Comprehensive investigation of plasma behavior in diverse gas discharge phenomena: Fluid modeling, chaotic dynamics, and synchronization
Çeşitli gaz deşarj olaylarında plazma davranışlarının kapsamlı incelemesi: Akışkan modelleme, kaotik dinamikler ve senkronizasyon
- Tez No: 833029
- Danışmanlar: PROF. DR. İSMAİL RAFATOV
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Fizik ve Fizik Mühendisliği, Physics and Physics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Fizik Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışma, gaz deşarj fenomeninin çeşitli yönlerini kapsamlı bir şekilde incelemektedir. Temel araştırma, kinetik Boltzmann denkleminin akış denklemlerine türetilmesiyle başlamaktadır. Sayısal modeller, parçacık akımları için sürüklenme-diffüzyon yaklaşımıyla plazma akış denklemlerine dayanmaktadır. Özgün bir boyutlu akış modelleri olan basit ve genişletilmiş akış modelleri, temel ışıldama deşarj gereksinimlerini ele almak için geliştirilir ve karşılaştırılır. Ardından, odak noktası nitrojen içeren bir DC tahrikli gaz deşarj-yarıiletken sisteminde (GDSS) düzenli salınımlardan kaotik salınımlara geçişe yöneliktir. Bu, geçiş dinamiklerini anlamayı, kontrol parametreleri arasındaki karmaşık ilişkileri açığa çıkararak amaçlar. Dahası, öngörülememe ve Kaostaki Delta Senkronizasyon (DSC) teknikleri, detaylı GDSS akış modellerini kullanarak kaotik rejimde incelenir. Bu teknikler, bağlı sürücü ve tepki sistemleri içinde kaos senkronizasyonu ve kaotik çözümleri onaylar. Ayrıca, RF argon deşarjı için akış modelleri için kapsamlı bir sınama gerçekleştirilir. Farklı sınır koşulları değerlendirilir, deşarj davranışına etkileri vurgulanır ve ticari hesaplama paketlerindeki sınır koşullarının doğruluğu ve güvenilirliğini artırmak için sınır koşullarının gözden geçirilmesi önerilir. Son olarak, elektron Boltzmann çözücüsü geliştirilir ve akış modelleri için elektron taşıma ve hız katsayılarının kesin hesaplamasını mümkün kılar. Çözücü, geleneksel yöntemlere karşı doğrulanır. Bu katsayıları CO2 dielektrik bariyer deşarj sisteminde kullanmak, ileri seviye modellemeye ve gaz ısıtma denklemlerinin dahil edilmesine olan gerekliliği vurgular.
Özet (Çeviri)
The work thoroughly examines various aspects of gas discharge phenomena. The foundational exploration begins with derivations of fluid equations from the kinetic Boltzmann equation. Plasma fluid equations are the foundation for numerical models, including a drift-diffusion approximation of particle fluxes. Self-consistent one-dimensional fluid models, the simple and extended fluid models, are developed and compared in addressing fundamental glow discharge requirements. Subsequently, the focus is on the transition from regular to chaotic oscillations in a DC-driven gas discharge–semiconductor system (GDSS) in nitrogen. This aims to understand the transition dynamics by revealing complex relationships among the control parameters. Further, the unpredictability and Delta Synchronization of Chaos (DSC) techniques are studied within the chaotic regime using detailed GDSS fluid models. These techniques validate chaotic solutions and chaos synchronization within the coupled drive and response systems. Furthermore, a comprehensive investigation of boundary conditions is conducted for fluid models of an RF argon discharge. Various boundary conditions are evaluated, emphasizing their impact on discharge behavior and proposing a revision of boundary conditions in commercial computational packages to enhance accuracy and reliability. Finally, the electron Boltzmann solver is developed, enabling the precise calculation of electron transport and rate coefficients for fluid models. The solver is validated against conventional methods. Involving these coefficients in a CO2 dielectric barrier discharge system concludes the necessity for advanced modeling and incorporation of gas heating equations.
Benzer Tezler
- Investigation of spacecraft surface charging for a telecommunication satellite at geosynchronous orbit
Jeosenkron yörüngedeki bir haberleşme uydusu için yüzey elektriklenmesinin incelenmesi
ARİF ARMAĞAN GÖZÜTOK
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Havacılık ve Uzay Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMeteoroloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ZEREFŞAN KAYMAZ
- Reduction of losses in gas turbines using active and passive methods combination through CFD analyses and parametric investigation
CFD analizleri ve parametrik araştırma ile gaz türbinlerinde aktif ve pasif yöntemlerin birlikte kullanımıyla kayıpların azaltılması
NASSER CAN KASIMBEYOĞLU
Doktora
İngilizce
2026
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. LEVENT ALİ KAVURMACIOĞLU
PROF. DR. CENGİZ CAMCI
- Yüksek basınçlı soğuk sprey yöntemiyle üretilmiş tic katkılı paslanmaz çelik kaplamaların aşınma davranışlarının incelenmesi
High-pressure cold spray deposition of 430 stainless steel and titanium carbide-reinforced 430 stainless steel powders: microstructural and hardness investigation
OLCAY KAYA
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Metalurji MühendisliğiSakarya ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. EDİZ ERCENK
- Alüminyum silisyum döküm alaşımına uygulanan ni-sic kaplama ve mikro ark oksidasyon işleminin karşılaştırılması
A comparative study of ni-sic coating and micro-arc oxidation on the aluminum-silicon casting alloy
ÖZKAN KARAMAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ FAİZ MUHAFFEL
- Pulsar magnetospheres and intra - pulse variability by plasmoid formation
Atarca manyetosferleri ve plazmoid oluşumu kaynaklı atım - arası değişkenliği
İBRAHİM CEYHUN ANDAÇ
Doktora
İngilizce
2024
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiFizik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KAZIM YAVUZ EKŞİ