Development of an incompressible smoothed particle hydrodynamics method for electrohydrodynamics of immiscible fluids and rigid particles
Birbirleri ile karışmayan akışkan ve katı parçacık akışlarının elektrohidrodinamiğine uygun düzleştirilmiş parçacık hidrodinamiği
- Tez No: 434057
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MEHMET YILDIZ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mekatronik Mühendisliği, Mechanical Engineering, Mechatronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2016
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Sabancı Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Elektrik alan etkisinde olan izotermal ve birbirleri ile karışmayan iki ve üç fazlı Newtonsal akışkan ve katı parçacık akışlarının modellenmesine uygun bir sıkıştırılamaz düzleştirilmiş parçacık hidrodinamiği yöntemi geliştirilmiştir. Akışkanlar arası yüzey geriliminin modellenmesinde süreklilik yüzey kuvveti yöntemi kullanılmiştir. Akışkan ve katı ortamları sızdıran ve tam dielektrik malzeme olarak modellenmiştir. Katı parçacıkları viskoz engel ve rijit cisim hareket koşullarının birarada kullanılması ile modellenmistir. Denklemler düzeltilmiş türevler ile ayrıklaştırılmış ve yapay parçacık ötelemesi yöntemi kullanılarak homojen parçacık dağılımı sağlanmıştır. Akım ve elektrik alanının zaman içinde ilerletilebilmesi için projeksiyon yöntemi kullanılmıştır. Geliştirilen yöntemde kullanılan modellerin performansı ayrı ayrı olarak denenmiş ve doğrulanmıştır. Bu amaçla iki ve üç fazlı hidrodinamik, çok fazlı elektrohidrodinamik ve sıvı-katı etkileşimi konu başlıkları altında farklı simülasyonlar yapılmıştır. Sonuçlar literatürde bulunan deneysel ve sayısal sonuçlar ile karşılaştırılarak doğrulanmıştır. Adı geçen modellerin birleşiminden oluşan sayısal yöntem, Newtonsal akışkanda elektrik alan etkisi altında hareket eden rijit parçacıklarının modellenmesinde kullanılmıştır. Parçacıkların davranışı deneysel ve sayısal yöntemlerle yapılan çalışmalardaki gözlemlerle uyumlu bulunmuştur. Bu sonuçlar geliştirilmiş olan sıkıştırılamaz düzleştirilmiş parçacık hidrodinamiği yönteminin karmaşık ve görece daha az araştırılmış olan bu tarz problemler için uygun bir sayısal yöntem olduğunu göstermektedir.
Özet (Çeviri)
An incompressible smoothed particle hydrodynamics method for modeling immiscible and isothermal flow of two- and three-phase Newtonian fluids and solid particles subject to an external electric field has been developed. Continuum surface force method is used to calculate the surface tension forces on fluid-fluid interfaces. The materials are assumed to be either perfect or leaky dielectrics. Solid particles are modeled using viscous penalty method coupled with rigidity constraints. The equations are discretized using corrected derivatives and artificial particle displacement is used to ensure homogeneous particle distribution. The projection method is used to advance the governing equations of the flow and electric field in time. The components of the scheme are tested in three stages of two- and three-phase hydrodynamics, multiphase electrohydrodynamics and fluid-structure/solid interaction. The results of each stage is compared to experimental and numerical data available in literature and their validity is established. The combination of the individual elements of the numerical method is used to simulate the motion of rigid particles submerged in Newtonian fluids subject to an external electric field. The behavior of the particles are found to be in agreement with experimental and numerical observations found in the literature. This shows the applicability of the proposed incompressible smoothed particle hydrodynamics scheme in simulating such complex and relatively unexplored phenomena.
Benzer Tezler
- İki boyutlu yalpa hareketindeki hidrodinamik katsayıların interpolasyonlu parçacık hidrodinamiği yöntemi ile hesaplanması
Calculation of hydrodynamics coefficients for rolling in two dimension by particle hydrodynamics method
ONUR ÖLMEZ
Doktora
Türkçe
2016
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖMER GÖREN
- Numerical investigation of convective-diffusive transport using the smoothed particle hydrodynamics technique
Taşınımsal-yayınımsal iletimin düzleştirilmiş parçacık hidrodinamiği yöntemi ile sayısal olarak araştırılması
MUSTAFA ENGİN DANIŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2012
Makine MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİ ECDER
YRD. DOÇ. DR. MEHMET ORHAN
- İnterpolasyonlu parçacık hidrodinamiği yönteminde yenilikçi sıkıştırılamaz akış yaklaşımları ve uygulamaları
New approaches for incompressibility in smoothed particle hydrodynamics method and their applications
DENİZ CAN KOLUKISA
Doktora
Türkçe
2019
Gemi MühendisliğiKaradeniz Teknik ÜniversitesiGemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ EMRE PEŞMAN
DR. ÖĞR. ÜYESİ MURAT ÖZBULUT
- Modelling of wedge water entry problem by SPH method
Üçgen cismin suya giriş probleminin İPH metodu ile modellenmesi
YILDIZ EKŞİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Gemi MühendisliğiPiri Reis ÜniversitesiGemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ MURAT ÖZBULUT
- Yüksek basınç gradyanlı akışın sayısal modellenmesi
A numerical study on high pressure gradient flows
ALAZ TALAY
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ÖMER GÖREN