• K_v: Boyutsuz folyo yapısal rijitliği,
• C_v: Boyutsuz yapısal sönüm,
• δ: Folyo deformasyonudur.

Gaz filmi basıncı ile folyo deformasyonu tek adımlı zaman alanı fark yöntemiyle tekrar tekrar çözülmektedir. Basınç yakınsadığında yatak yüzeyine integrasyon uygulanarak yatay ve düşey hidrodinamik kuvvetler elde edilir:

\[ F_x=-\int_0^L\int_0^{2\pi}(p-p_0)R\sin\theta\,d\theta\,dz \]

\[ F_y=-\int_0^L\int_0^{2\pi}(p-p_0)R\cos\theta\,d\theta\,dz \]

Sayısal integrasyon için Simpson 1/3 kuralı kullanılmıştır.

Sürtünmeden kaynaklanan güç kaybı nasıl hesaplanmıştır?

Gaz filmi içindeki viskoz kesme; rotor yüzey hızından kaynaklanan Couette akışı ile çevresel basınç gradyanından kaynaklanan akışın birleşimi üzerinden hesaplanmıştır. Bu kesme geriliminin yatak yüzeyinde integrasyonu sürtünme torkunu vermektedir.

Çalışmada F_c simgesiyle gösterilen sürtünme torkundan viskoz güç tüketimi şu ilişkiyle hesaplanmıştır:

\[ P_c=\omega F_c \]

• P_c: Gaz folyo yatak-rotor sisteminin hesaplanmış viskoz sürtünme gücü,
• ω: Rotorun açısal hızı,
• F_c: Makaledeki gösterimle sürtünme torkudur.

Bu büyüklük kompresörün toplam elektrik tüketimi değildir. Türbin kayıpları, aerodinamik sıkıştırma işi, motor veya güç elektroniği kayıpları bu denklemde yer almamaktadır.

Rotor dinamik modeli

Rotor, kütle merkezine göre dört serbestlik dereceli rijit bir cisim olarak modellenmiştir:

• Yatay doğrusal yer değiştirme x_G,
• Düşey doğrusal yer değiştirme y_G,
• X ekseni çevresindeki açısal yer değiştirme φ_xG,
• Y ekseni çevresindeki açısal yer değiştirme φ_yG.

İki yatağın konumları kütle merkezi hareketinden şu tür ilişkilerle elde edilmektedir:

\[ x_A=x_G-d_{AG}\varphi_{yG},\qquad y_A=y_G+d_{AG}\varphi_{xG} \]

\[ x_B=x_G+d_{BG}\varphi_{yG},\qquad y_B=y_G-d_{BG}\varphi_{xG} \]

Temel rotor hareket denklemi:

\[ \mathbf{M}\ddot{\mathbf{u}}+\omega\mathbf{G}\dot{\mathbf{u}} =\mathbf{F} \]

şeklindedir. Burada:

• M: Rotor kütlesini ve atalet momentlerini içeren kütle matrisi,
• G: Jiroskopik matris,
• u: Dört bileşenli doğrusal ve açısal yer değiştirme vektörü,
• F: İki yataktan gelen gaz filmi kuvvetleri, bunların momentleri ve rotor dengesizliği kuvvetlerinden oluşan toplam kuvvet vektörüdür.

Zaman integrasyonu için koşulsuz kararlı bir algoritma olarak Wilson-θ yöntemi kullanılmıştır. Ek A’da yöntemin ivme, hız ve yer değiştirme güncelleme denklemleri ayrıntılı biçimde verilmiştir.

Sinir ağı fiziksel modele nasıl eklenmiştir?

Teorik rotor denklemi gerçek sistemi tam temsil edemediği için hareket denklemine öğrenilebilir bir model uyuşmazlığı terimi eklenmiştir:

\[ \mathbf{M}\ddot{\mathbf{u}}_t+ \omega\mathbf{G}\dot{\mathbf{u}}_t = \mathbf{F}_t+\mathbf{E}_t \]

E_t, dört bileşenli bir sinir ağı çıktısıdır. Ağın girişleri şunlardır:

• Önceki zaman adımındaki yatay ve düşey yer değiştirmeler,
• Önceki yatay ve düşey hızlar,
• Önceki yatay ve düşey ivmeler,
• Mevcut rotor dönme hızı.

Ağ, Reynolds denklemi veya rotor denkleminin yerine geçmemektedir. Fiziksel model temel dinamiği hesaplamaya devam ederken sinir ağı, modellenmemiş kuvvet ve moment benzeri kalan dinamik etkileri temsil etmektedir.

Bilinmeyen fiziksel parametreler nasıl sınırlandırılmıştır?

Öğrenilebilir parametrelerin fiziksel olmayan değerlere gitmesini önlemek için ölçeklenmiş sigmoid dönüşümü kullanılmıştır:

\[ w_i= \frac{1}{1+e^{-\theta_i}} \left(w_{i,\max}-w_{i,\min}\right)+w_{i,\min} \]

• θ_i: Optimizasyon sırasında serbestçe güncellenen ham değişken,
• w_i,min ve w_i,max: Parametrenin önceden belirlenen fiziksel sınırları,
• w_i: Modele giren sınırlandırılmış fiziksel parametredir.

