Isogeometric boundary element formulation for deformable particles in microchannel confinement
Mikrokanal içindeki esnek parçacıklar için izogeometrik sınır eleman yöntemi formülasyonu
- Tez No: 829250
- Danışmanlar: DOÇ. BARBAROS ÇETİN
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- 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: Belirtilmemiş.
Özet
Esnek parçacıkların sayısal simülasyonları, deneysel tekniklerle elde edilemeyen nicelikleri anlamak için temel öneme sahiptir. Sınır eleman yöntemi, viskoz akış koşullarında deformasyona uğrayabilen parçacıkların analizinde avantajlı bir tekniktir, çünkü lineer kısmi diferansiyel denklemler için problem boyutunu bir azaltır. İzogemetrik sınır elemanı formülasyonu, elemanların yüksek dereceden sürekliliği ve geometri modellemedeki hataları azaltmasından dolayı esnek parçacıkların hareketini modellemek için kullanılmıştır. Ayrıca, yüzey normalinin ve eğriliğinin analitik olarak hesaplanmasına olanak tanır. Daha spesifik olarak damlacıklar gibi deformasyona uğrayabilen parçacıklar, yüksek deformasyona uğrayabilir ve bu, ağ yapısının bozulmasına neden olur. Ayrıca, sayısal hatalar parçacığın hacminde fiziksel olmayan bir değişime yol açar. Bu nedenle, izogemetrik sınır eleman yönteminde, söz konusu sayısal hataları azaltmak için hacim düzeltme ve ağ gevşetme algoritmaları uygulanmıştır. Genelliği kaybetmeden, serbest ve sınırlı akış durumlarındaki damlacık hareketi formüle edilmiş ve önerilen formülasyonun doğruluğunu değerlendirmek için çeşitli örnek problemler çözülmüştür. Çalışmada açıklanan stabilizasyon yöntemleriyle desteklenen izogemetrik sınır elemanı yöntemi, düşük çözünürlüklü simülasyonlarla stabil ve doğruluk payı yüksek sonuçlar elde etmeye olanak tanır.
Özet (Çeviri)
Numerical simulations of deformable particles are essential to understand quantities that are not possible with experimental techniques. The boundary element method is an advantageous technique to analyze deformable particles in viscous flow conditions since it reduces the dimensionality of the problem by one for linear partial differential equations. Isogeometric boundary element formulation is proposed to model the motion of deformable particles which provides unique advantages in terms of the higher-order continuity of elements and exact geometry representation. Moreover, it enables the calculation of surface normal and curvature analytically. Deformable particles, more specifically droplets, may undergo high deformation which deteriorates the mesh. Moreover, numerical inaccuracies result in a nonphysical change in the volume of the particle. Hence, volume correction and mesh relaxation algorithms are implemented in the isogeometric boundary element method to alleviate the aforementioned numerical artifacts. Without loss of generality, droplets in free and bounded flow cases are formulated and several benchmark problems are solved to assess the accuracy of the proposed formulation. Isogeometric boundary element method supported by stabilization methods explained in the study allows for obtaining stable and accurate results with low-resolution simulations.
Benzer Tezler
- Kesme pimi tasarımında çentik geometrisi parametrelerinin pim dayanımına etkisinin incelenmesi
Examining the impact of groove profiles and dimensional parameters on shear pin strength
MEHMET OZAN YİTİM
Yüksek Lisans
Türkçe
2025
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CEVAT ERDEM İMRAK
- A parallel monolithic approach for the numerical simulation of fluid-structure interaction problems
Akışkan-yapı etkileşimi problemlerinin sayısal simülasyonu için paralel monolitik bir yöntem
ALİ EKEN
Doktora
İngilizce
2016
Havacılık ve Uzay Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. HAYRİ ACAR
DOÇ. DR. MEHMET ŞAHİN
- Dişli çarklarda yük taşıma kabiliyetinin ve diş gibi gerilmelerinin incelenmesi
Investigation of root stresses and fatique strength of spur gears
MUZAFFER ERTEN
- Air quality optimization in excavator cabinets using CFD
İş makinesi operatör kabininin CFD ile hava kalitesi optimizasyonu
EKİN CAN KAYAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Makine MühendisliğiAnkara Yıldırım Beyazıt ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN ÖZCAN
- Yalıtım malzemelerinin mikroyapılarının ısı geçişine etkisi
Effect of microstructure of fibrous insulation materials on heat transfer
ORKUN DOĞU
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SEYHAN ONBAŞIOĞLU