Modeling of droplet motion on textured surfaces
Dokulu yüzeylerde damlacık hareketi modellemesi
- Tez No: 695693
- Danışmanlar: ASSOC. DR. EMİNE YEGAN ERDEM
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İhsan Doğramacı Bilkent Üniversitesi
- Enstitü: Mühendislik ve Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 59
Özet
Bu tezde do ̆grusal olmayan bir rezonat ̈or modeli kullanarak dokulu bir man- dal u ̈zerindeki bir damlacık hareketi a ̧cıklanmaktadır. Dokulu mandal, u ̈zerine yerle ̧stirilen bir damlacık u ̈zerinde net yu ̈zey gerilim gradyanı olu ̧sturan yarı daire- sel su ̈tun dizisinden olu ̧sur. Dikey bir titre ̧sim uygulandı ̆gında, histerezis a ̧sılır ve damlacık yerel du ̈ ̧su ̈k enerji bariyerine do ̆gru hareket eder; ancak, dokunun tekrarlayan yapısı nedeniyle, pistin sonuna kadar hareket etmeye devam eder. Damlacık hareketi dikey salınımın genli ̆gine ve frekansına bag ̆lıdır ve bu ba ̆gımlılık dog ̆rusal de ̆gildir. Bu nedenle, bu hareketi temsil etmek ic ̧in tamamen analitik bir ̧co ̈zu ̈m bulmak o ̈nemsiz deg ̆ildir. Sonu ̧c olarak, damlacık hareketi hala daha fazla ara ̧stırılması gereken bir konu olarak kalmaktadır. Bu ̧calı ̧smada, yu ̈zeylerdeki damlacık hareketini modellemek i ̧cin bir temel olarak ̧cift sarka ̧cın faydasını de- taylandırıyoruz. Damlacık hareketine benzer ̧sekilde, ̧cift sarka ̧c gibi rezonato ̈rler basit ancak dog ̆rusal olmayan sistemlerdir. Ayrıca, ters ̧cift sarka ̧c hareketi, dokulu cırcırlardaki damlacık hareketinde de go ̈zlenen iki faz hareketi ve c ̧ift tepe hareketi gibi temel o ̈zelliklere sahiptir. Bu tezde, bu iki sistem arasındaki benz- erlig ̆i hem niteliksel hem de niceliksel olarak vurgulamak i ̧cin veri i ̧sleme model- leri geli ̧stirilmi ̧stir. Bu kar ̧sıla ̧stırmayı olu ̧sturduktan sonra, bir mandal yolundaki bir damlacık hareketini ba ̧sarıyla simu ̈le etmek i ̧cin hareketli bir arabaya monte edilmi ̧s ters bir ̧cift sarka ̧c kullanan bir model o ̈nerilmektedir. Bu metodoloji, damlacık dinamiklerini daha derinlemesine anlamak i ̧cin yararlı olacak dog ̆ru bir damlacık hareket modelleme yakla ̧sımı geli ̧stirmeyi sa ̆glayacaktır.
Özet (Çeviri)
We describe the motion of a droplet on a textured ratchet track using a non- linear resonator model. A textured ratchet track is composed of semi-circular pillar array that induces a net surface tension gradient on a droplet placed on it. When a vertical vibration is applied, hysteresis is overcome, and the droplet moves towards the local lower energy barrier; however, due to the repetitive structure of texture, it keeps moving until the end of the track. The droplet motion depends on the amplitude and frequency of the vertical oscillation, and this dependence is nonlinear. Therefore, finding a fully analytical solution to represent this motion is not trivial. Consequently, the droplet motion still remains as a topic that needs further investigation. In this study we elaborate on the utility of double- pendulum as a basis for modeling the droplet motion on surfaces. Similar to the droplet motion, resonators, such as double pendulum, are simple, yet non-linear systems. Moreover, inverted double pendulum motion has key characteristics such as two phase motion and double peak motion, which are also observed in the droplet motion on textured ratchets. In this thesis, data processing models are developed to highlight the similarity between these two systems both qualitatively and quantitatively. After establishing this comparison, a model is proposed that utilizes an inverted double pendulum mounted on a moving cart to successfully simulate the motion of a droplet on a ratchet track. This methodology will lead to developing an accurate droplet-motion modeling approach which will be useful to understand droplet dynamics in more depth.
Benzer Tezler
- Simulations of droplet impacts on hydrophobic moving walls
Hidrofobik hareketli duvarlara damlacık çarpma simülasyonları
HOSEIN HEIDARIFATASMI
Yüksek Lisans
İngilizce
2017
Makine MühendisliğiÖzyeğin ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. ÖZGÜR ERTUNÇ
- CFD simulation of multiphase sulphur removal reactor SAMUM
SAMUM multifaz kükürt temizleme reaktörünün CFD simülasyonu
MERT ERDOĞAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2016
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HÜSNÜ ATAKÜL
- Fundamental understanding of turbulent combustion in droplet-laden mixtures using direct numerical simulations
Damlacık yüklü karışımlarda türbülanslı yanmanın direk sayısal analiz yöntemi kullanılarak incelenmesi
GULCAN OZEL EROL
Doktora
İngilizce
2021
Makine MühendisliğiUniversity of Newcastle upon TyneMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. NILANJAN CHAKRABORTY
- Püskürtmeli kurutmada sürekli faz ve damlacıkta ısı-kütle ve momentum transferinin eş zamanlı olarak modellenmesi
Modelling of simultaneous heat-mass and momentum transfer of continuous phase and droplet in the spray dryer
BANU KOÇ
Doktora
Türkçe
2014
Gıda MühendisliğiEge ÜniversitesiGıda Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. FİGEN ERTEKİN
- Direkt püskürtmeli bir dizel motorunda hava ve damlacık hareketlerinin modellenmesi
Modelling of in-cylinder air and motions of droplets in a direct-injection diesel engine
HALUK ÇELİK