Nonlinear evolution of the interface between two immiscible fluids in a micro channel subjected to an electric field
Bir mikro kanalda akmakta olan karışmayan iki akışkanın arayüzeyinin elektrik alan etkisinde lineer olmayan gelişimi
- Tez No: 459392
- Danışmanlar: DOÇ. DR. ABDULLAH KEREM UĞUZ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Kimya Mühendisliği, Chemical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2016
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Kimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu çalışmada, bir mikro kanalda basınç farkı sebebiyle akmakta olan karışmayan iki Newtonyen yarı iletken akışkanın arasındaki arayüzeyin doğrusal olmayan gelişimi, arayüzeye dik olarak uygulanan bir elektrik alanının varlığında incelenmektedir. Arayüzey pozisyonu ve yüzey yük yoğunluğu için gelişim denklemleri uzun dalga analizi kullanılarak elde edilmektedir. Gelişim denklemleri, zaman ve pozisyon türevleri için sırasıyla Fourier dönüşümü ve 4. derece Runge-Kutta formülasyonu kullanan bir nümerik yöntemle çözülmektedir. Sonuçlar, basınca dayalı akışın, arayüzeyin kanal duvarlarına ulaşmasını engellediğini ve aynı zamanda arayüzeyde simetrinin yok olmasına sebep olduğunu göstermektedir. Akışın kuvvetlenmesi arayüzeyin maksimum ve minimumu arasındaki dikey farkın, bir başka deyişle arayüzeyin genliğinin azalmasına sebep olmaktadır. Lineer teorinin gösterdiği gibi arayüzeyin gelişimi ilk zamanlarında akışın varlığından ya da kuvvetinden etkilenmemektedir. Akışın etkisine ek olarak derinlik, viskozite ve iletkenlik oranlarını, ve boyutsuz sayılar olan elektrik sayısını ve akışkan zaman ölçeğinin elektrik zaman ölçeğine oranını içeren bir parametrik çalışma yapılmaktadır. Elektrik sayısını arttırmak akışın kuvvetini arttırmanın tam aksine daha yüksek genlikli ve daha simetrik arayüzeylerin gözlemlenmesine sebep olmaktadır. Parametrik çalışma aynı zamanda viskozite oranı sabitken en büyük arayüzey genliğine, hız profilinin maksimumu düz arayüzeyde olduğunda ulaşıldığını ortaya çıkarmaktadır.
Özet (Çeviri)
In this work, the nonlinear evolution of the interface between two immiscible, Newtonian, leaky dielectric fluids in a micro channel subjected to a pressure-driven base flow in the presence of an electric field applied normal to the interface is investigated. The long wave analysis of the interface is performed and the evolution equations of the interface position and the surface charge density are derived. The evolution equations are solved using a numerical procedure, in which the Fourier transform and the 4th order Runge-Kutta formulation are used to discretize the space and the time derivatives, respectively. A major result indicates that the presence of a pressure-driven base flow prevents the interface from reaching the walls of the channel and also results in loss of symmetry of the interface. Stronger base flow reduces the vertical distance between the maximum and the minimum of the interface, i.e. the amplitude of the interface. As linear theory suggests, the early times of the evolution of the interface do not depend on the presence or the strength of the base flow. In addition to the base flow analysis, a parametric study, which involves the depth, the viscosity and the conductivity ratios, and the dimensionless groups, namely the electric number and the ratio of the fluid to electric time scales, is conducted. It is revealed that increasing the electric number leads to a more symmetrical interface position profile with a larger amplitude, which means that it has the exact opposite effect on the interface compared to the strength of the base flow. The parametric study also shows that when the viscosity ratio is constant, the largest interface amplitude occurs for the depth ratio that gives a base state velocity profile, for which the maximum is at the flat interface between the fluids.
Benzer Tezler
- Dokuma kumaşlarda örgü tipinin ham kumaşın boyutları ve geometrik özellikleri üzerindeki etkilerinin araştırılması
Başlık çevirisi yok
EMEL ÖNDER
Yüksek Lisans
Türkçe
1985
Tekstil ve Tekstil MühendisliğiEge ÜniversitesiTekstil Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. GÜNGÖR BAŞER
- Çorum toprak sanayii malzeme sahası olarak Sazköy killerinin etüdü
The Investigation of the Sazköy clays as meterial deposit for Çorum brick and the industry
METİN ARSLAN
Yüksek Lisans
Türkçe
1987
İnşaat MühendisliğiGazi ÜniversitesiYapı Eğitimi Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. RECEP KILIÇ
- Bitlis-Zağros bindirme ve kıvrımlı kuşağının sismotektonik özellikleri
Başlık çevirisi yok
HALUK EYİDOĞAN
- Merkezsel ve dışmerkezsel çapraz elemanlı çerçeve yapıların statik ve deprem yüküne göre optimum tasarımı
Optimum desing of concentrically and eccentrically braced frames under static and earthquake loading
F.GÜLTEN GÜLAY
- İç ve dış yöneltme elemanlarının bilinmesi durumunda uzaysal kestirme problemlerinin çözümü ve yersel fotogrametride uygulama olanaklarının araştırılması
The Investigation of the solution of spatial intersection problems and the application possibilities on terrestrial photogrammetry in the case of interior and exterior orientation parameters are known
HÜSEYİN GAZİ BAŞ