The motion of a cylinder near a planar wall under confinement
Sınırlı geometrilerde duvar yakınında silindirlerin hareketi
- Tez No: 972461
- Danışmanlar: PROF. DR. SERHAT YEŞİLYURT
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mekatronik Mühendisliği, Mechanical Engineering, Mechatronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Hareketli robotlar, Mikro akışkanlar, Mobile robots, Microfluidics
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Sabancı Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Düzlemsel bir duvarın yanında ve viskoz bir sıvının içinde bulunan bir silindirin hareketi, mikroakışkanlar, mikrorobotik ve düşük Reynolds sayılı rejimde taşınım gibi çeşitli uygulama alanlarında önem taşımaktadır. Silindirin bulunduğu ortamın sınırları ve geometrisi hem silindirin maruz kaldığı hidrodinamik kuvvetler hem de yörüngesi üzerinde güçlü bir etki göstermektedir. Önceki çalışmalarda duvar yanındaki sonlu ve sonsuz uzunluktaki sınırsız alanlarda hareket eden silindirlerin maruz kaldığı hidrodinamik kuvvetleri ve silindirlerin yumuşak, deforme olabilen duvar yanındaki hareketleri incelenmiştir. Fakat 3 boyutlu ve sınırlandırılmış bir alanda silindirin maruz kaldığı kuvvetler ve yörüngesi yeterince araştırılmamış literatürde bir boşluk olarak kalmıştır. Bu tez literatürdeki boşluğu tamamlayıp farklı şekillerde sınırlandırılmış alanda sonlu ve sonsuz silindirin hareketini ve üzerindeki hidrodinamik kuvvetleri incelemeyi amaçlamaktadır. Yapılan simülasyonların sonucunda, silindirin içinde bulunduğu geometrinin ve sınırlandırma şeklinin kuvvet dengesini önemli bir ölçüde değiştirdiği ve kompleks hareketler sergilediğini ortaya çıkarmıştır. Bulgular, makro akış kaynaklı hareketin kökenine bir ışık tutarak sınırlandırılmış ortamlarda sonlu cisimlerin maruz kaldığı hidrodinamik etkilere dair rafine bir anlayış sunmaktadır.
Özet (Çeviri)
The motion of a cylinder in a viscous fluid near a planar wall under geometric confinement is central to microrobotics, microfluidics, and other low-Reynolds-number transport applications. A cylinder's trajectory arises from hydrodynamic forces and torques that are strongly modulated by geometry and boundary placement (e.g., gap height, domain aspect ratio, and open versus closed lateral boundaries). Prior work has treated infinite and finite cylinders in unbounded domains and cylinders interacting with walls, including deformable interfaces; however, the role of confinement geometry itself remains underexplored. In this thesis, the motion and hydrodynamic loading of infinite and finite-length cylinders across several confinement scenarios, using 2D/3D creeping-flow simulations, is investigated. The results show that confinement geometry significantly alters the force balance and induces complex motion, including behaviors not observed in unbounded or infinite-cylinder cases. The findings provide insight into the origin and nature of macro-flow-induced translation, offering a refined understanding of finite-body hydrodynamics in constrained environments.
Benzer Tezler
- Tek serbestlik dereceli dairesel silindirin girdap kaynaklı titreşimleri üzerinde serbest su yüzeyinin etkileri
Free surface effects on vortex-induced vibrations of a single-degree-of-freedom circular cylinder
ALKIN ERDAL DEMİRHAN
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Enerjiİstanbul Teknik ÜniversitesiGemi ve Deniz Teknolojisi Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. ÖMER KEMAL KINACI
- Farklı lif malzemelerinden oluşan çok katmanlı zırhların hesaplamalı balistik analizi
A computational study of ballistic response in multi-layer textile protection systems
LÜTFULLAH TAHA HALICI
Yüksek Lisans
Türkçe
2026
Uçak Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiUçak ve Uzay Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SEHER EKEN
- Dikey dairesel silindirik açık su havuzlarında hidrodinamik kuvvetler
Hydrodynamic forces for vertical axis circular cylinder containing a concertric cylindrical hole in finite depth
MÜKERREM ERTEN(İLKIŞIK)
- Buji ateşlemeli motorlarda segman boşluğu hidrokarbon emisyonlarının matematik modeli
A Mathematical model of piston crovice hydrocarbon spark ignition engine
AHMET MURAT YILDIRIM
Doktora
Türkçe
1997
Makine MühendisliğiBalıkesir ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ SÜRMEN
- Tek rotorlu Wankel motorunun ateşleme ve püskürtme ünitelerinin (kontrol ünitesinin) tasarımı, imalatı ve bilgisayar arayüzü ile kontrolü
Designing, producing and computer based controlling ignition and injection units (control units) of a single rotor Wankel engine
MEHMET İLTER ÖZMEN
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Mekatronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. CEMAL BAYKARA