Molecular dynamics study of water-hBN nanofluid
Su-hBN nanoakışkanlarının molekuler dinamik çalışması
- Tez No: 503461
- Danışmanlar: DOÇ. DR. HAKAN ERTÜRK, YRD. DOÇ. DR. JEREMY KYLE MASON
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Makine Mühendisliği, Mühendislik Bilimleri, Mechanical Engineering, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2018
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Boğaziçi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 183
Özet
Bu çalışmada nanoakışkanların moleküler dinamik simülasyonu yapılmış ve nano-boyutlardaki termomekanik mekanizmaların ortaya çıkarılması amaçlanmıştır. Yüksek ısıl iletkenlik ve sınırlı vizkozite artışı, bu yeni nesil nanomalzemelerin ısı-akışkan ve nanobilim literatürünün son yıllardaki popüler araştırma konularından biri olmasını saglamış ve birçok uygulamada kullanılması için potansiyel yaratmıştır. Nanoakışkan problemi nanomekanik bir perspektiften ele alınmış ve ilgili fiziksel olguları belirlemek ve ölçmek için moleküler dinamik simülasyonları kullanılmıştır. Nanoakışkan konseptini ve literatürdeki metotların yeterliliklerini anlayabilmek için ilk olarak bir su-bakır nanoakışkan sistemi modellenmiştir. Bu sistem ve saf su sisteminde Green-Kubo formalizmi, nanoakışkandaki ısıl iletkenlik ve vizkozite artışları ve nanoparçacıkların Brownian hareketinin ısıl iletkenlige etkisi nümerik olarak çalışılmış ve deneysel verilerle karşılaştırılmıştır. Ayrıca su-hegzagonal bor nitrat nanoakışkan sistemi de çalışılmış, fakat modellere daha isabetli bir matematiksel altyapı oluşturmak için potansiyel fonksi-yon geliştirilmesi hedeflenmiştir. Bu amaçla hegzagonal bor nitrat katmanları arası etkileşimler ve su ile hegzagonal bor nitrat yüzey etkileşimleri güncel kuantum simülasyon sonuçları ve deney verilerinden yararlanılarak matematiksel olarak tanımlanmıştır. Hegzagonal bor nitratın termomekanik özellikleri bu potansiyeller kullanılarak isabetli bir şekilde hesaplanmıştır. Su-hegzagonal bor nitrat arayüzey dinamikeri yüzeydeki ısı iletimi açısından tartışılmıştır. Ayrıca dengede olmayan moleküler dinamik analizleri için yeni bir sıcaklık hesaplama prosedürü literatüre tanıtılmış ve rijit ve esnek su modelleri ile test edilmiştir. Ortotropik nanoparçacıklardaki topaklanma mekanizmalarını simülasyonlar ile incelemek için yeni bir metot onerilmiş ve yöntem nano-akışkanların mikroskop görüntülerine dayandırılmıştır.
Özet (Çeviri)
This study considers the molecular simulations of nanofluids and the goal is to investigate the thermomechanical mechanisms in nanoscale thermal transport. The enhanced thermal conductivity and limited shear viscosity increase is the fundamental phenomena that makes nanofluids as a hot research topic of the recent thermal-fluid and nanoscience literature, and a potential novel complex liquids for variety of applications. The nanofluid problem has been studied from the nanomechanical point of view and molecular dynamics simulations are used to investigate the physical aspects. A water-copper system has been modelled as a benchmark study to understand the nanocolloid concept and the capacity of existing methodologies. Green-Kubo formalism, pure water system, thermal enhancement and viscosity increase of water-copper nanofluids and Brownian motion effect has been studied and compared with the experimental results. Potential function improvement has been aimed for a water-hexagonal boron nitride system to obtain a robust mathematical foundation for the molecular dynamics simulations. Therefore, interlayer interactions of hexagonal boron nitride and interface interactions at the water-hexagonal boron nitride interface have been formulated using recent quantum simulation results and experimental data. Thermomechanical properties of hexagonal boron nitride have been accurately estimated using simulations with derived potentials, and water-hexagonal boron nitride interfacial dynamics have been discussed for the interfacial thermal transport. A new temperature calculation algorithm for non-equilibrium simulations has been introduced and tested for rigid and flexible water model. A new approach has been preliminarily developed to study the agglomeration in nanofluids with orthotropic nanoparticles using simulations and experimental images.
Benzer Tezler
- Molecular dynamics study of macromolecular motions and polypeptide helical stabilites in solution
Başlık çevirisi yok
PEMRA DORUKER
- A comparative molecular dynamics study of methylation state specificty of JMJD2A
JMJD2A enziminin metilasyon spesifisitesinin karşılaştırmalı moleküler dinamik çalışması
ÖZLEM ULUCAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2009
BiyomühendislikKoç ÜniversitesiHesaplamalı Bilimler ve Mühendislik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. BURAK ERMAN
- Suyun özelliklerinin teorik bir çalışması: Moleküler kümelerden sıvı yapıya
A theoretical study of the properties of water: From molecular clusters to liquid structure
MİNE AK
Doktora
Türkçe
2016
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÖNÜL BAŞAR
PROF. DR. ZEHRA AKDENİZ
- Multi-scale study of the dynamics of self-organizing molecular systems
Kendi kendine örgütlenen moleküler sistemlerin dinamiğinin çok-ölçekli incelenmesi
GÖKHAN KAÇAR
- Determination of effect of hydrogen on aluminium and its alloys by experimental studies and molecular dynamic simulations
Hidrojenin alüminyum ve alaşımları üzerindeki etkisinin deneysel çalışmalar ve moleküler dinamik simülasyonlar ile belirlenmesi
AHMET TIĞLI
Doktora
İngilizce
2024
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMetalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. DERYA DIŞPINAR