Bu yöntem, tanımlanan parametrelerin belirtilen aralıkların dışına çıkmasını engellemektedir. Ancak parametrelerin bu aralıklar içinde benzersiz biçimde tanımlandığını veya farklı parametre kombinasyonlarının aynı titreşimi üretemeyeceğini tek başına kanıtlamamaktadır.

İleri hesaplama döngüsü

Çalışmanın 8. sayfasındaki Şekil 2, ileri hesaplamanın iki bağlantılı sütununu göstermektedir:

1. Başlangıç yer değiştirmesi, hızı ve ivmesi tanımlanır.
2. Rotor konumu ve aşınma profili kullanılarak gaz filmi kalınlığı hesaplanır.
3. Reynolds denklemiyle basınç alanı çözülür.
4. Folyo deformasyonu güncellenir ve basınç yakınsayıncaya kadar döngü tekrarlanır.
5. Basınç alanı integrasyonuyla yatak kuvvetleri hesaplanır.
6. Kütle, jiroskopik ve kuvvet matrisleri oluşturulur.
7. Sinir ağı model uyuşmazlığı terimini üretir.
8. Wilson-θ yöntemi rotorun yeni yer değiştirme, hız ve ivmesini hesaplar.
9. Yeni rotor durumu yeniden gaz filmi modeline gönderilir.
10. Sonlandırma zamanına kadar döngü sürdürülür.

Model çıktıları rotor titreşimleri, gaz filmi basıncı ve gaz filmi kalınlığıdır.

Model hangi kayıp fonksiyonuyla eğitilmiştir?

Deney ve simülasyon karşılaştırması doğrudan bütün zaman sinyalinde değil, ayrık Fourier dönüşümüyle elde edilen frekans spektrumu üzerinde yapılmıştır:

\[ D_k=\sum_{j=0}^{n-1}d_j e^{-i2\pi jk/n} \]

Toplam eğitim kaybı iki bileşenden oluşmaktadır:

\[ L_{\mathrm{total}}=\lambda_A L_A+\lambda_E L_E \]

Titreşim spektrumu eşleştirme kaybı:

\[ L_A= \frac{1}{2n} \sum_{i=1}^{n} \left[ (A_{xi}-\hat A_{xi})^2+ (A_{yi}-\hat A_{yi})^2 \right] \]

Sinir ağının açıklanamayan kuvveti gereksiz ölçüde büyütmesini sınırlayan düzenlileştirme bileşeni ise genel olarak:

\[ L_E= \frac{1}{n_t}\sum_{t} \|\mathbf{E}_t\|^2 \]

şeklindedir.

• A_xi, A_yi: Deneysel yatay ve düşey spektrum genlikleri,
• Â_xi, Â_yi: Modelin spektrum genlikleri,
• L_E: Sinir ağının model uyuşmazlığı çıktısını sınırlayan terimdir.

Spektrum eşleştirme ağırlığı 100, model uyuşmazlığı düzenlileştirme ağırlığı 1 olarak verilmiştir. PDF’de Denklem 17 bu ikinci katsayıyı λ_E olarak gösterirken Tablo 2’de λ_B yazılmıştır. Metinsel açıklamaya göre ikisi de model uyuşmazlığı kaybının ağırlığına işaret etmektedir; ancak sembol tutarsızlığı yöntem yeniden uygulanırken açıklığa kavuşturulmalıdır.

Deney düzeneği

Çalışmanın 14. sayfasındaki Şekil 5, laboratuvar test düzeneğini ve sökülmüş rotor grubunu göstermektedir. Rotor bir ucunda yüksek basınçlı gazla çalışan türbin tarafından döndürülmekte, iki radyal gaz folyo yatak tarafından desteklenmektedir. Karşı uçtaki itme diski ve iki itme folyo yatağı eksenel kararlılık sağlamaktadır.

Ölçüm sistemi:

• Türbin ucundaki yansıtıcı banttan okuma yapan lazer takometre,
• Yatay ve düşey yönlerde birbirine dik yerleştirilmiş iki girdap akımlı yer değiştirme sensörü,
• 20 kHz veri örnekleme sistemi

kullanılarak rotorun hızı ve radyal titreşimleri kaydedilmiştir.

Sağlıklı ve aşınmış yataklar

İki yatak durumu hazırlanmıştır:

Kullanılan yatakların temel özellikleri:

• Yatak çapı: 30 mm,
• Eksenel yatak uzunluğu: 30 mm,
• Üst folyo kalınlığı: 0,1 mm,
• Bombeli folyo kalınlığı: 0,1 mm,
• Folyo malzemesi: X-750,
• Bombe yüksekliği: 0,55 mm,
• Bombe şeridi sayısı: 26.

Çalışmanın 15. sayfasındaki Şekil 6, T0 ve T1 yataklarını yan yana göstermektedir. T1’deki aşınmış bölge yük taşıyan alt yüzeyde belirgin biçimde işlenmiştir. Bu durum tekrarlanabilir bir doğrulama örneği sağlar; ancak gerçek başlatma-durdurma aşınmasının düzensiz topografyasını tam olarak temsil etmez.

