Numerical analysis of flow and heat transfer characteristics of gyroid-type structures with triply periodic minimal surfaces
Üçlü periyodik minimal yüzeylere sahip jiroit tipi yapilarin akiş ve isi transferi karakteristiklerinin sayisal analizi
- Tez No: 928229
- Danışmanlar: DOÇ. ÖZGÜR ERTUNÇ
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2024
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Özyeğin Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 69
Özet
Katmanlı üretimin popülaritesinin artması, üstün mekanik, ısı ve kütle transferi özelliklerine sahip olma potansiyelleri nedeniyle mühendislik uygulamalarında üçlü periyodik minimal yüzeylerin (TPMS) kullanımına olan ilgiyi artırmıştır. Bu çalışma, gyroid TPMS yapılarını tanımlayan özellikler, enerji kayıpları, ısı transferi ve akış yapısı arasındaki ilişkiyi anlamayı amaçlamaktadır. Bu amaçla, ilk aşamada iki basılmış TPMS yapısının basınç düşüşü-akış hızı özellikleri ölçülmüştür. Bu çalışmada TPMS yapıları aynı gözenekliliğe sahip ve gyroidlerin frekansı açısından farklılık vardır. Daha sonra, akış simülasyonları iki yöntem kullanılarak gerçekleştirilmiştir: implicit unsteady incompressible Large Eddy Simulations (LES) equations along with the subgrid-scale model and steady incompressible Reynolds Averaged Navier -Stokes (RANS) equations along with the k-epsilon turbulence model. Simüle edilen basınç düşüşleri, ölçülenlerle mükemmel bir şekilde eşleşmese de, deneyler ve simülasyonlar, yüksek frekanslı TPMS'in tüm kütle akış hızı aralığında daha az basınç düşüşü yarattığını göstermektedir. Simülasyon sonuçları, her iki frekans için de aynı ısı transferi oranı özelliğini ortaya koymuştur. Basınç düşüşündeki fark, enerji dağılımının duvara yakın ve uzak bölgelerde ne kadar gerçekleştiğine bakılarak incelenmiştir.
Özet (Çeviri)
The popularity of additive manufacturing has increased interest in using triply periodic minimal surfaces (TPMS) in engineering applications due to their potential for superior mechanical, heat, and mass transfer properties. This study aims to understand the relationship between the properties defining gyroid TPMS structures, energy losses, heat transfer, and flow structure. For this purpose, the pressure drop-flow rate characteristics of two printed TPMS structures are measured in the first stage. The TPMS structures have the same porosity but differ in the frequency of gyroids. Later, flow simulations are conducted by using two methods: implicit unsteady incompressible Large Eddy Simulations (LES) equations along with the subgrid-scale model and steady incompressible Reynolds Averaged Navier -Stokes (RANS) equations along with the k-epsilon turbulence model. Although the simulated pressure drops do not perfectly match the measured ones, the experiments and simulations show that TPMS with high frequency creates less pressure drop over the whole range of mass flow rates. The simulation results revealed the same heat transfer rate characteristic for both frequencies. The difference in the pressure drop is investigated by looking at how much energy dissipation occurs near and away from the wall.
Benzer Tezler
- Değişken kesitli halka kanallarda akış ve ısı transferi karakteristiklerinin sayısal analizi
Numerical analysis of flow and heat transfer characteristics in the annular ducts with varying cross-section
FATMA NUR PEHLİVAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2003
Makine MühendisliğiKaradeniz Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. TAHİR YAVUZ
- Numerical analysis of nanofluid flow in a conical helical tube
Konik helisel bir tüp içerisindeki nanoakışkan akışı ve ısı transferi analizi
MAJDI AHMED MISBAH ALI
Yüksek Lisans
İngilizce
2022
Makine MühendisliğiKarabük ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. KAMİL ARSLAN
- Gözyaşı desenli kanallarda ND+Fe3O4/Su-EG hibrit nanoakışkanın akış ve ısı transferi karakteristiklerinin sayısal olarak incelenmesi
Numerical investigation of flow and heat transfer characteristics of ND+Fe3O4/Su-EG hybrid nanofluid in teardrop shaped dimpled channels
ESRA SABAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2024
EnerjiKarabük ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ENGİN GEDİK
- Nano sıvı metallerin manyetik alan altındaki akış ve ısı transferi davranışlarının sayısal olarak incelenmesi
Numerical investigation of flow and heat trasnfer behaviours of liquid metal based nanofluids under magnetic field
SUAT ÖZGÜR
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
EnerjiKarabük ÜniversitesiEnerji Sistemleri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ENGİN GEDİK
- Lüle-hedef yüzey arası uzaklığın çarpan jet akış ve ısı transferi karakteristiklerine etkisinin sayısal olarak incelenmesi
Numerical analysis of effect of orifice-plate spacing on the flow and heat transfer characteristic of impinging jets
ÇİĞDEM BİLGE TELIŞIK
Yüksek Lisans
Türkçe
2007
Makine MühendisliğiGazi ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HAŞMET TÜRKOĞLU