Geri Dön

Doğal taşınım problemlerinin Lattice Boltzmann metodu ile modellenmesi

Modeling of natural convection problems with Lattice Boltzmann method

  1. Tez No: 803356
  2. Yazar: ÖZLEM YALÇIN
  3. Danışmanlar: DOÇ. DR. ERMAN ASLAN
  4. Tez Türü: Yüksek Lisans
  5. Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2023
  8. Dil: Türkçe
  9. Üniversite: İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa
  10. Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Bilim Dalı
  13. Sayfa Sayısı: 75

Özet

Bu tez kapsamında paneller üzerinde çeşitli yüzeyler ısıtılarak ve soğutularak, modeller üzerinde doğal taşınım ile ısı transferi etkileri geleneksel metotların dışında Lattice Boltzmann Metodu (LBM) kullanılarak çözülmüştür. Lattice Boltzmann metodu, akışkanlar mekaniği ve ısı transferi problemlerinde kullanılan bir ayrıklaştırma metodudur. Bu metot, akışkanın makroskopik ölçekteki hareketlerini mikroskopik ölçekteki parçacık davranışlarına indirgeyerek, akışkanın; bir akışkan topluluğu halinde değil de sanki hayali bir partikül topluluğu halinde hareket ediyormuş gibi modelleyen çözüm metodudur. Lattice Boltzmann metodu son yıllarda doğal taşınım problemleri için de daha kullanışlı bir çözüm metodu haline gelmiştir. Bunun sebepleri arasında, yöntemin çözüm ölçeği, paralel olarak çözümlenebilmesi ve çeşitli akışkan davranışlarını üzerinde modellenebilme özellikleri gibi avantajlar gösterilebilir. Diğer yönden, Lattice Boltzmann metodu, diğer geleneksel hesaplamalı akışkanlar dinamiği yöntemlerine göre daha hızlı sonuçlar verir ve daha düşük bilgisayar hesaplama gücü gerektirir. Akış (gaz) problemi iki boyutlu kapalı bir kare alan içerisinde modellenmiştir. Isıtılan ve soğutulan yüzeylerde yoğunluk farkı nedeniyle oluşan doğal taşınım etkileri incelenmiştir. İncelenen modeller için Rayleigh sayısı 104'den 107'e değişmektedir. Hesaplamalarda Lattice Boltzmann Metodu ile yapılan çözümde için Fortran programlama dili kullanılmış ve Ansys-Fluent ile de çözümlenerek analiz sonuçları karşılaştırılmıştır. Sonuçlardan etkili karışım parametresini elde etmek için, ilgili tüm verilerden ortalama Nusselt sayısı hesaplanmış ve hesaplanan Nusselt sayısı modellere göre grafik ve tablo halinde sunulmuştur.

Özet (Çeviri)

In this thesis, by heating and cooling various surfaces on the panels, the effects of natural convection and heat transfer on the models are solved by using Lattice Boltzmann Method (LBM), apart from traditional methods. Lattice Boltzmann method is a discretization method used in fluid mechanics and heat transfer problems. This method reduces the movements of the fluid at the macroscopic scale to the particle behavior at the microscopic scale. It is a solution method that models it as if it moves as an imaginary collection of particles, not as a collection of fluids. Lattice Boltzmann method has become a more useful solution method for natural convection problems in recent years. Among the reasons for this, advantages such as the solution scale of the method, its ability to be analyzed in parallel, and its ability to model various fluid behaviors can be cited. On the other hand, the Lattice Boltzmann method gives faster results and requires lower computational power than other traditional computational fluid dynamics methods. The flow (gas) problem is modeled in a two-dimensional closed square area. Natural convection effects due to density difference on heated and cooled surfaces were investigated. The Rayleigh number for the examined models ranges from 104 to 107. Fortran programming language was used for the solution made with the Lattice Boltzmann Method in the calculations and the analysis results were compared by analyzing with Ansys-Fluent. In order to obtain the effective mixing parameter from the results, the average Nusselt number was calculated from all the relevant data and the calculated Nusselt number was presented in graphs and tables according to the models.

Benzer Tezler

  1. Pressure analysis of wellbore using Lattice Boltzmann method

    Lattıce Boltzmann yöntemiyle kuyuiçi basınç analizi

    AMIR TOOSI

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2016

    Petrol ve Doğal Gaz Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Petrol ve Doğal Gaz Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. GÜRŞAT ALTUN

  2. Mixing of insert (Nitrogen) cushion gas with natural gas in underground gas strage reservoir: A numerical simulation study

    Yeraltı gaz depolama rezervuarlarında nitrojen yastık gazının doğal gazla karışması: Sayısal modelleme çalışması

    NİLÜFER KILINÇER

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    1999

    Petrol ve Doğal Gaz MühendisliğiOrta Doğu Teknik Üniversitesi

    Petrol ve Doğal Gaz Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. FEVZİ GÜMRAH

  3. A Store release problem: viscous flow calculations withale description using moving deforming finite elemnents

    Yük bırakma problemi: Hareketli değişken sonlu elemanlar kullanarak K-L-E tanımıyla viskoz akış çözümleri

    AYDIN MISIRLIOĞLU

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    1998

    Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. ÜLGEN GÜLÇAT

  4. Numerical investigation of convective-diffusive transport using the smoothed particle hydrodynamics technique

    Taşınımsal-yayınımsal iletimin düzleştirilmiş parçacık hidrodinamiği yöntemi ile sayısal olarak araştırılması

    MUSTAFA ENGİN DANIŞ

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2012

    Makine MühendisliğiBoğaziçi Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. ALİ ECDER

    YRD. DOÇ. DR. MEHMET ORHAN

  5. Araç aydınlatma sistemlerinin ısıl analizi ve tasarıma etkilerinin araştırılması

    Thermal analysis of vehicle lighting system and investigation of its effects on the design

    KEMAL FÜRKAN SÖKMEN

    Doktora

    Türkçe

    Türkçe

    2013

    Mühendislik BilimleriUludağ Üniversitesi

    Mühendislik Bilimleri Bölümü

    PROF. DR. RECEP YAMANKARADENİZ