Geri Dön

Computational fluid dynamics (CFD) modeling of interfacial momentum transfer in bubbly two-phase flow

Baloncuklu iki fazlı akışlarda, fazlar arası momentum transferinin hesaplamalı akışkanlar dinamiği (HAD) ile modellenmesi

PDF İndir

  1. Tez No: 898613
  2. Yazar: İZZET ÖZGÜN GÜLER
  3. Danışmanlar: PROF. DR. CEMİL KOCAR
  4. Tez Türü: Doktora
  5. Konular: Nükleer Mühendislik, Nuclear Engineering
  6. Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
  7. Yıl: 2024
  8. Dil: İngilizce
  9. Üniversite: Hacettepe Üniversitesi
  10. Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
  11. Ana Bilim Dalı: Nükleer Enerji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
  12. Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
  13. Sayfa Sayısı: 150

Özet

Bu tez, Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği (HAD) modellemesindeki kritik boşlukları ele almakta ve özellikle iki fazlı akış sistemlerinde momentum transferi mekanizmalarına odaklanmaktadır. Mevcut modeller, genellikle Stokes rejimindeki tekil baloncukların davranışına dayanan ampirik ilişkilerden türetilmiş arayüz kapatma modellerine dayanır. Ancak, birden fazla etkileşen baloncuğu içeren baloncuklu akışların karmaşık dinamiklerini bu modeller yetersiz bir şekilde temsil eder. Bu araştırma, hacim oranı, kayma, iz etkileri ve türbülans gibi kritik faktörleri dikkate alarak daha doğru modeller geliştirmeyi amaçlamaktadır. Çalışma, CFD simülasyonları için kapatma modeli seçimindeki trendleri ve dikey borularda baloncuklu akış üzerine yapılan deneysel araştırmaları inceleyerek başlar. Standart modelleme yaklaşımları ile iki fazlı akış dinamikleri arasında uyumsuzluk olduğu tespit edilmiştir. Ardından, sürükleme, kaldırma ve diğer kuvvetler için tercih edilen kapatma modelleri kullanılarak gerçekleştirilen CFD simülasyonları, kapsamlı deneysel verilerle karşılaştırılarak değerlendirilir. Bu karşılaştırmalar, sürükleme ve kaldırma katsayılarının modelleri için fonksiyonel bir form ve belirsiz sabitler tanımlayan bir tasarım keşif prosedürü geliştirilmesine rehberlik eder. Araştırma, geliştirilen yeni modellerin mevcut modellerle karşılaştırmasını içerir ve bu modellerin iki fazlı akış dinamiklerini tahmin etmedeki performansını gösterir. Bu tez, akademik araştırma ve endüstriyel uygulamalara katkı sağlayacak metodolojik ve teorik olarak sağlam bir çerçeve sunmaktadır.

Özet (Çeviri)

This dissertation addresses critical gaps in Computational Fluid Dynamics (CFD) modeling of momentum transfer in two-phase flow systems. Available models, based on empirical relations from the behavior of single bubbles in the Stokes regime, fail to capture the complex dynamics of bubbly flows involving multiple interacting bubbles. This research develops more accurate models by considering factors such as void fraction, shear, wake effects, and turbulence. The study begins with a literature review that highlights discrepancies between standard modeling practices and the complexities of two-phase dynamics. It continues with CFD simulations employing preferred closure models for drag, lift, and other forces, benchmarked against experimental data to evaluate their accuracy and limitations. Insights from these comparisons inform a design exploration procedure that defines functional forms for drag and lift coefficient models with undetermined constants. An automated optimization process minimizes discrepancies between CFD analysis and experimental observations across various cases. The dissertation concludes by comparing available models with the newly developed ones, demonstrating the latter's performance in predicting two-phase flow dynamics. This research contributes a methodologically robust and theoretically sound framework for advancing CFD modeling, impacting both academic research and industrial applications.

Benzer Tezler

  1. Tez No

    419040

    Kanal içinde yoğuşmanın sayısal modellenmesi

    Numerical modelling of condensation in channel flow

    MUTLU İPEK

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2015

    Mühendislik Bilimleriİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    YRD. DOÇ. DR. LEVENT ALİ KAVURMACIOĞLU

  2. Tez No

    356029

    İç Akışta Kaynamanın Sayısal Modellenmesi

    Numerical Modelling of Internal Boiling Flow

    ÜNSAL KAYA

    Yüksek Lisans

    Türkçe

    Türkçe

    2014

    Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesi

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    PROF. DR. LÜTFULLAH KUDDUSİ

  3. Tez No

    182237

    Computational fluid dynamics applications in nuclear reactor thermal hydraulics

    Nükleer reaktör ısıl hidrolik analizlerinde hesaplamalı akışkanlar dinamiği uygulamaları

    BORA KALPAKLI

    Yüksek Lisans

    İngilizce

    İngilizce

    2006

    Makine MühendisliğiHacettepe Üniversitesi

    Nükleer Enerji Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. CEMAL NİYAZİ SÖKMEN

  4. Tez No

    478663

    Numerical simulation of multiphase flows under electrohydrodynamics effects

    Elektrohidrodinamik etkiler altında çok fazlı akımların sayısal simülasyonu

    AMIN RAHMAT

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2017

    Mekatronik MühendisliğiSabancı Üniversitesi

    Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. MEHMET YILDIZ

  5. Tez No

    780481

    Numerical simulation of thermal and hydraulic transport of nanofluids in minichannels

    Minikanallarda nanoakışkanların termal ve hidrolik taşınmasının sayısal simülasyonu

    NEVZAT AKKURT

    Doktora

    İngilizce

    İngilizce

    2016

    Makine MühendisliğiUniversity of Wisconsin-Madison

    Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı

    DOÇ. DR. Timothy A. Shedd

Geri Dön