Deney verileri nasıl bölünmüştür?

Rotor yavaşlama deneylerinde hız 40.000 dev/dakikadan 20.000 dev/dakikaya düşürülmüştür. Her yatak durumu için:

• 20.000 dev/dakika,
• 25.000 dev/dakika,
• 30.000 dev/dakika,
• 35.000 dev/dakika,
• 40.000 dev/dakika

olmak üzere beş hızda 0,05 saniyelik sinyal parçaları çıkarılmıştır.

T0 sağlıklı yatağın beş hızdaki verileri eğitim için, T1 aşınmış yatağın aynı hızlardaki verileri bağımsız doğrulama için ayrılmıştır. Böylece model, rastgele bölünmüş aynı yatak verisinde değil, farklı yüzey durumundaki bir yatakta sınanmıştır.

Bununla birlikte eğitim kümesinde aşınmış örnek bulunmamaktadır. T1 başarısı, fiziksel aşınma geometrisinin modele doğru biçimde verilmesine ve sağlıklı durumdan öğrenilen hata telafisinin aşınmış duruma aktarılabilmesine bağlıdır. Farklı derinlik ve şekillerde gerçek aşınmalar deneysel doğrulama kümesine alınmamıştır.

Sinir ağı mimarisi ve eğitim ayarları

Tek gizli katmanlı ve 20 nöronlu yapı, modelin fiziksel denklemlerin yerini alacak büyük bir kara kutu yerine sınırlı bir hata telafi bileşeni olarak tasarlandığını göstermektedir. Ancak çalışma farklı ağ genişlikleri, katman sayıları veya aktivasyonlarla karşılaştırmalı mimari duyarlılık analizi sunmamaktadır.

Tanımlanan fiziksel parametreler

Çalışma tek bir optimal değer kümesi raporlamaktadır. Bu değerler için güven aralıkları, posterior dağılımlar veya birden fazla rastgele başlangıçtaki değişkenlik verilmemiştir. Bu nedenle parametrelerin deneysel belirsizliği ve tanımlanabilirliği ayrı ayrı belirlenememektedir.

Sağlıklı yataktaki doğrulama sonuçları

Çalışmanın 18. sayfasındaki Şekil 8, her hız için üç grafik sunmaktadır:

• Rotor merkezinin X-Y düzlemindeki yörüngesi,
• Düşey titreşim frekans spektrumu,
• Yatay titreşim frekans spektrumu.

Mavi eğriler deneyi, sarı eğriler özgün fizik modelini, kırmızı eğriler sinir ağıyla düzeltilmiş yüksek doğruluklu modeli göstermektedir. Kırmızı eğriler hem yörünge boyutunda hem senkron spektrum tepesinde deney sinyaline sarı eğriden daha yakındır.

Sağlıklı T0 grubunda:

• Özgün model hata aralığı: %2,49-%14,00,
• Özgün model ortalama hatası: %9,11,
• Yüksek doğruluklu model hata aralığı: %0,14-%4,74,
• Yüksek doğruluklu model ortalama hatası: %2,02.

Aşınmış yataktaki doğrulama sonuçları

Çalışmanın 19. sayfasındaki Şekil 9, T1 aşınmış yatağın rotor yörüngelerinin sağlıklı duruma kıyasla büyüdüğünü ve daha düzensiz biçimlere dönüştüğünü göstermektedir. Aynı hızlarda senkron titreşim genlikleri de genel olarak T0 grubundan daha yüksektir.

Araştırmacılar bu değişimi, aşınmanın gaz filmi kalınlığını ve basınç dağılımını bozarak rotor üzerinde ek doğrusal olmayan kuvvetler oluşturmasıyla açıklamaktadır.

Aşınmış T1 grubunda:

• Özgün model hata aralığı: %17,49-%38,23,
• Özgün model ortalama hatası: %25,22,
• Yüksek doğruluklu model hata aralığı: %0,25-%5,73,
• Yüksek doğruluklu model ortalama hatası: %2,48.

Özgün modelin aşınmış durumda belirgin biçimde kötüleşmesi, yalnızca başlangıç geometrisine ve teorik parametrelere dayanan simülasyonun yüzey bozulmasını doğru temsil edemediğini göstermektedir. Aşınma geometrisi ve öğrenilmiş hata telafisi birlikte kullanıldığında senkron genlikler deneyle çok daha yakın eşleşmiştir.

Minimum gaz filmi kalınlığına aşınma derinliğinin etkisi

Şekil 10(a), aşınmış bölge 140°-220° arasında sabit tutulurken aşınma derinliğini 0-30 µm arasında değiştirmektedir. Bütün hızlarda minimum film kalınlığı ilk aşamada hızlı biçimde azalmaktadır.

Yaklaşık 15 µm kritik derinlikten sonra eğrilerdeki azalma büyük ölçüde yavaşlamakta, bazı hızlarda küçük dalgalanmalar görülmektedir. Araştırmacılar bunu aşınmış boşluk içindeki basınç ve film geometrisinin doygunluğa yaklaşmasıyla açıklamaktadır.

