Investigation of rain erosion on germanium by using finite element method
Germanyum üzerindeki yağmur erozyonunun sonlu elemanlar yöntemi kullanılarak incelenmesi
- Tez No: 305691
- Danışmanlar: PROF. DR. R. ORHAN YILDIRIM
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2011
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Bölümü
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 129
Özet
Yağmur erozyonu olarak bilinen yağmur damlacıklarının göreceli yüksek hızlarda çarpması çeşitli malzemelerde hasara yol açar. Bütün malzemeler yağmur erozyonuna belirli bir çarpışma hızına kadar dayanabilir. Ancak, bu hasar termal kamera gibi Elektro Optik (EO) sistemlerin çok önemli bir parçası olan optik camlarda kritiktir. Optik cam üzerinde oluşan küçük bir çizik bile geçirgenliği kötü yönde etkileyibilir ve sonuç olarak yetersiz bilgi aktarımından kaynaklı cihazda bazı fonksiyonel problemlere neden olur. Yağmur erozyonunun EO sistemler üzerinde hayati etkisi olduğu için, optik camlarda, özellikle hasarın başladığı bu hızın belirlenmesi açısından incelenmesine ihtiyacı vardır.Bu çalışmada, bir çeşit optik bir cam olan germanyum'un yağmur erozyonuna karşı dayanımı sayısal benzetim ile LS-DYNA'da incelenmiştir. Hasar Eşik Hızı (HEH) iki farklı su şekli için (küresel su damlacığı ve su jeti) 100 ve 250 m/s hız aralığında incelenmiştir. Tek ve çoklu çarpışma durumları on ardışık çarpmaya kadar iki su şekli için de incelenmiştir. Hasarın boyutlarının tek ve çoklu çarpışma durumlarına göre incelenebilmesi için HEH'nin çarpışma sayısına göre eğrileri çizdirilmiştir. Sonuçlar hem literatür ile hem de deneysel çalışma ile HEH ve deformasyon şekli kapsamında karşılaştırılmıştır.Sayısal benzetimlerde, suyu modellemek için ALE (Arbitrary Lagrangian Eulerian) tekniği kullanılmıştır. Germanyum için seramik ve cam uygulamalarında önerilen ?JOHNSON-HOLMQUIST-CERAMICS (JH-2)? malzeme modeli kullanılmıştır. JH-2 malzeme modeli içersinde hasar etkisi, kopma kriteri ve durum denklemini barındıran bir malzeme modeli bütünüdür. LS-DYNA kütüphanesinde bulunan malzeme modelleri arasından su için ?MAT-NULL + EOS-GRUNEISEN? kombinasyonu kullanılmıştır.
Özet (Çeviri)
Impact of rain drops at relatively high velocities, which is known as rain erosion, causes severe damages on various materials. Every material can withstand the rain erosion up to a specific impact velocity. However, this damage is critical for optical windows which are very important components for Electro-Optical (EO) systems such as thermal camera. Even a small scratch may affect the transmission capability of the optical window adversely and leads to some functional problems in the device due to insufficient transmitted data. Since it has a vital effect on the EO systems, the rain erosion is needed to be investigated on the special optical windows, particularly for determining the velocity that a damage initiates.In this study, the rain erosion is investigated on germanium which is a kind of optical window, by means of numerical simulations in LS-DYNA. Damage Threshold Velocity (DTV) is examined for two different water shapes (which are spherical water drop and water jet) within a velocity range between 100 and 250 m/s. Both single and multiple impact cases are considered for both water shapes up to ten consecutive collisions. By using the results, the ?DTV versus number of impact curves? are obtained in order to understand the amount of damage with respect to both single and multiple impacts. Results are compared with both literature and the experimental data within the scope of DTV and shape of the damage.In the numerical simulations, ALE (Arbitrary Lagrangian Eulerian) method is used for modelling water. ?JOHNSON-HOLMQUIST-CERAMICS (JH-2)? which is recommended for both ceramics and glass applications is used as the material model for Germanium. JH-2 is a complete material model which contains damage effects, failure criteria, and Equation of State (EOS) all together. Among the material models available in the library of LS-DYNA, ?MAT-NULL + EOS-GRUNEISEN? is used for water.
Benzer Tezler
- Bayburt taşı atıklarının geopolimer tuğla üretiminde kullanılabilirliğinin araştırılması
Investigation of usability of Bayburt stone wastes in geopolymer brick production
CEMİL AYKUT
Yüksek Lisans
Türkçe
2017
İnşaat MühendisliğiBayburt Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. İLKER TEKİN
- Başlıca iklim parametrelerinin bitki su tüketimine etkilerinin uzaktan algılama yöntemleri ile araştırılması
Investigation of effects of major climate parameters on crop water consumption using remote sensing methods
ORKAN ÖZCAN
Doktora
Türkçe
2014
Bilim ve Teknolojiİstanbul Teknik Üniversitesiİleri Teknolojiler Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NEBİYE MUSAOĞLU
PROF. DR. CANKUT ÖRMECİ
- Meskun bölgelerde yağmur suyu giriş yerlerinin incelenmesi: İTÜ Ayazağa yerleşkesi örneği
Investigation stormwater inlets in urban areas : Example of ITU Ayazaga campus
VEYSEL ONUR İÇKALE
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ALİ UYUMAZ
- Uçak kompozit yapılarında erozyon direncinin incelenmesi
Investigation of erosion resistance in aircraft composite structures
ORHAN BAYDIR
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Havacılık ve Uzay MühendisliğiEskişehir Osmangazi ÜniversitesiHavacılık Bilimi ve Teknolojileri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SELİM GÜRGEN
- Hydrogeological investigation of the central part (central sub-basin) of the Erbil basin (north of Iraq)
Erbil havzası orta bölümünün (orta alt havzası) (Irak'ın kuzeyi) hidrojeolojik incelemesi
NASHWAN JALAL SMAIL KHOSHNAW
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Jeoloji MühendisliğiFırat ÜniversitesiJeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ÖZLEM ÖZTEKİN OKAN