Farklı Geometrilerde Gözenekli Ortam İçeren Bir Kanalda Yüksek Viskoziteli Yavaş Akış İçin Arayüzey Hızı Ve Hız Alanlarının Deneysel Ve Sayısal Olarak Tespiti

dc.contributor.advisor Baytaş, Hayri Acar, A. Cihat tr_TR
dc.contributor.author Başcı, Hasan tr_TR
dc.contributor.department Uçak ve Uzay Mühendisliği tr_TR
dc.contributor.department Aerospace Engineering en_US
dc.date 2011 tr_TR
dc.date.accessioned 16.02.2011 tr_TR
dc.date.accessioned 2015-06-10T11:21:39Z
dc.date.available 2015-06-10T11:21:39Z
dc.date.issued 17.02.2011 tr_TR
dc.description Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2011 tr_TR
dc.description Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2011 en_US
dc.description.abstract Gözenekli ortamlarda akış ve ısı geçişi olayları günümüzde makine, uçak, uzay, kimya, jeofizik, inşaat ve nükleer gibi pekçok disiplinin ilgisini çeken bir çalışma konusu olarak mühendislik araştırmalarında önemli bir yer tutmaktadır. Konuyu önemli kılan başlıca etken pekçok bilimsel ve teknolojik uygulamada kullanılan gözenekli ortam sistemleri hakkında hala kesin olarak açıklığa kavuşturulamayan noktaların bulunmasıdır. Yapılan bu çalışmada, bir kısmı gözenekli ortam içeren bir kanal içindeki akış olayı deneysel ve sayısal olarak incelenmiştir. Yapılan deneysel çalışmada, gözenekli ortam pleksiglas çubukların bir matris halinde dizilmesi ile oluşturulmuştur. Dairesel, kare ve 45o döndürülmüş kare olmak üzere üç farklı çubuk geometrisi kullanılarak üç farklı kanal oluşturulmuş ve geometrinin hız profiline etkileri gözlemlenmiştir. Özellikle gözenekli ortam ve serbest akış bölgesi sınırını oluşturan arayüz hattındaki hızların geometri ile değişimi, çalışmanın en temel konusunu oluşturmuştur. Hız alanının DPIV sistemi kullanılarak elde edildiği deneyler ayrıca bir de sayısal çalışmayla desteklenmiştir. Sayısal çalışma, kanalın eş ölçekte üç boyutlu bir modelinin oluşturulması, bu model üzerinde ızgara yapısının oluşturulması ve çözüm basamaklarını kapsamaktadır. Elde edilen sonuçlar karşılaştırıldığında, sayısal ve deneysel çalışmaların sonuçlarının çok büyük bir uyum içerisinde olduğu görülmüştür. Çalışma sonucunda hız profillerinin ve arayüz hızlarının değişen ortam geometrisi ile ne şekilde değiştiği iyi bir şekilde ortaya konulmuştur. Çalışmanın diğer bir amacı da analitik bir geçirgenlik hesabının oluşturulmasını içermektedir. Geçirgenliğin gözenekli ortam çalışmaları için oldukça önemli bir değişken olması bu çabayı anlamlı kılmaktadır. Çalışmanın bu kısmında inceleme konusu olan dairesel, kare ve 45o döndürülmüş kare geometride çubuklardan oluşan gözenekli ortamlar için analitik geçirgenlik hesapları başarılı bir şekilde elde edilmiştir. Dairesel ve kare çubuklardan oluşan gözenekli ortamlar için elde edilen geçirgenlik bağıntıları, daha önceden kaynaklara girmiş diğer çalışmalarla karşılaştırılmış ve güvenilir sonuçlar sağladıkları görülmüştür. 45o döndürülmüş kare çubuklarla oluşturulmuş gözenekli ortam için geçirgenliği veren bir bağıntı kaynak araştırmasında bulunamamıştır. Bu nedenle, bu çalışmada ortaya konan bağıntı çalışmanın katkısı olarak değerlendirilebilir. tr_TR