Bu sonuç, 15 µm’nin bütün gaz folyo yataklar için evrensel arıza sınırı olduğu anlamına gelmez. Değer, bu çalışmadaki 30 mm çaplı yatak, boşluk, folyo yapısı, yükleme ve hız koşullarına aittir.

Aşınmış bölgenin genişliğinin etkisi

Şekil 10(b), derinlik 30 µm’de sabitken aşınmış çevresel bölgeyi 0°-80° arasında genişletmektedir. Minimum gaz filmi kalınlığı bütün hızlarda düzenli biçimde azalmaktadır.

Grafikten yaklaşık okumaya göre 20.000 dev/dakikada minimum film kalınlığı sağlıklı geometride yaklaşık 15 µm iken 80° aşınma bölgesinde yaklaşık 10 µm’ye düşmektedir. 40.000 dev/dakikada karşılık gelen değerler yaklaşık 19 µm ve 14 µm’dir. Bunlar grafikten yaklaşık okunan değerlerdir.

Aşınma derinliği yerel film çökmesinin büyüklüğünü, aşınmış bölgenin genişliği ise bozulmanın çevresel yayılımını belirlemektedir.

Gaz filmi kalınlığı dağılımı

Şekil 11, 40.000 dev/dakikada yatağın orta düzlemindeki film kalınlığını çevresel açıya göre göstermektedir.

Aşınma derinliği arttığında 140° ve 220° sınırları arasında yüksek, basamak benzeri bir geometrik bölge oluşurken bu bölgenin giriş ve çıkışında film kalınlığı keskin biçimde değişmektedir. Aşınma bölgesi genişletildiğinde bu basamak alanı genişlemekte ve sınır gradyanları farklı açılara taşınmaktadır.

Grafikler, toplam yatak boşluğunun aşınmış çukur içinde geometrik olarak daha büyük olabilmesine rağmen rotor konumu ve hidrodinamik yük dağılımının yeniden ayarlanması nedeniyle sistemin başka bir konumundaki minimum çalışan gaz filminin inceldiğini göstermektedir. Dolayısıyla “aşınma boşluğu artırır, film neden incelir?” sorusunun yanıtı rotorun yük altında yer değiştirmesi ve hidrodinamik kama etkisinin bozulmasıdır.

Maksimum gaz filmi basıncının değişimi

Şekil 12(a), 80° genişliğindeki aşınma bölgesinde derinlik arttıkça boyutsuz maksimum basıncın yaklaşık 1,23 düzeyinden 1,5-1,6 aralığına yükseldiğini göstermektedir. Artış ilk 10-15 µm’de hızlı, daha sonra sınırlıdır.

Şekil 12(b), aşınma bölgesi genişledikçe maksimum basıncın genel olarak yükseldiğini göstermektedir. Bununla birlikte bazı hız eğrileri yaklaşık 60° civarında tepe yaptıktan sonra 80°’de hafif düşmektedir. Ana metin eğilimi genel artış olarak özetlese de grafik, en geniş aşınma bölgesinde küçük bir hız bağımlı doğrusal olmama bulunduğunu göstermektedir.

Minimum film kalınlığının azalması ile maksimum basıncın yükselmesi birlikte, yükün daha küçük yerel bölgelerde yoğunlaştığına işaret etmektedir.

Basınç alanı neden tek tepeden çift tepeye dönüşmektedir?

Şekil 13, 40.000 dev/dakikada çevresel basınç dağılımını göstermektedir. Sağlıklı durumda yük taşıyan bölgede tek ve geniş bir basınç tepesi vardır.

Aşınma derinliği arttıkça aşınmış bölgenin iki sınırında gaz filmi geometrisinin ani değişmesi ayrı hidrodinamik kama etkileri meydana getirmektedir. Basınç alanı:

• Birinci tepeyi aşınmış bölgenin girişine yakın,
• İkinci ve daha yüksek tepeyi çıkış sınırına yakın

oluşturacak biçimde ikiye ayrılmaktadır.

Derinlik 15 µm’yi aştığında tepe büyüklükleri büyük ölçüde kararlı hâle gelmektedir. Aşınma bölgesinin genişliği değiştirildiğinde ise tepelerin çevresel konumu aşınma sınırlarıyla birlikte kaymaktadır.

Araştırmanın mekanistik yorumuna göre aşınma derinliği basınç tepesinin büyüklüğünü, aşınmış bölge ise tepelerin yerini belirlemektedir. Çift tepe yapısı, düzgün olmayan yerel yükleme ve yağlama kaybı için potansiyel bir belirti olarak sunulmuştur.

Sürtünme gücü neden artmaktadır?

Aşınma iki etkili mekanizmayı aynı anda oluşturmaktadır:

1. Minimum gaz filmi inceldiği için rotor ile folyo arasındaki hız gradyanı ve viskoz kesme artar.
2. Yerel gaz filmi basıncı yükseldiği için basınç kaynaklı kesme ve yük yoğunlaşması güçlenir.

