Geri Dön

Applications of a particle simulation approach

Bir parçacık benzetim yaklaşımının uygulamaları

  1. Tez No: 595800
  2. Yazar: İSMAİL KABAKCI
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. DEMİRKAN ÇÖKER
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Havacılık Mühendisliği, Aeronautical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2019
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Havacılık ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 94

Özet

Bu tez çalışması, basit parçacıklar için tanımlanmış bir parçacık benzetim yaklaşımından yararlanarak mühendislik problemleri için moleküler seviyede akışkan davranışını inceleme ve anlama gayesini içermektedir. İlk olarak; mevcut yöntem üzerinde kuvvet potansiyelinin önkestirimine yönelik, benzetimlerde pozisyon ve momentum gidişatlarının belirlenmesi bakımından dikkate değer bir doğruluk artışı sunan bir iyileştirme önerilmiştir. Daha sonrasında, anılan iyileştirilmiş yöntem ısıl geçişme ve tek yönlü akışkan akımı benzetimlerine uygulanmıştır. Bu yaklaşım kapsamında parçacıkların anlık hız değerleri diferansiyel denklem çözümü yerine basit cebirsel denklemler üzerinden hesaplanmaktadır. Denklemler, Newton'un İkinci Hareket Yasası ve Lennard-Jones Kuvvet Potansiyeli Teorisi temel alınarak elde edilmiştir. Farklı akışkan parçacıkları arasındaki etkileşimler için Lorentz-Berthelot Karıştırma Kuralı kullanılmaktadır. Yöntem; denge durumundaki sürat dağılımının olasılık yoğunluk işlevi, hız vektörü bileşenlerinin dağılımları ve basınçlar bakımından kontrol edilmiştir. Geçişme dinamiği kapsamında denge analizleri için parçacıkların ve hacmin ısıl özellikleri takip edilmiştir. İlave olarak, ısıl iletkenlik katsayısı hesaplanmıştır. Son olarak, tek yönlü akış koşulları altında parçacıklar etrafındaki yoğunluğun değişimi incelenmiştir. Benzetim sonuçları, sürat ve hız vektörü bileşenleri için Maxwell-Boltzmann ve Gaussian dağılım fonksiyonlarını vermektedir. Basınç hesaplama sonuçları, klasik hâl denklemi ile uyum içerisindedir. Isıl iletkenlik katsayısı mevcut deneysel veriler ile örtüşmektedir. Tek yönlü akışkan akımı benzetimlerinin sonuçları, parçacıkların artan tek yönlü akım hızı koşullarında komşu parçacıklara daha yakın olma eğilimine işaret etmektedir.

Özet (Çeviri)

The thesis is intended to utilize a particle simulation approach, introduced for simple particles, for engineering problems in order to study and understand fluid behavior at molecular level. First, an improvement in force potential estimation is proposed for the original method, which offers notable accuracy increase in simulations in terms of determination of position and momentum trajectories. Afterwards, the improved method is applied to heat diffusion and unidirectional fluid flow simulations. Within the context of the approach, instantaneous velocities of particles are calculated using simple algebraic equations instead of solving differential equations. Equations are derived from Newton's 2nd Law of Motion and Lennard-Jones Force Potential Theory. For interactions taking place between unlike particles, Lorentz-Berthelot Combination Rule is used. The method is checked in terms of probability density function of speed distribution, distribution of velocity vector components and pressures at equilibrium state. In the scope of diffusion dynamics, thermal characteristics of particles and volume are tracked in order to perform equilibrium analyses. Furthermore, thermal conductivity coefficient is calculated. Finally, the variation of density between particles is investigated under unidirectional flow condition. Simulation results give Maxwell-Boltzmann and Gaussian distribution functions in terms of speed and velocity components respectively. Results on pressure calculation compromise with the classical equation of state. Thermal conductivity coefficient agrees with the experimental data. According to the unidirectional fluid flow simulations, the results imply the tendency of particles to stay closer with increasing unidirectional flow velocity.

Benzer Tezler

  1. Arazi verisine dayalı konumlandırma ve seyrüsefer sistemi tasarlanması

    Development of a terrain referenced localization and navigation system

    HİKMET YİĞİT

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2012

    Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolHava Harp Okulu Komutanlığı

    Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. GÜRAY YILMAZ

  2. Numerical simulation of multiphase flows under electrohydrodynamics effects

    Elektrohidrodinamik etkiler altında çok fazlı akımların sayısal simülasyonu

    AMIN RAHMAT

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2017

    Mekatronik MühendisliğiSabancı Üniversitesi

    Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MEHMET YILDIZ

  3. Bakır alaşımları esaslı anti-bakteriyel yüzey kaplamalarının üretimi ve karakterizasyonu

    Anti-bacterial efficacy of wire arc sprayed copper alloy coatings against various pathogens

    SAMİ ARDA KOCAMAN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2022

    Klinik Bakteriyoloji ve Enfeksiyon Hastalıklarıİstanbul Teknik Üniversitesi

    Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ÖZGÜL KELEŞ

  4. Simulation of a toroidal gantry for proton therapy by fluka

    Proton terapide kullanılacak toroidal gentrinin fluka ile benzetimi

    MOSLEH ALI MOHAMMAD

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2024

    Fizik ve Fizik MühendisliğiSakarya Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MEHMET BEKTAŞOĞLU

  5. Determination of energy dependent total macroscopic cross-sections of different materials using the Monte Carlo method

    Farklı materyallerin enerjiye bağlı toplam makroskopik tesir kesitlerinin Monte Carlo yöntemiylebelirlenmesi

    DENİZ ATLI

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2023

    Nükleer MühendislikMarmara Üniversitesi

    Fizik Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ TAYFUN AKYÜREK

    PROF. DR. KADİR ESMER