dc.description.abstract The fluid flow and heat transfer phenomena within porous media is accounted as a significant subject among engineering researches which attracts attention of many disciplines like mechanical, aeronautics, astronautics, chemical, geophysics, civil and nuclear engineering. The chief factor of importance of the subject is that there are still unknown points about porous media systems which have wide area of use in many scientific and technological applications. This study covers the experimental and computational investigation of fluid flow in a channel which partially includes a porous zone. In the experimental part of the study, the porous media is produced using a matrix-like array of plexiglass rods. The study includes three different geometries of porous media which are formed using rods with circular, square and 45o rotated square cross sections. The effect of different geometries on velocity profile is observed at the study. Especially the effect of 3 different geometries on the behaviour of the velocity magnitudes on interface line, which is the boundary between the porous media and free flow region, is aimed as the most significant investigation of the study. During the experiments DPIV system is used for obtaining the velocity field and these results are also supported by a computational analysis. The computational part of the study includes the design stage of an equally sized 3-D model of the experimental channel, the meshing stage of the channel and the solution stage. At the end of the study a good agreement between experimental and computational results is observed. By means of the results of the study the effect of the geometry on the behaviour of the velocity profiles and interface velocities are clearly figured out. The second purpose of the study covers the proposal of an analytical method for the determination of permeability. The importance of the permeability for porous media studies makes this effort meaningfull. In this part of the study, analytical permeability determination methods are successfully obtained for all three investigated geometries which are composed of rods with circular, square and 45o rotated square cross sections. The analytical expressions obtained for geometries with circular and square cross sectioned rods are compared with former studies found in the literature search and a reliable agreement is observed. An analytical expression which calculates the permeability of 45o rotated square rods is not discovered during literature search. For this reason the expression obtained at this current study can be evaluated as contribution of the study. en_US
dc.description.degree Yüksek Lisans tr_TR
dc.description.degree M.Sc. en_US
dc.identifier.uri http://hdl.handle.net/11527/4669
dc.publisher Fen Bilimleri Enstitüsü tr_TR
dc.publisher Institute of Science and Technology en_US
dc.rights İTÜ tezleri telif hakkı ile korunmaktadır. Bunlar, bu kaynak üzerinden herhangi bir amaçla görüntülenebilir, ancak yazılı izin alınmadan herhangi bir biçimde yeniden oluşturulması veya dağıtılması yasaklanmıştır. tr_TR
dc.rights İTÜ theses are protected by copyright. They may be viewed from this source for any purpose, but reproduction or distribution in any format is prohibited without written permission. en_US
dc.subject Gözenekli ortam tr_TR
dc.subject Arayüz hızı tr_TR
dc.subject Geçirgenlik tr_TR
dc.subject DPIV tr_TR
dc.subject Porous media en_US
dc.subject Interface velocity en_US
dc.subject Permeability en_US
dc.subject DPIV en_US
dc.title Farklı Geometrilerde Gözenekli Ortam İçeren Bir Kanalda Yüksek Viskoziteli Yavaş Akış İçin Arayüzey Hızı Ve Hız Alanlarının Deneysel Ve Sayısal Olarak Tespiti tr_TR
dc.title.alternative Determination Of Interface Velocities And Velocity Fields For Highly Viscous Slow Flow In A Channel That Includes Various Porous Media Geometries en_US
dc.type masterThesis en_US
Dosyalar
Orijinal seri
Şimdi gösteriliyor 1 - 1 / 1
thumbnail.default.alt
Ad:
11322.pdf
Boyut:
1.55 MB
Format:
Adobe Portable Document Format
Açıklama
Lisanslı seri
Şimdi gösteriliyor 1 - 1 / 1
thumbnail.default.placeholder
Ad:
license.txt
Boyut:
3.14 KB
Format:
Plain Text
Açıklama