Applications of a particle simulation approach
Bir parçacık benzetim yaklaşımının uygulamaları
- Tez No: 595800
- Danışmanlar: DOÇ. DR. DEMİRKAN ÇÖKER
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Havacılık ve Uzay Mühendisliği, Aeronautical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Havacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez çalışması, basit parçacıklar için tanımlanmış bir parçacık benzetim yaklaşımından yararlanarak mühendislik problemleri için moleküler seviyede akışkan davranışını inceleme ve anlama gayesini içermektedir. İlk olarak; mevcut yöntem üzerinde kuvvet potansiyelinin önkestirimine yönelik, benzetimlerde pozisyon ve momentum gidişatlarının belirlenmesi bakımından dikkate değer bir doğruluk artışı sunan bir iyileştirme önerilmiştir. Daha sonrasında, anılan iyileştirilmiş yöntem ısıl geçişme ve tek yönlü akışkan akımı benzetimlerine uygulanmıştır. Bu yaklaşım kapsamında parçacıkların anlık hız değerleri diferansiyel denklem çözümü yerine basit cebirsel denklemler üzerinden hesaplanmaktadır. Denklemler, Newton'un İkinci Hareket Yasası ve Lennard-Jones Kuvvet Potansiyeli Teorisi temel alınarak elde edilmiştir. Farklı akışkan parçacıkları arasındaki etkileşimler için Lorentz-Berthelot Karıştırma Kuralı kullanılmaktadır. Yöntem; denge durumundaki sürat dağılımının olasılık yoğunluk işlevi, hız vektörü bileşenlerinin dağılımları ve basınçlar bakımından kontrol edilmiştir. Geçişme dinamiği kapsamında denge analizleri için parçacıkların ve hacmin ısıl özellikleri takip edilmiştir. İlave olarak, ısıl iletkenlik katsayısı hesaplanmıştır. Son olarak, tek yönlü akış koşulları altında parçacıklar etrafındaki yoğunluğun değişimi incelenmiştir. Benzetim sonuçları, sürat ve hız vektörü bileşenleri için Maxwell-Boltzmann ve Gaussian dağılım fonksiyonlarını vermektedir. Basınç hesaplama sonuçları, klasik hâl denklemi ile uyum içerisindedir. Isıl iletkenlik katsayısı mevcut deneysel veriler ile örtüşmektedir. Tek yönlü akışkan akımı benzetimlerinin sonuçları, parçacıkların artan tek yönlü akım hızı koşullarında komşu parçacıklara daha yakın olma eğilimine işaret etmektedir.
Özet (Çeviri)
The thesis is intended to utilize a particle simulation approach, introduced for simple particles, for engineering problems in order to study and understand fluid behavior at molecular level. First, an improvement in force potential estimation is proposed for the original method, which offers notable accuracy increase in simulations in terms of determination of position and momentum trajectories. Afterwards, the improved method is applied to heat diffusion and unidirectional fluid flow simulations. Within the context of the approach, instantaneous velocities of particles are calculated using simple algebraic equations instead of solving differential equations. Equations are derived from Newton's 2nd Law of Motion and Lennard-Jones Force Potential Theory. For interactions taking place between unlike particles, Lorentz-Berthelot Combination Rule is used. The method is checked in terms of probability density function of speed distribution, distribution of velocity vector components and pressures at equilibrium state. In the scope of diffusion dynamics, thermal characteristics of particles and volume are tracked in order to perform equilibrium analyses. Furthermore, thermal conductivity coefficient is calculated. Finally, the variation of density between particles is investigated under unidirectional flow condition. Simulation results give Maxwell-Boltzmann and Gaussian distribution functions in terms of speed and velocity components respectively. Results on pressure calculation compromise with the classical equation of state. Thermal conductivity coefficient agrees with the experimental data. According to the unidirectional fluid flow simulations, the results imply the tendency of particles to stay closer with increasing unidirectional flow velocity.
Benzer Tezler
- Advanced computational modeling of wave energy converters and fluid-structure interaction: a smoothed particle hydrodynamics approach
Dalga enerjisi dönüştürücülerinin ve akış-yapı etkileşiminin ileri düzey hesaplamalı modellemesi: düzgünleştirilmiş parçacık hıdrodinamiği yaklaşımı
SHAYAN RAMEZANZADEH
Doktora
İngilizce
2023
Makine MühendisliğiSabancı ÜniversitesiÜretim Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET YILDIZ
DR. ÖĞR. ÜYESİ MURAT OZBULUT
- Simulation of a toroidal gantry for proton therapy by fluka
Proton terapide kullanılacak toroidal gentrinin fluka ile benzetimi
MOSLEH ALI MOHAMMAD
Doktora
İngilizce
2024
Fizik ve Fizik MühendisliğiSakarya ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET BEKTAŞOĞLU
- Complex dynamics of sheared active particle suspensions
Aktif partikül süspansiyonlarının kesme akışı altında karmaşık dinamikleri
AYTEN GÜLCE BAYRAM
Doktora
İngilizce
2024
Makine Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. LUCA BIANCOFIORE
- Partiküllerin boyutsal sınıflandırılmasında gaz-katı partikül 2 fazlı akışın sayısal incelenmesi
Numerical analysis of gas-solid particule two phase flow for size classification of particules
AYDIN KARABEY
Doktora
Türkçe
2001
Makine MühendisliğiGazi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAŞMET TÜRKOĞLU
- Assesment of the predictive capability of eulerian-eulerian modeling approach for the spouted bed thermal receivers
Euler-euler modelleme yönteminin taşkın yatak ısıl alıcıları için kestirim yeteneğinin değerlendirilmesi
CANKUT ERKAYA
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Makine MühendisliğiHacettepe ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MURAT KÖKSAL