Numerical and analytical investigation of aerosol acoustics through ducts
Kanallardaki aerosol akustiğinin sayısal ve analitik incelenmesi
- Tez No: 474949
- Danışmanlar: PROF. DR. MEHMET ÇALIŞKAN
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2017
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tezin amacı, içinde hava ve su damlacıkları (aerosol olarak nitelenen) olan silindirik kesitli bir kanaldaki ses yayılım problemini, sistemin akustik sönümleme ve saçınım parametrelerini bulmak amacı ile çözebilecek sayısal bir kod geliştirmektir. Literatürde temel aerosol problemlerinin sınırlı çözümleri için çeşitli analitik yaklaşımlar mevcuttur; fakat daha karmaşık problemleri çözmek için bu sınırlamaların kaldırılması gerekir. Bu çalışmada, çift fazlı yaklaşım aerosol akustiğindeki üstünlüğünü sebebiyle diğerleri arasından referans teori olarak seçilmiştir. Bu tez kapsamında geliştirilmiş olan 1-B ve 3-B (eksenel simetrik) kodlar, frekans uzayında sonlu farklar yöntemine dayanmaktadır ve Perfectly Matched Layers (PML) denklemleri giriş ve çıkış sınırlarını tanımlamak için kullanılmıştır. Kodlar, ilgili analitik sonuçlar ile doğrulanırken mevcut teorik çözümler, ortalama akış ve 3-B (eksenel simetrik) durumları için genişletilmiştir. 1-B çözümlerinin sonuçlarına göre sonlu kütle yüklemesinin sönümleme üzerindeki etkisi doğrusal ilişkili değildir. Dahası; ortalama akışın etkisi, konsantrasyon seviyesine ve akış yönüne göre sönümleme üzerinde nispeten farklı davranışlara sahiptir ve akustik dağılımın (dispersion) ortalama akış ve konsantrasyon seviyesine bağımlılığı, tüm frekanslar için benzer değildir. Öte yandan 3-B çözüm, 1-B karşılıkları ile aralarındaki farklılıklar vurgulanarak yüksek dereceli kanal modları ve empedans duvar koşulları için analiz edilmiştir. Son olarak, 3-B sonuçlar aerosol parametrelerinin kanalın kesme (cut-off) frekansları üzerinde ilginç bir şekilde önemli etkiye sahip olduğunu göstermektedir.
Özet (Çeviri)
The aim of this thesis is to develop a numerical approach which can solve the sound propagation problem in air-filled circular duct containing water droplets (regarded as an aerosol) in order to obtain acoustic absorption and dispersion characteristics of the system. There exist several analytical approaches in literature for treatment of basic aerosol problems with certain limitations; however; in order to solve rather complex cases, these limitations must be handled and worked out. In this study, a coupled phase approach is chosen due to its superiority for aerosol acoustics among others. The developed codes in 1-D and 3-D (axisymmetric) forms are based on finite difference method in frequency domain. Perfectly Matched Layers (PML) equations are adopted for inlet and outlet boundaries. The codes have been validated with the corresponding analytical results, while existing analytical solutions are extended to cover the cases of mean flow and 3-D (axisymmetric) cases. Results of 1-D solutions have shown that the effect of finite mass loading on attenuation is not linearly proportional. Furthermore; the effect of mean flow has relatively different behavior on attenuation with respect to concentration level and flow direction. The dependency of dispersion on the mean flow and the concentration level is not similar for all frequencies. On the other hand, the 3-D solution has been analyzed for higher order duct modes and impedance wall conditions, emphasizing on the discrepancies between 1-D cases. Last but not the least, 3-D results show that aerosol parameters interestingly have significant effect on the cut-off frequencies of the duct.
Benzer Tezler
- Freezing fog microphysics and visibility over complex terrain based on cfact field campaign
Donan sis mikrofiziğinin ve görüş mesafesinin dağlik alanlarda cfact proje verileri kullanilarak analizi
ONUR DURMUŞ
Doktora
İngilizce
2025
Meteorolojiİstanbul Teknik ÜniversitesiMeteoroloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ORHAN ŞEN
- Analytical and numerical investigation of uniformly loaded simply supported circular plates
Düzgün yayılı yük altındaki basit mesnetli dairesel plakların analitik ve sayısal yöntemlerle incelenmesi
AQEEL NAJDET NASRET CORAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2014
İnşaat MühendisliğiAtılım Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TOLGA AKIŞ
- Analytical and numerical ınvestigation of a droplet evaporation in convective environments
Konvektif ortamlarda damlacik buharlaşmasinin analitik ve sayisal olarak incelenmesi
FARAZ SALIMNEZHAD
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Makine MühendisliğiKoç ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. METİN MURADOĞLU
- Analytical and numerical investigation of whirl flutter
Dönme çırpınmasının analitik ve sayısal yöntemlerle incelemesi
MUSA KÜÇÜKALİ
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiSavunma Teknolojileri Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SEHER EKEN
- Analytical and numerical investigation on increasing shooting range with muzzle brake optimization of MPT-76 light machine gun
MPT-76 hafif makinalı tüfeğin namlu freni optimizasyonu ile atış menzili arttırılmasının analitik ve sayısal olarak incelenmesi
HAKAN DİLBAZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Makine MühendisliğiMarmara ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BÜLENT EKİCİ