Mikropolar bir nanoakışkanın riga tabakası üzerindeki magnetohidrodinamik akışı
Magnetohydrodynamic flow of micropolar nanofluid towards riga plate
- Tez No: 958470
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ MEHMET ŞİRİN DEMİR
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: Türkçe
- Üniversite: İstanbul Üniversitesi-Cerrahpaşa
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 84
Özet
Modern mühendislik ve endüstriyel sistemlerde ısı transferi verimliliğinin artırılması ve akış kontrolü, kilit bir araştırma alanı olarak öne çıkmaktadır. Bu tez çalışmasında, hareketli bir Riga plakası üzerindeki manyetohidrodinamik (MHD) mikropolar bir nanoakışkanın akış ve ısı transferi karakteristikleri teorik ve sayısal olarak incelenmiştir. Mikro yapıları ve parçacıkların yerel dönme hareketlerini hesaba katan mikropolar akışkanlar, klasik Newtonyen modellere kıyasla polimer süspansiyonlar, biyolojik sıvılar ve kolloidal çözeltiler gibi karmaşık akışkanların davranışını daha gerçekçi bir şekilde modelleme imkânı sunar. Akış kontrolü için kullanılan Riga plakası ise, yüzeyine yerleştirilmiş mıknatıs ve elektrotlar aracılığıyla akışkan üzerinde harici bir elektromanyetik alan (Lorentz kuvveti) oluşturan özel bir yüzeydir. Problemin matematiksel modeli, süreklilik, momentum, açısal momentum, enerji ve konsantrasyon denklemlerinden oluşan kısmi diferansiyel denklem takımı ile formüle edilmiştir. Bu denklemler, uygun benzerlik dönüşümleri kullanılarak bir dizi lineer olmayan adi diferansiyel denkleme indirgenmiştir. Elde edilen bu denklem sistemi, MATLAB yazılımında bulunan ve sınır değer problemlerinde yüksek doğruluk sağlayan bvp4c sayısal çözüm yöntemi ile çözümlenmiştir. Çalışma kapsamında, manyetik parametre (Ha), Riga plakası parametresi, Prandtl sayısı (Pr), mikropolar parametreler ve hareketli yüzey parametresi gibi temel boyutsuz değişkenlerin; hız, mikro dönme, sıcaklık ve konsantrasyon profilleri üzerindeki etkileri grafikler aracılığıyla detaylı bir şekilde analiz edilmiştir. Ayrıca, mühendislik uygulamaları açısından önem taşıyan yüzey sürtünme katsayısı, çift gerilme katsayısı, Nusselt (ısı transfer hızı) ve Sherwood (kütle transfer hızı) sayıları üzerindeki parametrik etkiler tablolar halinde sunulmuştur. Elde edilen bulgular, bu tür karmaşık sistemlerin termal performansının optimize edilmesi ve endüstriyel süreçlerin tasarımı için değerli bir teorik temel sağlamaktadır.
Özet (Çeviri)
In modern engineering and industrial systems, enhancing heat transfer efficiency and flow control stands out as a key area of research. In this thesis study, the flow and heat transfer characteristics of a magnetohydrodynamic (MHD) micropolar nanofluid over a moving Riga plate are investigated theoretically and numerically. Micropolar fluids, which account for microstructures and the local rotational motion of particles, offer the ability to model the behavior of complex fluids—such as polymer suspensions, biological fluids, and colloidal solutions—more realistically compared to classical Newtonian models. The Riga plate, used for flow control, is a special surface that generates an external electromagnetic field (Lorentz force) on the fluid by means of magnets and electrodes embedded on its surface. The mathematical model of the problem is formulated with a set of partial differential equations comprising the continuity, momentum, angular momentum, energy, and concentration equations. These equations are reduced to a set of nonlinear ordinary differential equations using suitable similarity transformations. The resulting system of equations is solved using the bvp4c numerical method in MATLAB, which provides high accuracy for boundary value problems. Within the scope of the study, the effects of fundamental dimensionless variables—such as the magnetic parameter (Ha), Riga plate parameter, Prandtl number (Pr), micropolar parameters, and the moving surface parameter—on the velocity, microrotation, temperature, and concentration profiles are analyzed in detail through graphs. Furthermore, the parametric effects on quantities of engineering importance, such as the skin friction coefficient, the couple stress coefficient, the Nusselt number (rate of heat transfer), and the Sherwood number (rate of mass transfer), are presented in tabular form. The findings obtained provide a valuable theoretical basis for optimizing the thermal performance of such complex systems and for the design of industrial processes.
Benzer Tezler
- Mikropolar bir akışkanın hareketli bir plaka üzerindeki akışı
Flow of a micropolar fluid on a moving plate
MEHMET ŞİRİN DEMİR
Doktora
Türkçe
2014
Makine Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. SERDAR BARIŞ
- Mikropolar ortamlarda nonlineer dalga yayılması
Nonlinear wave propagation in micropolar media
SAADET ERBAY
- Doğrusal olmayan ısı geçişi ve akış problemlerinin parametrelerin değişimi yöntemi ile çözümü
Solving nonlinear heat transfer and fluid flow problems using variation of parameters method
OSMAN GÜNGÖR
Yüksek Lisans
Türkçe
2018
Makine MühendisliğiAtatürk ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. CİHAT ARSLANTÜRK
- Elastisite teorisi denklemlerinin mikromekaniğe uygulanması
An application of the theory of elasticity in micromechanics
OSMAN BULUT
Doktora
Türkçe
2013
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Bölümü
PROF. DR. FATMA NECLA KADIOĞLU
DOÇ. DR. ŞENOL ATAOĞLU
- The effects of dimension ratio and horizon in the micropolar peridynamic theory
Micropolar peridynamıc teoride boyut ve horizon etkisi
FERHAT YIPAER
Yüksek Lisans
İngilizce
2010
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM ÖZKOL