Şekil 14(a), sabit 80° aşınma bölgesinde derinlik büyüdükçe sürtünme gücünün doğrusal olmayan biçimde arttığını göstermektedir. Yaklaşık 15 µm’den sonra artış hızı, film ve basınçtaki doygunlukla uyumlu biçimde yavaşlamaktadır.

Şekil 14(b), 30 µm sabit derinlikte aşınma bölgesi genişledikçe sürtünme gücünün yükseldiğini göstermektedir.

Grafikten yaklaşık olarak mutlak sürtünme gücü 20.000 dev/dakikada 7 W civarından yaklaşık 10 W’a, 40.000 dev/dakikada 23 W civarından yaklaşık 29 W’a yükselmektedir. Mutlak güç yüksek hızda daha büyük olmasına rağmen düşük hızdaki başlangıç değeri daha küçük olduğu için yüzdesel artış 20.000 dev/dakikada daha yüksektir.

Çalışmanın güçlü yönleri

• Aşınma, gaz filmi, esnek folyo ve dört serbestlik dereceli rotor dinamiği aynı modelde birleştirilmiştir.
• Sinir ağı fiziksel modelin yerine değil, model uyuşmazlığını telafi eden sınırlı bir terim olarak kullanılmıştır.
• Bilinmeyen fiziksel parametreler sigmoid fonksiyonlarla makul aralıklar içinde tutulmuştur.
• Deneysel titreşim verileriyle fiziksel parametreler ve ağ ağırlıkları birlikte kalibre edilmiştir.
• Sağlıklı yatak eğitim için, ayrı bir aşınmış yatak ise bağımsız doğrulama için kullanılmıştır.
• Yatay ve düşey yönler, beş farklı dönme hızında ayrı ayrı değerlendirilmiştir.
• Özgün fizik modeliyle doğrudan karşılaştırma yapılarak sinir ağı telafisinin katkısı gösterilmiştir.
• Sağlıklı ve aşınmış durumda ortalama senkron titreşim hataları yaklaşık %2 düzeyine indirilmiştir.
• Aşınma derinliği ve çevresel genişliğin film kalınlığı, basınç ve sürtünme üzerindeki rolleri ayrı ayrı incelenmiştir.
• Basınç alanının tek tepeden çift tepeye dönüşmesi mekanistik olarak aşınma sınırlarıyla ilişkilendirilmiştir.
• Makale, modelin doğrulandığı aralığın dışına doğrudan taşınmaması gerektiğini sonuç bölümünde açıkça belirtmektedir.

Çalışmanın sınırlılıkları

• Çalışma hakem değerlendirmesinden geçmemiş bir preprinttir.
• Yalnızca bir yatak geometrisi, X-750 folyo malzemesi ve tek rotor düzeneği kullanılmıştır.
• Doğrulama 20.000-40.000 dev/dakika aralığındaki beş hızla sınırlıdır.
• Model sağlıklı T0 verileriyle eğitilmiş ve yalnızca tek yapay aşınma durumu T1 ile sınanmıştır.
• T1 aşınması 30 µm derinliğinde ve 80° genişliğinde düzgün bir profildir; gerçek aşınmanın iki boyutlu ve düzensiz topografyasını temsil etmez.
• Başlatma-durdurma sırasında aşınmanın zaman içinde oluşumu modellenmemiştir. Aşınma profili modele önceden verilmiştir.
• Model aşınma hızını, toplam çevrim ömrünü veya kalan faydalı ömrü doğrudan tahmin etmemektedir.
• Gaz filmi basıncı ve film kalınlığı parametrik analizde model çıktısıdır; çalışma bunları doğrudan sensörle doğrulamamıştır.
• Sürtünme gücü de doğrudan tork veya elektrik gücü ölçümüyle doğrulanmamıştır.
• Model doğrulaması ağırlıklı olarak senkron titreşim genliklerine dayanır; bütün geniş bant spektrumu, faz ve zaman alanı hatası için tek bir toplu ölçüt verilmemiştir.
• Her hızda yalnızca 0,05 saniyelik sinyal parçaları kullanılmıştır.
• Deney tekrar sayısı, ölçüm belirsizliği ve sensör güven aralıkları raporlanmamıştır.
• Kalibre edilen fiziksel parametreler için belirsizlik aralıkları verilmemiştir.
• Farklı parametre kümelerinin benzer titreşimler üretip üretemeyeceğine ilişkin tanımlanabilirlik analizi yapılmamıştır.
• Sinir ağı mimarisi, öğrenme oranı ve kayıp ağırlıkları için sistematik duyarlılık veya ablation analizi bulunmamaktadır.
• Farklı fizik-veri hibrit yöntemleriyle karşılaştırma yapılmamıştır.
• Sıcaklık, termal genleşme, gaz viskozitesinin sıcaklığa bağımlılığı ve aşınma-termal-dinamik etkileşim modele dâhil edilmemiştir.
• Kaçak, folyo kaplama bozulması, yüzey pürüzlülüğü gelişimi ve malzeme sıcaklığı ayrı durum değişkenleri olarak modellenmemiştir.
• Denklem 17 ile Tablo 2 arasında ikinci kayıp ağırlığının simgesinde λ_E/λ_B tutarsızlığı bulunmaktadır.
• %44,5’lik artış yalnızca hesaplanan yatak sürtünme kaybıdır; bütün hava kompresörü veya yakıt hücresi sistemi verimini temsil etmez.
• Gerçek zamanlı çevrim içi durum izleme, arıza alarm eşiği veya bakım kararı bu çalışmada uygulanmamıştır.

