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: 132
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
- Türbülanslı açık kanal akışlarında türbülans dağıtıcı sistemler ve kesit optimizasyonu
Turbulence eliminating systems and cross-section optimization in turbulent open channel flows
CEMAL HASAN CAN AKSOY
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi ve Deniz Teknoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ABDİ KÜKNER
- 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
- Direct numerical simulation of evaporation and burning of a fuel droplet
Bir yakıt damlacığının buharlaşması ve yanmasının doğrudan sayısal simülasyonu
MUHAMMAD IRFAN
Doktora
İngilizce
2017
Makine MühendisliğiKoç ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Prof. Dr. METİN MURADOĞLU
- A spectral vanishing viscosity method for large-eddy simulations of two-fluid flow
İki sıvılı akışlarda geniş girdaplı simülasyonlar için spektral kaybolan viskosite yöntemi
SOLMAZ KHOSHAVAZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2020
Makine Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. LUCA BIANCOFIORE
- Lorentz force effect on turbulent wall-bounded flows
Türbülanslı duvar-sınırlı akışlarda Lorentz kuvveti̇ etki̇si̇
ATİLLA ALTINTAŞ
Doktora
İngilizce
2014
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM ÖZKOL