An exploration of numerical approaches to boltzmann equation regarding hydrodynamics
Boltzmann denklemine sayısal yaklaşımların hidrodinamik açıdan bir incelemesi
- Tez No: 582415
- Danışmanlar: PROF. DR. IŞIK HAKAN TARMAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mühendislik Bilimleri, Mechanical Engineering, Engineering Sciences
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2019
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Mühendislik Bilimleri Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 131
Özet
Lattice Boltzmann Yöntemi (LBY), Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) yöntemlerinde alternatif bir araç haline gelmiştir. Geleneksel HAD metotları, akışkanı makroskopik büyüklükler olarak tanımlayan Navier-Stokes denklemlerine dayanırken, LBY, akışkanı mesoskopik tanımıyla ele alır, böylelikle bu durum makro ve mikro ölçek arasındaki boşluğu kapatmaktadır. Genel olarak LBY, akışkan akışı simülasyonları için basit ve verimli bir çerçeve çizmektedir. Bu yaklaşımda, BGK çarpışma operatörüyle Boltzmann kinetik denklemi, kare kafes üzerinde ayrıştırılır ve hız momentleri, hız ve yoğunluk gibi makroskobik ilkel değişkenlere bağlı olan bir parçacık dağılım fonksiyonunun gelişimini hesaplamak için çözülür. Bu çalışmada, Boltzmann denklemindeki hız ayrıklaştırılması, Galerkin ve Kollokasyon yaklaşımı olmak üzere, iki ana yaklaşım ile araştırılmıştır. Bu yaklaşımlara yol açan temeller sistematik olarak masaya yatırılmış ve bir takım sayısal örnekler sunulmuştur. Bu örnekler, kanal akışı (Poiseuille), dairesel ve kare silindirler üzerindeki akış ile silindir dizilimleri üzerindeki akışları içermektedir. Mevcut analitik ve diğer sayısal yöntemler ile yapılan karşılaştırmalar tatmin edici bir uyuşma göstermektedir.
Özet (Çeviri)
The Lattice Boltzmann Method (LBM) has become an alternative tool in computational fluid dynamics (CFD) techniques. While traditional CFD methods are based on Navier-Stokes equations that describe the fluid in terms of macroscopic quantities, LBM takes a mesoscopic description of the fluid thus closing the gap between macroscale and microscale. Overall, LBM provides a simple and efficient framework for simulation of fluid flows. In this approach, Boltzmann kinetic equation with BGK collision operator is discretized over a square lattice and solved to compute the evolution of a particle distribution function whose velocity moments are connected to the macroscopic primitive variables such as velocity and density. In this study, we explore two main approaches in the velocity discretization of the Boltzmann equation, namely, Galerkin and Collocation approaches. The foundations leading to these approaches are systematically laid down and some numerical examples are presented. These examples include, plane channel (Poiseuille), flow over circular and square cylinders and flow over an array of cylinders. Comparisons with available analytic and other numerical techniques show a satisfactory agreement.
Benzer Tezler
- Nanoparçacık takviyeli epoksi malzemelerin teorik ve deneysel incelemesi
Theoretical and experimental investigation of nanoparticle reinforced epoxy materials
CAN DİKİCİOĞLU
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EKREM TÜFEKCİ
- Performance of laminated glass subjected to blast and impact loading
Patlama ve darbe yüklemesine maruz kalan lamine camın yapısal performansı
MOHELDEEN HEJAZI
Doktora
İngilizce
2024
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ SARI
- Su altı akıntı türbinlerinin hesaplamalı akışkanlar dinamiği modelinin kurulması ve farklı kanat tasarımlarının performanslarının incelenmesi
CFD modelling of marine current turbines blades and performance analysis of different blades geometries and pitch angles
MUSTAFA GÖKHAN ŞANLI
Yüksek Lisans
Türkçe
2019
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiEnerji Bilim ve Teknoloji Ana Bilim Dalı
PROF. DR. MEHMET SEDAT KABDAŞLI
- İstanbul'un Bakırköy ve Bağcılar ilçelerinde sosyo-mekansal değişim dinamikleri
Socio-spatial transformation dynamics in Bakırköy and Bağcılar districts of Istanbul
SEVGİYE SÖNMEZ ÖZDEMİR
Doktora
Türkçe
2024
Şehircilik ve Bölge Planlamaİstanbul Teknik ÜniversitesiŞehir ve Bölge Planlama Ana Bilim Dalı
PROF. DR. GÜLDEN ERKUT
- Investigating the effects of hydrogen enrichment in a partially premixed methane-air flame
Kısmi karışımlı metan-hava alevinde hidrojen zenginleştirmesinin etkilerinin incelenmesi
MEHMET KAĞAN ADIGÜZEL
Yüksek Lisans
İngilizce
2025
Havacılık ve Uzay Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞE GÜL GÜNGÖR