Çalışma neyi desteklemektedir?

• Fizik tabanlı gaz folyo yatak-rotor modeli, öğrenilebilir bir model uyuşmazlığı terimiyle deneysel titreşimlere daha yakın hâle getirilebilir.
• Sağlıklı yatakta kalibre edilen hibrit model, bilinen bir aşınma geometrisi verildiğinde ayrı aşınmış yataktaki senkron titreşimleri düşük hatayla tahmin edebilmiştir.
• Aşınmış yatak, sağlıklı yatağa kıyasla daha büyük ve daha karmaşık rotor yörüngeleri üretmiştir.
• Aşınma derinliği ve aşınmış çevresel alan minimum gaz filmi kalınlığını azaltmaktadır.
• Aşınma maksimum gaz filmi basıncını yükseltmekte ve yükün yerel alanlarda yoğunlaşmasına yol açmaktadır.
• Yaklaşık 15 µm’den sonra incelenen modelde film ve basınç değişimleri kısmen doygunluğa yaklaşmaktadır.
• Aşınma, basınç alanını tek tepeli yapıdan çift tepeli yapıya dönüştürebilmektedir.
• Film incelmesi ve basınç artışı birlikte hesaplanan viskoz sürtünme gücünü yükseltmektedir.
• Minimum film kalınlığı ve maksimum basınç, incelenen sistemde aşınmaya duyarlı durum göstergeleri olarak kullanılabilir.

Çalışma neyi kanıtlamamaktadır?

• Modelin bütün hidrojen yakıt hücresi hava kompresörlerinde aynı doğruluğu vereceği kanıtlanmamıştır.
• %5,73’ten düşük hatanın doğrulama aralığı dışındaki hızlarda korunacağı gösterilmemiştir.
• 15 µm aşınma derinliğinin bütün gaz folyo yataklar için evrensel bakım veya arıza sınırı olduğu gösterilmemiştir.
• Model gerçek aşınma ilerlemesini veya yatağın kalan ömrünü tahmin etmemektedir.
• Hesaplanan basınç ve film kalınlığı alanları doğrudan deneysel ölçümle doğrulanmamıştır.
• Sürtünme gücündeki %44,5 artışın aracın enerji tüketimini %44,5 artırdığı söylenemez.
• Hava kompresörünün toplam yardımcı gücünün bu modelle doğrudan hesaplandığı gösterilmemiştir.
• Sinir ağının öğrendiği uyuşmazlık teriminin tek bir fiziksel arızaya karşılık geldiği kanıtlanmamıştır.
• Önerilen yöntemin diğer hibrit veya tamamen veriye dayalı modellerden genel olarak üstün olduğu gösterilmemiştir.
• Çalışma çevrim içi saha verisiyle gerçek zamanlı bakım sistemi kurmamıştır.
• Yapay aşınma profili gerçek araç kullanımında oluşan bütün topografileri temsil etmemektedir.

Hidrojen yakıt hücreli araçlar açısından olası anlamı

Hava kompresörü verimindeki küçük kayıplar, yakıt hücresi sisteminde önemli yardımcı güç tüketimine dönüşebilir. Gaz folyo yatağın aşınma durumunun doğru tahmin edilmesi şu alanlarda yararlı olabilir:

• Bakım zamanının titreşim verilerine göre planlanması,
• Aşınma ilerlemeden önce yağlama bozulmasının belirlenmesi,
• Kompresörün düşük verimli çalışma bölgesinden kaçınılması,
• Yatak geometrisi ve folyo yapısının tasarım optimizasyonu,
• Dijital ikiz veya durum izleme sistemlerinin geliştirilmesi.

Ancak bu uygulamalar için modelin farklı yataklarda, farklı sıcaklıklarda, gerçek başlangıç-durdurma çevrimlerinde ve uzun dönem saha verilerinde yeniden kalibre edilmesi gerekir.

Gelecek araştırmalar

Yazarlar sonraki çalışmalar için iki temel genişleme önermektedir:

1. Aşınma, sıcaklık ve rotor dinamiğinin karşılıklı etkileşimini içeren termal bağlantılı model,
2. Tekdüze parça profil yerine eksenel ve çevresel yönde gelişen iki boyutlu aşınma topografyası.

Bunlara ek olarak modelin bakım uygulamasına dönüşebilmesi için doğrudan basınç veya film kalınlığı ölçümü, çoklu aşınma seviyeleri, tekrarlı deneyler, parametre belirsizliği ve gerçek zamanlı kestirim doğrulaması gereklidir.

