Rayleigh-Bénard taşınım ile titreşimli akışın etkileşiminin sayısal analizi
Numerical analysis of the interaction mechanism between Rayleigh-Bénard convection and oscillatory flow
- Tez No: 371100
- Danışmanlar: DOÇ. DR. MURAT KADRİ AKTAŞ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2014
- Dil: Türkçe
- Üniversite: TOBB Ekonomi ve Teknoloji Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 133
Özet
Bu tez çalışmasında, iki boyutlu, basık dikdörtgen şeklinde, alt duvarı sabit sıcaklık sınır şartı ile ısıtılan, üst duvarı yine bu sınır şartı ile soğutulan, yan yüzeyleri ise termal olarak yalıtılmış kapalı bir ortamda Rayleigh-Bénard taşınım ile titreşimli akışın etkileşimi sayısal olarak incelenmiştir. Literatürde yalın olarak Rayleigh-Bénard taşınım ve yalın olarak titreşimli akışı deneysel ve teorik olarak inceleyen birçok çalışma mevcuttur. Ancak, Rayleigh-Bénard taşınıma uygulanan titreşimin akış ve ısı transferi karakteristikleri üzerindeki etkisi bilindiği kadarıyla daha önce incelenmemiştir. Simülasyonlarda kullanılan kapalı geometrinin uzunluk/yükseklik oranı 4 olarak seçilmiştir. Kapalı ortam hava ile doludur, Pr sayısı 0.71'dir. Farklı Rayleigh sayıları için simülasyonlar yapılmış, kapalı ortam içerisindeki akış Navier-Stokes denklemlerinin tamamen sıkıştırılabilir formu ve ideal gaz denklemi dikkate alınarak çözümlenmiştir. Korunum denklemleri, sonlu hacimler metodu ve açık formülasyona dayalı akı-düzeltmeli taşınım algoritması (FCT) kullanılarak çözümlenmektedir. Kapalı ortam içerisindeki titreşimin etkisi ise, sol duvara belirli frekans ve genlikte titreşim verilerek analiz edilmiştir. Duvar titreşiminin frekansı, kapalı ortam boyunca en düşük akustik modda duran dalga yayacak şekilde seçilmektedir. Yalın olarak titreşim ve yalın olarak Rayleigh-Bénard taşınım için elde edilen hız vektörleri, sıcaklık ve basınç dağılımları literatür ile uyum içerisindedir. Elde edilen veriler titreşimli akışın Rayleigh-Benard taşınımı önemli ölçüde etkilediğini göstermektedir.
Özet (Çeviri)
In the present study, effects of oscillatory driven flow on Rayleigh – Benard convection are investigated numerically in a two-dimensional shallow enclosure. The enclosure is isothermally heated from the bottom surface and top surface is kept at isothermal initial temperature. Two side walls are thermally insulated. Pure Rayleigh-Bénard convection and pure oscillatory flows have been the subject of several investigations by using both experimental and theoretical methods. To our best knowledge, the influence of vibrating side wall on classical Rayleigh-Bénard convection has not been studied. The aspect ratio of enclosure (L/H) is considered as four and enclosure is filled with air, Pr number is 0.71. Simulations were performed for various Rayleigh numbers. Fully compressible form of the Navier-Stokes and energy equations are considered to compute the interaction of oscillatory and gravitational flow fields. A control-volume method based, explicit time-marching Flux-Corrected Transport (FCT) Algorithm is used to simulate the transport phenomena in the enclosure. The oscillatory motion of air is driven by the harmonic vibration of the left wall at various frequencies and amplitudes. The frequency of the vibrating left wall was chosen as to create a standing wave motion at first fundamental mode in the enclosure. The results of test case for pure Rayleigh-Bénard convection and pure oscillatory flow with unheated enclosure are compared with the existing literature for the validation of the algorithm utilized. It is found that the oscillatory fluid motion significantly changes the transient behavior of the thermal transport in the enclosure compared to the pure Rayleigh-Bénard convection.
Benzer Tezler
- Numerical investigation of convective-diffusive transport using the smoothed particle hydrodynamics technique
Taşınımsal-yayınımsal iletimin düzleştirilmiş parçacık hidrodinamiği yöntemi ile sayısal olarak araştırılması
MUSTAFA ENGİN DANIŞ
Yüksek Lisans
İngilizce
2012
Makine MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ALİ ECDER
YRD. DOÇ. DR. MEHMET ORHAN
- Direct numerical simulation of liquid flow in a horizontal microchannel
Sıvı akışkanların düzlemsel mikro kanalda doğrudan sayısal simülasyonu
CENK EVREN KÜKRER
Yüksek Lisans
İngilizce
2005
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Bölümü
Y.DOÇ.DR. İLKER TARI
- Numerical study of Rayleigh Benard thermal convection via solenoidal bases
Solenoidal bazlarla Rayleigh Benard ısı konveksiyonu üzerine sayısal çalışma
CİHAN YILDIRIM
Doktora
İngilizce
2011
Mühendislik BilimleriOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMühendislik Bilimleri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. HAKAN I. TARMAN
- Periyodik sınır koşulları altında bir ince bölge probleminin çözüm özelliklerinin incelenmesi
Analysis of the properties of the solutions of a thin domain problem under periodic boundary conditions
MUHARREM ÖZLÜK
- Investigation of self-organisation in the Bénard Experiment based on micro-scale simulation
Bénard Deneyinde öz-örgütlenmenin mikro-ölçekli benzetimle incelenmesi
EMRE KAYA
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Elektrik ve Elektronik MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiSistem ve Kontrol Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YAĞMUR DENİZHAN
