Uyarlanabilir ağ yapısı ile üç boyutlu ince damla hareketi simülasyonu
Simulation of three-dimensional slender droplet motion with adaptive mesh refinement
- Tez No: 748714
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ UMUT CEYHAN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2022
- Dil: İngilizce
- Üniversite: İzmir Katip Çelebi Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 109
Özet
Damlacıklar bir yüzey üzerinde hareket ederken değişken yapılar gözlenir; çıkıntı, köşe oluşumu, incilenme, tutunma/serbest kalma gibi oluşumlar bunlara örnektir. Üç boyutlu ince damla yapılarının çeşitli yüzeylerde analizini yapmak için sonlu elemanlar metodu(SEM) temelli bir çözücü geliştirildi. Doğru sonuçları makul hesaplama zamanında elde edebilmek için dengelenmiş, yüzeyleri uyumsuz ve ön yüklemeli dördün ağaç veri yapılı uyarlanabilir ağ yapısı, hesaplama gücümüzü temas hattı gibi beliri bölgelerde odaklamak için SEM çözücümüz içerisine gömüldü. Bulunan sonuçlar Tanner ve capillary katsayısı ile statik değme açısı arasındaki doğrusallığı belirten Cox-Voinov yasası ile doğrulandı. Çıkıntı, köşe oluşumu ve incilenme gibi karmaşık oluşumların gözlemlendiği düz yüzeyler dahil çeşitli problemler yerçekimsel ve yüzey gerilimi kuvvetlerinin baskınlığını ölçen boyutsuz Bond sayısına(Bo) bağlı olarak incelendi. Yüzeye topografya eklenmesi bu tür damla oluşumlarını hızlandırabilir. Bunun incelenmesi için kimyasal olarak homojen eğimli sinusoidal bir yüzeye damlacık yerleştirildi ve çeşitli topografya biçimi ve Bond sayısı için gerileyen temas hattındaki hapsedilmiş kalıntı damlacıklar gözlemlendi. Hapsedilme miktarı yada kalıntı damlacıkların hacminin küçük Bond sayıları ve kısmen eğimli topografya için azaldığı sonucuna varıldı. Bir damlacığı büyük Bond sayılarında bile yüzeye hapsedip tutunmasını sağlamak için sarp ve sık basamakların olması gerektiği gözlemlendi.
Özet (Çeviri)
While droplet moves over surfaces, various structures are observed; cusp and corner formation, pearling, pinning/depinning, to name a few. We develop a finite element method (FEM) based solver to analyze three-dimensional motion of slender droplets over several substrates. To get accurate results within a feasible computation time, an adaptive mesh refinement (AMR) based on non-conformal, balanced and preload quadtree mesh structure is embedded within our quadratic FEM solver to focus our computational power on specific regions like contact lines. We validate our solver with the power-law of Tanner and Cox-Voinov law which is the linear relation of static contact angle and capillary number (Ca). We analyze various problems including flat substrates where complex formations such as cusps, pearls and rivulets are observed depending on the dimensionless bond number (Bo), which is the measure of prepotency between gravitational and surface tension forces. Addition of roughness to surface can expedite such droplet formations. To investigate that we placed a droplet on chemically homogeneous inclined substrate with a sinusoidal cell, and we observed trapped residual droplets at the receding contact line for a various topography configuration and Bond number. We conclude that either entrapment frequency or the volume of residual droplet is decreasing for small Bond numbers and middling slope topographies. We observe that steep and frequent cells are required to trap and pin a droplet to surface even for high Bond numbers.
Benzer Tezler
- Synthesis and design of graphene-based nanostructure as an electromagnetic wave absorbing material
Elekromanyetik dalga soğurucu bir malzeme olarak grafen tabanlı nanoyapı sentezi ve tasarımı
GÜLPERİ FEYZA YAVUZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Metalurji Mühendisliğiİzmir Katip Çelebi ÜniversitesiMalzeme Bilimi ve Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. FETHULLAH GÜNEŞ
- Fake news classification using machine learning and deep learning approaches
Makine öğrenimi ve derin öğrenme yaklaşımlarını kullanarak sahte haber sınıflandırması
SAJA ABDULHALEEM MAHMOOD AL-OBAIDI
Yüksek Lisans
İngilizce
2023
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve KontrolGazi ÜniversitesiBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ TUBA ÇAĞLIKANTAR
- 4D printing of body temperature responsive hydrogels with self-healing and shape-memory abilities
Kendi kendini onarma ve şekil hafıza özelliklerine sahip vücut sıcaklığına duyarlı hidrojellerin dört boyutlu baskısı
GAMZE AYDIN
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. OĞUZ OKAY
DR. TURDİMUHAMMAD ABDULLAH
- Plasmonic metamaterial based structures for designing of multiband and thermally tunable light absorbers, multiple thermal infrared emitter, and high-contrast asymmetric transmission optical diode
Çoklu bant ve termal ayarlanabilir ışık soğurucuları, çoklu termal kızılötesi yayıcı ve yüksek karşıtlıklı asimetrik iletim optik diyot tasarımı için plazmonik metamalzeme tabanlı yapılar
ATAOLLAH KALANTARI OSGOUEI
Yüksek Lisans
İngilizce
2021
Fizik ve Fizik Mühendisliğiİhsan Doğramacı Bilkent ÜniversitesiFizik Ana Bilim Dalı
PROF. DR. EKMEL ÖZBAY
- Electrospun nanofibers of one step synthesized poly(Acrylonitrile- co-Vinyl acetate)/polypyrrole composites
Tek adımda sentezlenen poli(Akrilonitril-ko-Vinil asetat)/polipirol kompozitlerinden elektroçekim yöntemi ile nanolif eldesi
BURCU ARMAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2012
Polimer Bilim ve Teknolojisiİstanbul Teknik ÜniversitesiPolimer Bilim ve Teknolojisi Ana Bilim Dalı
PROF. DR. A. SEZAİ SARAÇ