Çalışmanın Yöntemi ve Bulguları

Deneysel ve sayısal tasarım özeti

Bütün senkron titreşim doğrulama sonuçları

Doğruluk sonuçlarının özeti

Aşınmış grupta özgün modelin ortalama hatası yaklaşık 10 kat azalarak %25,22’den %2,48’e düşmüştür. Bu karşılaştırma, sinir ağı telafisi ve kalibre edilmiş parametrelerin belirgin katkısını göstermektedir. Bununla birlikte performans, aynı test düzeneğinin bilinen aşınma geometrisine sahip tek doğrulama yatağında ölçülmüştür.

Parametrik bulguların teknik özeti

Şekillerin teknik yorumu

Şekil 1: Yüksek doğruluklu modelleme çerçevesi

Üst sırada kompresör, rotor ve gaz folyo yatak kesiti; alt sırada fiziksel GFB modeli, sinir ağı uyuşmazlık terimi, sınırlandırılmış parametre tanımlama ve deney-model kayıp minimizasyonu gösterilmektedir. Şekil, fizik ve verinin tek kapalı optimizasyon döngüsünde birleştirildiğini açıklamaktadır.

Şekil 2: İleri hesaplama akışı

Sol sütun Reynolds denklemi ile folyo deformasyonunun yakınsamasını, sağ sütun yatak kuvvetlerinden rotor dinamiğine ve sinir ağı düzeltmesine uzanan zaman integrasyonunu göstermektedir. İki sütun rotor durumları ve yatak kuvvetleriyle birbirini sürekli beslemektedir.

Şekil 5 ve Şekil 6: Deney düzeneği ve yatak durumları

Şekil 5’te sensörlerin yerleşimi, türbin, iki radyal yatak, rotor ve itme diski görülmektedir. Şekil 6, sağlıklı T0 yüzeyiyle alt yük bölgesinde işlenmiş T1 aşınmasını görsel olarak karşılaştırmaktadır.

Şekil 7: Yavaşlama sinyalleri

Sağlıklı ve aşınmış yatakların yaklaşık 7-11 saniyelik yatay ve düşey zaman sinyalleri verilmiştir. Aşınmış grubun titreşim bandı daha geniş ve daha düzensizdir. Model eğitimi bu uzun sinyallerden seçilen 0,05 saniyelik bölümlere dayanmaktadır.

Şekil 8 ve Şekil 9: Rotor yörüngeleri ve spektrumlar

Sağlıklı grupta yörüngeler daha düzenli ve sınırlıyken aşınmış grupta genişlemekte ve şekil bozulmaktadır. Yüksek doğruluklu modelin kırmızı eğrileri deneysel mavi eğrilere, özgün sarı modelden daha yakındır. Sayısal doğrulama senkron frekans tepesindeki genlikler üzerinden yapılmıştır.

Şekil 10 ve Şekil 11: Film kalınlığı

Şekil 10, minimum film değerlerini hızlara göre karşılaştırırken Şekil 11, 40.000 dev/dakikadaki çevresel dağılımı gösterir. Derinlik yerel çökmenin şiddetini, bölge genişliği ise bozulmanın yayılımını kontrol etmektedir.

Şekil 12 ve Şekil 13: Basınç alanı

Şekil 12 maksimum basıncın aşınmayla yükseldiğini; Şekil 13 ise tek basınç tepesinin aşınma sınırlarında iki tepeye ayrıldığını göstermektedir. Derinlik tepe büyüklüğünü, aşınmış bölgenin sınırları tepe konumlarını değiştirmektedir.

Şekil 14: Sürtünme gücü

Mutlak sürtünme gücü rotor hızıyla yükselmektedir. Aşınmaya bağlı bağıl artış ise 20.000 dev/dakikada daha büyüktür. Derinlik etkisi yaklaşık 15 µm’den sonra doygunluğa yaklaşırken genişlik etkisi incelenen aralıkta artmaya devam etmektedir.

İstatistik ve belirsizlik notu

Çalışma klasik hipotez testleri, p-değerleri veya ölçüm tekrarlarına dayalı güven aralıkları raporlamamaktadır. Model doğruluğu, senkron titreşim genliğindeki bağıl hata üzerinden değerlendirilmiştir.

“Bütün koşullarda %5,73’ün altında hata” ifadesi, yalnızca:

• İki ölçüm yönü,
• Beş rotor hızı,
• Bir sağlıklı ve bir aşınmış yatak durumu,
• Bu laboratuvar düzeneği

için geçerlidir. Sonucun daha geniş bir popülasyondaki istatistiksel güven aralığı raporlanmamıştır.

Kaynak ve Yöntem Notu

Tam özgün başlık: High-fidelity wear simulation of gas foil bearing-rotor systems in hydrogen fuel cell air compressors using a physics-informed neural network

Yazarlar ve sıraları: Yongliang Zhou; Xingkai Yang; Pengcheng Zhu; Junyang Shang; Xulong Hu; Wenjun Li; Kai Feng.

Eş katkı veya eş birinci yazarlık: PDF’de eş katkı ya da eş birinci yazar beyanı bulunmamaktadır.

