Yazar
Heidarifatasmi, Hosein
Basım Tarihi
2017-08
Konu
Makine Mühendisliği
Tür
Belge
Dil
İngilizce
Dijital
Evet
Yazma
Hayır
Kütüphane
Özyeğin Üniversitesi
Kayıt Numarası
4ee2c448-fe8c-4318-a094-5ff1fa37edaa
Lokasyon
Makine Mühendisliği Bölümü
Tarih
2017-08
Örnek Metin
Su damlasının hidrofobik yüzeyler (Wax, Teflon) üzerindeki etkisinin sayısal simülasyonları Eulerian çok fazlı model kullanılarak gerçekleştirilmektedir. Su damlası arayüzünün deformasyonunu yakalamak için sıvı hacmi (VOF) modeli kullanılır. Temas açısı ve viskoz akış modellemesinin önemi, sırasıyla statik temas açısı (SCA)/dinamik temas açısı (DCA) yaklaşımları ve laminer/türbülanslı akış rejimleri alınarak gösterilmiştir. İki ve üç boyutlu simülasyonlar yapılıyor. Sayısal şemanın doğrulanması, statik duvarlara çarpma simülasyonunun sonuçlarının R. Rioboo, M. Marengo ve C. Tropea, Experiments in Fluids, 33, 112(2002) deneylerinden elde edilen sonuçlarla karşılaştırılması yoluyla başarılı bir şekilde gerçekleştirilir. Statik duvara çarpma işlemi sırasında sıvının iç akışı, özellikle kısmi geri tepme durumunda analiz edilir. Temas hattının yanındaki damlacıktaki akış yapılarının toplam geri tepmeyi engelleyebildiği gözlenmiştir. Hareketli duvar durumu için, R.H. Chen, H.W. Wang, Experiments in Fluids, 39, 754(2005)'in deneysel çalışmasında belgelendiği gibi kısmi geri tepme, birikme ve ayrık birikme olgusu gözlemlenmiştir. Beklendiği gibi yüksek teğetsel We sayılarında duvarın teğetsel hareketi damlacığı hareket yönünde uzatır ve bölünmeye neden olur. Bölünmüş biriktirme durumunda, kabarcık sürüklenmesinin kopma ve bölünmedeki rolünden bahsedilmiştir. Hem hareketli hem de sabit duvarlar için darbe dinamikleri hakkında bilgi sağlamak üzere her bir durum için zaman içindeki enerji profilleri çizilir. İlginçtir ki, viskoz dağılım çarpmadan önce hafifçe artmaya başlar ve kinematik fazda çarpmanın ardından ani bir artış gösterir. Genel olarak kinetik enerji, öncelikle dağılma ve yüzey genişlemesi nedeniyle düşer, daha sonraki aşamalarda ise yüzey hareketi ve damlacık geri çekilmesi sonucu artar. Sezgisel olarak karşı çıkın, teğet We arttıkça, viskoz dağılım daha yüksek bir değere ulaşır ve minimum kinetik enerji profilini daha yüksek bir değerle daha erken boyutsuz bir zamana kaydırır. Damlacıkların maksimum yayılımının gerçekleştiği boyutsuz zamanın teğetsel We sayısından daha az etkilendiği bulunmuştur. Hidrofobik yüzeylere damla karışımının nümerik simülasyonları Euler çok fazlı akış modeliyle gerçekleştirilmiştir. Damlacıktaki deformasyonlar için VOF modeli kullanılmıştır. Temas açısının önemi ve viskoz dağılım dağılımı ayrı ayrı Statik temas açısı (SCA) / Dimamik temas açısı (DCA) yaklaşımları ve laminar/türbülanslı akış rejimlerinde bulunur. Simülasyonlar 2 ve 3 boyutlu olmak üzere gerçekleştirilmiş ve kullanılan nümerik yöntemlerin dağıtımı sonuçları R. Rioboo, M. Marengo &C. Tropea, Experiments in Fluids, 33, 112(2002) tarafından yapılan statik duvarlara çarpan damlacık deneyi sonuçlarıyla karşılaştırılarak doğrulanmıştır. Statik kırılma çarpması sırasında sıvı içerisinde gerçekleşen iç akıntının özellikle bir kısmı geri tepeme oluşumları için analiz edilmiştir. Analiz sonucunda, damlacıkların temas açıklığında yakın dağılım yapıları bütünleşik olarak geri tepelemeyi engellemektedir. Hareketli duvar durumu içinse; kısmi geri tepeme, dağılma, parçalanma gibi oluşumlar R. H. Chen, H.W.Wang, Experiments in Fluids, 39, 754(2005) gözlüklü olarak gözlenmiştir. Beklenilmek üzere, Extreme Yüksek We sayılarında duvarın Extreme hareketliliği damlacığın hareketine izin verilmesi ve parçalanmasının sebebiyet vermektedir. Dağılma durumunda hava kabarcığı bölgelerin dağılma, sürüklenme ve ayrılma etkilerinden bahsedilmiştir. Bir durum için zamana bağlı enerji dağılımlarının grafik olarak çıkartılması hem durgun hemde hareketli duvarlarda çarpma dinamiği hakkında görüş sağlamıştır. Beklenmedik biçimde, viskoz dağılma çarpmanın hemen öncesinde çok azda olsa artmaya başlamaktadır ve çarpma anında kinematik bölümlere geçmenin ani bir artışı görülmektedir. Genel olarak, kinetik enerji öncelikle dağılma ve yüzeylerin verilerinden dolayı azalmakta, sonrasında ise yüzey hareketliliği ve damlacık geri çekilmesinden dolayı artmaktadır. Yatay Sayısı beklenmeyen bir şekilde artış, viskoz dağılması daha yüksek değerlere çıkmış ve boyutsuz zaman biriminde minimum kinetik enerji durumunu daha yüksek değerlerle daha erken aşamalara taşımıştır. En çok damlacık dağılmasının boyutsuz zamanda damlacığın aşırı uçlarında sunulduğu ve çok az etkilendiği koşullar vardır.
