Numerical investigation of high knudsen number flow in rectangular enclosures
Dikdörtgensel kapalı hacimlerde yüksek knudsen sayı akımının sayısal incelemesi
- Tez No: 181258
- Danışmanlar: YRD. DOÇ. DR. ALİ ECDER, PROF. DR. AKIN TEZEL
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Kapalı hacimler, Enclosed volume
- Yıl: 2006
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Son zamanlarda, birçok Mikro Elektro Mekanik Sistemin (MEMS) doğru ve güvenilirçalışabilmesi amacıyla düsük yoğunluklu gazların bilinmeyen yönleri akışkanlar mekaniğininönemli araştırma konularından biri haline gelmiştir. Termal terleme tahrikli düşük yoğunluklugazların akışı hem daha iyi performanslı Knudsen kompresörlerinin geliştirilmesinde hem de tekkristal üretiminin geliştirilmesinde oldukça önem kazanmaktadır. Belirtilen nedenlerle; buçalışmanın amacı, hem kayma hem de geçiş rejimlerinde termal terleme akışlarının altında yatantemel fiziğin anlaşılmasıdır. Diğer bir hedef ise; düsük yoğunluklu gazların kapalı geometrilerdemuhtemel kararsızlıklarının incelenmesidir. Bu tez çalışmasının ilk bölümünde; kapalıgeometrilerdeki termal terleme akışlarına ait analitik çözümler asimptotik analiz yardımıyla eldeedilmiş ve sunulmuştur. İkinci bölümde ise; lineer kararlılık teorisi önerilen problemeuygulanarak karasızlıkların sınırları tesbit edilmeye çalışılmıştır. İki boyutlu stabilite analizine aitanalitik çözümler de sunulmuş olup; karasızlığın oluştuğu haller değişen kayma modelleri veKnudsen sayılarına bağlı olarak belirlenmiştir. Daha da genelde, üç boyutlu pertürbasyondenklemlerinin öz değer spektrumu incelenmiştir. Son bölümde ise; bir yapay viskozitealgoritması kullanılarak, Burnett ve Navier-Stokes denklemlerinin benzeşimlerinigerçekleştirebilen bir bilgisayar programı oluşturulmuştur. Aynı zamanda; termal terlemeakışının temel mekanizması Burnett denklemi gerilme tensorleri incelenerek açıklanmıştır. Dahaönemlisi; Navier-Stokes denklemlerinin bu tip akışlar için yetersizliği ve Burnett denklemlerinintermal terleme akışlarını doğru modelleyebileceği gösterilmiştir.
Özet (Çeviri)
Nowadays, enlightening unknown aspects of rarefied gas flow is one of the critical issues of fluiddynamic research to ensure correct and proper operations of many Micro- Electro-Mechanical-Systems (MEMS). Thermally driven motion of rarefied gases is gaining in importance to developKnudsen compressors having better performance or to improve single crystal growth processes.Therefore, accurate prediction of the physics lying behind the thermal creep in the transitionregime as well as slip flow regime is one of the main motivations of this study. The otheremphasis is possible flow instability of the rarefied gases in enclosures. For this purpose, anasymptotic approximation has been performed in the first part of the study to find analyticalsolutions. In the second one, linear disturbance theory of hydrodynamic stability has been appliedto the problem to determine bounds of instabilities. Analytical solutions of two-dimensionalstability analysis have been introduced. Critical states have been identified for different modelsand for varying Knudsen numbers. More generally, eigen-spectrum of the perturbation equationshas been identified in three-dimensions. At the last part, by applications of an artificial viscosityscheme, a computer program has been constructed to solve Burnett and also Navier-Stokesequations. Mechanisms of the thermal creep flow have also been verified by inspecting stresstensors of Burnett equations. Most importantly, the insufficiency and the failure of Navier-Stokesequations for the creeping flows have been proved. Moreover, it has been shown that Burnettequations can correctly model such creeping flows.
Benzer Tezler
- Numerical investigation of gas transport through micro/nano-scale porous media at slip flow regime
Kayma akış rejiminde mikro/nano ölçekli gözenekli yapılarda gaz taşınımının sayısal olarak incelenmesi
SAFA SABET
Doktora
İngilizce
2021
Makine Mühendisliğiİzmir Yüksek Teknoloji EnstitüsüMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MURAT BARIŞIK
- Study of low speed transitional regime gas flows in microchannels using information preservation (IP) method
Başlık çevirisi yok
ÜMİT KURŞUN
Doktora
İngilizce
2006
Makine MühendisliğiUnıversıty Of Central FlorıdaMakine Mühendisliği Teknolojileri Ana Bilim Dalı
PROF. JAYANTA S. KAPAT
- Diesel motorları yakıt püskürtme sistemlerinin dinamik simülasyonu
Başlık çevirisi yok
İRFAN KARAGÖZ
Yüksek Lisans
Türkçe
1986
Makine MühendisliğiUludağ ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OĞUZ BORAT
- İki katlı pamuk ipliklerinden dokunan kumaşlarda örgüye bağlı olarak maksimum atkı sıklığının değişimi üzerinde bir araştırma
Başlık çevirisi yok
MELTEM ASLI NARTER
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
Tekstil ve Tekstil MühendisliğiEge ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÜNGÖR BAŞER
- Barajların hacim-verim ilişkisi üzerine bir araştırma
Başlık çevirisi yok
MEHMET KILIÇARSLAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1987
İnşaat MühendisliğiÇukurova Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TEFARUK HAKTANIR