PDF’de belirtilen sorumlu yazarlar: Xingkai Yang ve Kai Feng.

Sorumlu yazar e-postaları: xkyang1992@163.com ve jkai.feng@gmail.com.

SSRN iletişim yazarı kaydı: Resmî SSRN sayfasında Kai Feng “Contact Author” olarak gösterilmektedir. PDF’de iki sorumlu yazar bulunduğundan bilimsel kimlik açıklamasında PDF beyanı esas alınmıştır.

Kurum: College of Mechanical and Vehicle Engineering, Hunan University, Changsha 410082, China.

Kaynak türü: Deneysel doğrulama, çok fiziksel rotor-yatak modellemesi ve fizik bilgili sinir ağı kalibrasyonu içeren preprint araştırma makalesi.

Araştırma alanları: Gaz folyo yataklar, rotor dinamiği, triboloji, hidrojen yakıt hücresi hava kompresörleri, fizik bilgili makine öğrenmesi ve durum izleme.

Sayfa sayısı: 29.

Yayın platformu: SSRN.

SSRN yükleme tarihi: 15 Haziran 2026.

DOI: 10.2139/ssrn.6945898

Resmî bağlantı:https://ssrn.com/abstract=6945898

DOI bağlantısı:https://doi.org/10.2139/ssrn.6945898

Hakemlik durumu: Hakem değerlendirmesinden geçmemiştir. PDF’nin her sayfasında “Preprint not peer reviewed” uyarısı bulunmaktadır.

Hakemli dergi: 27 Temmuz 2026 itibarıyla doğrulanmış bir hakemli dergi sürümüne ulaşılamamıştır.

Özgün dergi yayınevi: Hakemli dergi yayını doğrulanmadığı için mevcut değildir. Güncel bilimsel yayın platformu SSRN’dir.

Yazar katkıları

Yüklenen PDF’de CRediT yazarlık katkısı veya yazar bazında görev dağılımı bulunmamaktadır. Bu nedenle hangi yazarın kavramsallaştırma, deney, model geliştirme, yazılım veya yazım görevlerini üstlendiği tahmin edilmemiştir.

Finansman

Çalışma aşağıdaki projeler tarafından desteklenmiştir:

• National Science and Technology Major Project, proje numarası 2026ZD0719001,
• National Natural Science Foundation of China, hibe numarası 52505181,
• Hunan Provincial Natural Science Foundation of China, hibe numarası 2025JJ60319.

Çıkar çatışması

Yazarlar, çalışmayı etkileyebilecek bilinen bir mali çıkar veya kişisel ilişki bulunmadığını beyan etmiştir.

Veri erişimi

Verilerin talep üzerine sağlanacağı belirtilmiştir. Açık bir veri deposu, eğitim kodu veya model ağırlığı bağlantısı PDF’de verilmemiştir.

Makale hazırlama yöntemi

Bu Türkçe Verianla makalesi, kullanıcının yüklediği 29 sayfalık preprintin başlık ve yazar bilgileri, ana metni, 17 temel denklem, Wilson-θ eki, dört tablo, 14 ana şekil, deney görüntüleri, titreşim yörüngeleri, spektrumlar, gaz filmi kalınlığı ve basıncı grafikleri, sürtünme gücü sonuçları, finansman beyanı ve kaynakçası incelenerek hazırlanmıştır.

Bilimsel açıklamalar yalnızca yüklenen PDF’de sunulan çalışma, yöntem ve sonuçlara dayanmaktadır. Dış kaynaklar yalnızca başlık, yazarlar, kurum, DOI, yükleme tarihi, platform ve güncel yayın durumunun bibliyografik doğrulanması amacıyla kullanılmıştır. PDF dışından yeni bir deneysel bulgu eklenmemiştir.

Temel yöntemsel sınır

Çalışmanın en güçlü doğrulaması, sağlıklı durumda kalibre edilen modelin yapay biçimde aşındırılmış ayrı bir yataktaki senkron titreşimleri en fazla %5,73 bağıl hatayla tahmin etmesidir. Buna karşılık yağlama ve enerjiyle ilgili film kalınlığı, basınç ve sürtünme sonuçları doğrudan ölçülmemiş model çıktılarıdır.

Model; doğrulandığı yatak geometrisi, malzeme özellikleri, aşınma profili ve 20.000-40.000 dev/dakika hız aralığı içinde yorumlanmalıdır. Farklı kompresörlere doğrudan aktarım için fiziksel parametrelerin yeniden kalibre edilmesi, gerekirse model denklemlerinin genişletilmesi ve yeni deneysel doğrulama yapılması gerekmektedir.

Bu preprint, gaz folyo yatak aşınmasının rotor titreşimi ve hesaplanan yağlama kayıpları üzerindeki etkisini açıklayan güçlü bir fizik-veri hibrit çerçeve sunmaktadır. Ancak yöntem henüz saha ölçeğinde kalan ömür tahmini, otomatik bakım alarmı veya bütün yakıt hücresi hava sisteminin enerji optimizasyonu olarak doğrulanmamıştır.