Geri Dön

Controlling the motion of capillary driven interfaces in channels with chemical heterogeneity

Kanal içerisindeki kapilarite ile ilerleyen arayüzlerin kimyasal heterojen yüzeyler ile kontrolü

  1. Tez No: 784629
  2. Yazar: MEHMET ALPTUĞ BOYLU
  3. Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ UMUT CEYHAN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2023
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: İzmir Katip Çelebi Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 68

Özet

Harici tahrik mekanizmaları azaldığından veya ortadan kalktığından, kendi kendine hareket eden sıvıların (örn. damlacıklar, kılcal akışlar) kullanımı birçok araştırmacının ilgisini çekmektedir. Temas açısı histerezisi, bir itici güç (arayüzler arasında bir basınç farkı) üretir. Bu basınç, katı yüzeylerle etkileşime bağlıdır ve duvarların yüzey enerjisi değiştirilerek kontrol edilir. Arabirimlerin kendi kendine taşınması ve manipülasyonu, mikroakışkan cihazların geliştirilmesinde, kendi kendini temizlemede, su toplamada ve ısı transferinin geliştirilmesinde önemli bir rol oynar. Bu çalışmada, yüzey enerjisinin arayüzlerin hareketi üzerindeki etkilerini araştırıyoruz. Bu amaçla, sıvı parçacıklarının hareketini modelliyoruz ve iki fazlı akış için D2Q9 ikili kafes Boltzmann yöntemini kullanarak, yöneten denklemleri entegre ediyoruz. Öncelikle standart statik ve dinamik problemler için çözücümüzü doğrularız. Daha sonra, iki ana katkıyı tartışıyoruz; Bunlardan birincisi, kılcal tahrikli akışlar için, arayüz hızının, değişmeyen duvar enerjilerine sahip kanallarda hareket edenlerden nasıl saptırılacağını ve böyle bir arayüzün hangi koşullar altında durduğunu (bir kanaldaki pasif bir valf gibi) gösteriyoruz. Kanal duvarlarının ıslanabilirliğini ayarlayarak arayüzü durdurmak için basit bir kriter sağlıyoruz: arayüzün alt ve üst duvardaki kanal duvarlarıyla yaptığı denge temas açılarının toplamı θ_eq^bot+θ_eq^top ≥π 'yi sağlamalıdır. İkinci katkıda, yüzey enerjisini ve sıvı viskozitelerini değiştirerek, tek damlacıkların yüzeyler üzerindeki davranışını, bunların birleştirme mekanizmasını ve sınırlamalar içindeki denge şekillerini ve hareketlerini sistematik olarak inceliyoruz.

Özet (Çeviri)

The use of self-driven fluids (e.g., droplets, capillary flows) attracts many researchers as the external driving mechanisms are diminished or eliminated. The contact angle hysteresis generates a driving force (a pressure difference across interfaces). This pressure depends on the interaction with the solid substrates and is controlled if one varies the surface energy of the walls. Self-transport and manipulation of interfaces play an important role in the development of microfluidic devices, self-cleaning, water harvesting and heat transfer enhancement. In this study, we search for the effects of surface energy on the motion of interfaces. To this end, we model the motion of fluid particles and integrate the governing equations using the D2Q9 binary lattice Boltzmann method for the two-phase flow. We, first, validate our solver for canonical static and dynamic problems. We, then, discuss two main contributions; The first one is, for capillary driven flows, we show how to deviate the interface speed from the ones moving in channels with uniform wall energies, the conditions under which the interface stagnates (like a passive valve in a channel). Tuning the wettability of the channel walls, we provide a simple condition criteria for stopping the interface: the summation of the equilibrium contact angles interface make with the channel walls at the bottom and top wall need to satisfy θ_eq^bot+θ_eq^top ≥π. The second contribution is that, by varying the surface energy and fluid viscosities, we systematically study the behavior of single droplets on surfaces, their merging mechanism and equilibrium shapes and motions within confinements.

Benzer Tezler

  1. Volgram ağır alaşımlarında başlangıç toz özelliklerinin sıvı gaz sinterlemesi yoluyla yoğunlaşma süreçlerine olan etkileri

    Effects of initial powder characteristics on densificatıon processes via liquid-phase sintering in based heavy alloys

    BURAK ÖZKAL

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    1994

    Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    DOÇ. DR. LÜTFİ ÖVEÇOĞLU

  2. The design of an unmanned ground vehicle and its trajectory-tracking control by using GPS

    İnsansız bir yer aracının tasarımı ve GPS ile yörünge kontrolü

    FIRAS MUHAMMAD SAIB M.M. AL-NAQSHBANDI

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2018

    Makine MühendisliğiVan Yüzüncü Yıl Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DR. ÖĞR. ÜYESİ ATİLLA BAYRAM

  3. Bir mikrorobotun düzlemsel hareketinin elektromanyetik aktüatör yardımıyla kontrolü

    Planar motion control of a microrobot by using electromagnetic actuator

    HASAN ÇEVİK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2015

    Mekatronik MühendisliğiDokuz Eylül Üniversitesi

    Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. LEVENT ÇETİN

  4. Rehabilitasyon amaçlı robotlar için seri elastik eyleyici tasarımı ve empedans kontrolü

    Design and impedance control of a series elastic actuator for rehabilitation robots

    YILDIRIM ÜLGER

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2019

    Makine MühendisliğiGazi Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. MEHMET ARİF ADLI

  5. Kabin içi otomotiv emniyet sistemlerinde malzeme optimizasyonu ve performans değerlerinin iyileştirilmesi

    Material optimization and performance modification of interior automotive safety systems

    DİLEK SEZGİN

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2009

    Makine MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. AYŞEGÜL AKDOĞAN EKER