Numerical investigation of convective-diffusive transport using the smoothed particle hydrodynamics technique
Taşınımsal-yayınımsal iletimin düzleştirilmiş parçacık hidrodinamiği yöntemi ile sayısal olarak araştırılması
- Tez No: 325602
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ALİ ECDER, YRD. DOÇ. DR. MEHMET ORHAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2012
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 91
Özet
Bu tezde, Sıkştırılamayan Düzleştirilmiş Parçacık Hidrodinamiği (ISPH) tekniği, birçok taşınımsal-yayınımsal iletim probleminin sayısal analizi için uygulanmıştır. İlk olarak, SPH'deki uygulamaların ve gelişmelerin kısa bir özeti verilmiştir. Sonrasında, SPH metodolojisi sunulmuştur. Sıkça kullanılan yüksek mertebeden SPH yaklaştırım yöntemleri üzerine detaylı bir tartışma yapılmış ve izotermal akışlar için geliştirilmiş olan izdüşüm yöntemlerinin ısıl ve çifte yayınımlı akışlar için genişletilmesi tanıtılmıştır. Tez çalışması esnasında geliştirilen kod, kapak tahrikli kare oyuk akışı ve girdap sönümü gibi izotermal akışlar için doğrulatılmıştır. Ayrıca, SPH hesaplamalarının hassasiyetinin üst limitini test etmek için ağ temelli ISPH yaklaşımı önerilmiştir. Ağ temelli ISPH, kare bir oyuktaki doğal taşınım problemine uygulanmış ve sonuçlar literatürde varolan sonuçlar ile kıyaslanmıştır. Ağ temelli ISPH gibi, ağsız ISPH kodu da doğal taşınım problemlerini çözmek için kullanılmıştır. Rayleigh-Benard taşınımı çalışılmış ve çoklu çözüm durumları elde edilmiştir. Ek olarak, kararsızlık başlangıcındaki çoklu hücresel ve salınımlı akış yapıları gözlemlenen doğal taşınım problemleri araştırılmıştır. Doğal taşınım haricinde, ISPH kodu çifte yayınınım problemlerine de uygulanmıştır. Çifte yayınım bakımından, ISPH'nin performansı ?Destekleyen? ve ?Karşı? akışlar için gösterilmiştir. Bunlara ek olarak, ISPH kodu iki fazlı akışlara da uygulanmıştır. İki fazlı akışlar kapsamında, arayüzeylerin topolojik değişimleri ve Rayleigh-Taylor kararsızlık problemi simule edilmiştir. İki fazlı akışlar için elde edilen ISPH sonuçları Düzey Kümesi Yöntemi ile elde edilen sonuçlar ile kıyaslanmıştır.
Özet (Çeviri)
In this thesis, Incompressible Smoothed Particle Hydrodynamics (ISPH) technique is implemented to analyze various convective-diffusive transport problems numerically. First of all, a brief summary of applications and developments in SPH is given. Then, SPH methodology is presented. A detailed discussion on frequently used high order SPH approximation schemes is made and an expansion of existing projection methods developed for isothermal flow to non-isothermal and double-diffusive flows is introduced. The code developed during this thesis study is validated for isothermal problems such as lid-driven cavity and vortex spin-down. Furthermore, in order to test the upper limit of accuracy of SPH computations, a grid-based ISPH approach is proposed. Grid-based ISPH is applied to natural convection in a square cavity problem and the results are compared to the data available in the literature. Similar to gridbasedISPH code, meshless ISPH code is used to solve natural convection problems. Rayleigh-B´enard convection is studied and multiple states of the solutions are obtained. Moreover, natural convection is investigated at the onset of instability in which multicellular and oscillatory flow patterns are observed. Apart from natural convection, ISPH code also introduced to double-diffusive transport problems. In terms of double-diffusion, ISPH performance in aiding and opposing flows are provided. Furthermore, ISPH code is also implemented to two-phase flows. In the context of two-phase flows, topological changes of the interfaces and Rayleigh-Taylor instability problems are simulated. ISPH results for two-phase flow are compared to results obtained by Level Set Method.
Benzer Tezler
- Nemli havadaki su buharı yoğuşmasının sayısal olarak incelenmesi
Numerical investigation of water vapour condensation from humid air
CİHAT GÜNAY
Yüksek Lisans
Türkçe
2014
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ FERİDUN ÖZGÜÇ
- Laminar akışlı adyabatik boru reaktörünün teorik incelenmesi
A Theoretical investigation of the laminar flow adiabatic tubular reactor
ALİ KEMAL YAKUT
- Tabakalı körfezlerdeki su kütlesi hareketlerinin belirlenmesi ve İzmit Körfezi'ne uygulanması
Determination of water body movement in stratified bays and its application to the İzmit Bay
EMEL İRTEM
Doktora
Türkçe
1991
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Ana Bilim Dalı
PROF.DR. İSTEMİ ÜNSAL
- Pasif sistemlerde türbülanslı doğal taşınım
Turbulent naturel convection in passive systems
SEYHAN UYGUR
- Gemi kargo tanklarında doğal taşınımla olan ısı geçişinin sayısal ve deneysel olarak incelenmesi
Numerical and experimental investigation of natural convection heat transfer in ship cargo tanks
KORAY ŞAHİN
Doktora
Türkçe
2022
Gemi Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi İnşaatı ve Gemi Makineleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SELMA ERGİN