Direct numerical simulation of liquid flow in a horizontal microchannel
Sıvı akışkanların düzlemsel mikro kanalda doğrudan sayısal simülasyonu
- Tez No: 167277
- Danışmanlar: Y.DOÇ.DR. İLKER TARI
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Mikro kanallarda akış, DNS, zorlu taşınım, alttan ısıtmalı düzlemsel kanal, Brinkman sayısı, doğal konveksiyon, Rayleigh-Benard hücresi. vıı, Microchannel flow, DNS, forced convection, horizontal channel heated from below, Brinkman number, natural convection and Rayleigh-Benard cells. v
- Yıl: 2005
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Bölümü
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
öz SIVI AKIŞKANLARIN DÜZLEMSEL MİKRO KANALDA DOĞRUDAN SAYISAL SİMÜLASYONU Kükrer, Cenk Evren Yüksek Lisans, Makine Mühendisliği Bölümü Tez Yöneticisi: Ast. Prof. Dr. İlker Tan Ağustos 2005,115 Sayfa İki düzlemsel plaka arasında oluşan mikro kanallarda bulunan sıvı akışkanların sayısal simülasyonu yapılmıştır. Kanal uzunluk ve genişlik olarak sonsuz boyutta olup yüksekliği mikro kanalların boyutsal aralığına da giren 3.1x10"4metredir. Brinkman sayısının eklenmesi ile birlikte Navier-Stokes denklemleri ana denklemler olarak kullanılmış ve mikro kanalda sıvı akışını gerekli doğrulukta modelleyebilmesi için spektral metodu temel alan bir yaklaşım kullanılmıştır. Brinkman sayısının mikro kanallarda iletim ve viskozite etkilerini birleştirdiği ve aynı zamanda birbirleri arasında önemsel karşılaştırma yapmaya yaradığı bilinmektedir. Bu çalışmada, mikrokanallarda, laminar bölgede, artan Reynolds sayısı ile beklenmeyen şekilde düşen Nusselt sayısının davranışı simüle edilmeye çalışılmış ve Brinkman sayısının ortaya konulması ile açıklanabilmesi hedeflenmiştir. Bu nedene bağlı olarak tek-fazlı iletim ısı transferi için Brinkman sayısının ikincil etkisi gözlemlenmiştir. Farklı bir deyişle, mikro kanallardaki ile makro kanallardaki laminar akış farklılık göstermektedir. Farklılıkları gözlemlemek için, belirli aralıkta olan Reynolds sayılarında üç farklı durum incelenmiştir: makro kanallardakine benzer duruma denk gelen eksensel yönde ısı iletimi içermeyen durum, bir diğer durum olarak eksensel iletimin enerji denklemine en önemli farklılığı simüle etmesi için eklenmiş hali ve son olarak Brinkman sayısının ana denklemler içine dahil edilmesi. viBenzer çalışma aynı sayısal düzenek kullanılarak her üç durum için doğal konveksiyon için yapılmıştır. Literatürde de kabul görmüş olan kritik değerler için Rayleigh-Benard hücre oluşumu gözlenmiştir. Sonuçlar Brinkman sayısının ve eksensel iletimin etkilerini görmek için birbirleriyle karşılaştınlmıştrr.
Özet (Çeviri)
ABSTRACT DIRECT NUMERICAL SIMULATION OF LIQUID FLOW İN A HORIZONTAL MICROCHANNEL Kükrer, Cenk Evren M.S., Department of Mechanical Engineering Supervisor: Asst. Prof. Dr. İlker Tan August2005, HSPages Numerical simulations of liquid flow in a micro-channel between two horizontal plates are performed. The channel is infinite in streanrvvise and spanwise directions and its height is taken as 3.1x10"4m, which falls within the dimension ranges of microchannels. The Navier-Stokes equations with the addition of Brinkman number (Br) to the energy equation are used as the governing equations and spectral methods based approach is applied to obtain the required accuracy to handle liquid flow in the microchannel. it is known for microchannels that Br combines the effects of conduction and viscous dissipation in liquids and is also a way of comparing the importance of latter relative to former. The present study aims to simulate the unusual behavior of decreasing of Nü with increasing Re in the laminar regime of microchannels and to show that Br can be introduced to explain this unexpected behavior. Consequently, it is seen at the end of the results that secondary effect of the Br is observed for the single- phase convective heat transfer. Therefore, a laminar flow of a liquid in a microchannel shows different characteristics compared to a similar flow in a macrochannel. To observe the differences, three different cases are run över each of a range of Reynolds numbers: öne with no axial conduction assumption that corresponds to a case similar to macrochannel flow, another case with axial conduction included in the energy equation to simulate öne of the main ivdifferences and lastly a case with the inclusion of Br number in the governing equations. A similar study is made for natura! convection with the same numerical set-up for the same three cases. Formation of Rayleigh-Benard cells are observed for the critical numbers widely accepted in the literatüre. The results are compared with each other to see the effects of axial conduction and Br inclusion, in addition to Ra for natural convection.
Benzer Tezler
- Düşey borularda çok fazlı akışların modellenmesinde deneysel ve nümerik analiz
Başlık çevirisi yok
BENGÜ ATLANÇ
Yüksek Lisans
Türkçe
2000
İnşaat MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YALÇIN YÜKSEL
- Yeraltı kömür gazlaştırma prosesinin nümerik ve laboratuvar simulasyonu geri ve ileri yanma teknikleri
Numerical and laboratory simulation of underground coal gasification process-reverse and forward combustion techniques
FÜSUN F. OKUTAN
Doktora
Türkçe
1985
Maden Mühendisliği ve Madencilikİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF. DR. A. İHSAN ÇATALTAŞ
- Parçacıkların yaş granülasyonu
Wet granulation of powders
İLKAY TALU
Doktora
Türkçe
2000
Kimya MühendisliğiAnkara ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ZEKİ AKTAŞ
PROF. DR. GABRİEL TARDOS
- Çok bileşenli sıvı hidrokarbon ile kirlenmiş toprakta akışkan faz taşınımının deneysel ve sayısal modelleme ile incelenmesi
Experimental and numerical simulation of aqueous phase transport in soils contaminated with a multi-component liquid hydrocarbon
ALİ SAİT GÜLLÜ
Doktora
Türkçe
1999
İnşaat MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET YÜCEL
- Sürgülü yön denetim valflerinde yük kaybının yarattığı ısı miktarı
Pressure drop and heat generation in spoel type valves
AHMET DİNÇER
Doktora
Türkçe
1997
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OSMAN F. GENCELİ