Mechanical Engineering / Makina Mühendisliği
Permanent URI for this collectionhttps://hdl.handle.net/11147/4129
Browse
Search Results
Now showing 1 - 10 of 358
Conference Object Determination of Interfacial Heat Transfer Coefficient for a Mixed Convection Heat Transfer in a Vertical Channel Filled With Uniformly Heated Blocks(Begell House Inc., 2015) Çelik, Hasan; Mobedi, Moghtada; Manca,O.; Buonomo,B.The interfacial convective heat transfer coefficient of a periodic porous medium under mixed convection heat transfer is determined computationally by using volume averaging method. The porous medium consists of square blocks in inline arrangement. The continuity, momentum and energy equations are solved in dimensionless form for a representative elementary volume of porous medium and the velocity and temperature fields for different values of Richardson and Reynolds numbers are obtained. Based on the obtained results, the interfacial convective heat transfer coefficient is calculated by using volume average method. The temperature of the solid phase is considered uniform and different than the inlet temperature. A detailed discussion on the effect of the governing dimensionless parameters (i.e. Reynolds, Richardson numbers, and porosity) on the local and average interfacial Nusselt number is done. It is concluded that the local interfacial convective heat transfer coefficient increases with Reynolds number, however the rate of increase depends on Richardson number and porosity. The study is performed for two values of porosity of 0.51 and 0.94. © 2021, Begell House Inc. All rights reserved.Conference Object A Numerical Study on the Determination of the Effects of Pore To Throat Size Ratio on the Thermal Dispersion in Porous Media(Begell House, 2014) Özgümüş, Türküler; Mobedi, Moghtada; Özkol, ÜnverDirect pore-level numerical simulations are widely used to estimate macroscopic properties of fluid flow and heat transfer in porous media. Thermal dispersion is one of the most important macroscopic transport parameters for analyzing convective heat transfer in a porous medium. It should be known in order to predict the macroscopic temperature distribution. In the present study, a microscopic scale analysis is performed for a porous medium with periodic structure. A representative elementary volume is chosen from an infinite medium consists of rectangular rods in inline arrangement. The continuity and momentum equations are solved to obtain flow field and the energy equations for fluid and solid phases are solved to obtain microscopic temperature distributions in two phases. There are velocity and temperature deviations between macroscopic and microscopic local values. Volume averaging method is applied to the computed deviations and thermal dispersion conductivity of porous media is determined. The aim of this study is to analyze the effects of pore to throat size ratio on the longitudinal and transverse thermal dispersion in porous media. The study is performed for representative elementary volumes with different pore to throat size ratios and Reynolds numbers from 1 to 100. The study is performed for high porosity porous media (ε = 0.7 and 0.91). It is shown that the porosity and pore to throat size ratio have more influence on the transverse rather than longitudinal thermal dispersion. © 2014, Begell House Inc. All rights reserved.Research Project Patlamaya dayanıklı yarı küresel tekrarlı çekirdek malzemesi ihtiva eden sandviç yapıların geliştirilmesi ve optimizasyonu(TÜBİTAK - Türkiye Bilimsel ve Teknolojik Araştırma Kurumu, 2014) Taşdemirci, Alper; Güden, MustafaBu proje yarı küresel tekrarlı çekirdek malzemesi içeren sandviç yapıların geliştirilmesi ve bu yapıların patlama etkileri karşısındaki davranışlarının incelenmesini ve iyileştirilmesini amaçlamaktadır. Bu kapsamda deneysel ve nümerik teknikler bir arada kullanılmış ve hem deneysel tekniğin güvenilirliğinden hem de nümerik tekniğin sağladığı ek bilgilerden aynı anda faydalanılmıştır. Literatürde bir benzerine rastlanmamış olan yeni bir çekirdek malzemesinin geliştirilmesi ile üretilen sandviç yapı hem ülkemiz savunma sanayii envanterine önemli bir katkıda bulunmuş ve hem de ulusal ve uluslararası literatüre sunulmuştur. Bu proje kapsamında sandviç yapıyı oluşturacak malzemelerin statik ve yüksek şekil değiştirme hızlarındaki mekanik özellikleri tespit edilmiş ve bu tespit edilen özellikler daha sonraki adımlarda nümerik modellerde kullanılmıştır. Tasarlanan çekirdek malzemelerinin davranışları üzerine üretim yönteminin (derin çekme) etkisini de hesaba katmak amacıyla, kullanılan üretim yöntemi de modellenerek nümerik numuneler oluşturulmuş ve bunlar ileriki modelleme aşamalarında kullanılmıştır. Deney ve nümerik model sonuçları kullanılarak, sandviç yapıların ve çekirdek malzemelerinin düşük ve yüksek şekil değiştirme hızlarındaki ezilme davranışları ile bu yapıların atalet ve deformasyon hızı etkileri belirlenebilmiştir. Gerçekleştirilen patlama simülasyonları ile farklı konfigürasyon ve katman sayılarındaki sandviç yapıların patlama etkileri altındaki davranışları incelenmiş ve olumlu sonuç veren konfigürasyonlar tayin edilmiştir. Patlamaya karşı geliştirilen sandviç yapılardan beklenen en önemli özellikler koruma sağlanan yapıya iletilen kuvvetin minimize edilmesi ile birlikte enerji emiliminin maksimize edilmesidir. Bu amaçla tasarlanan konfigürasyonlar arasından en az kuvvet transfer eden ve en çok enerji emen konfigürasyonlar belirlenmiştir.Research Project Çapraz-kama haddeleme prosesinin teknik özelliklerinin Türk ve Belarus endüstrileri için detaylandırılması(2010) Güden, Mustafa; Yardımoğlu, Bülent; Çakırcalı, Metin; Kılıçaslan, CenkÇapraz kama haddeleme (ÇKH) üzerine son yıllarda yoğun deneysel ve modelleme çalışmaları yapılmaktadır. Çalışılan bu proje, ÇKH üzerine yapılan çalışmaların ötesinde daha detaylı deneysel ve modelleme çalışmalarını kapsamasının yanında, modellemede kullanılan malzeme özelliklerinin yüksek deformasyon hızlarında ve yüksek sıcaklıklarda belirlenmesini ve dolayısıyla daha hassas modelleme sonuçlarının elde edilmesini hedeflemiştir. Proje kapsamında, AISI 1045 çeliği ve Ti6Al4V alaşımı iş parçalarının ÇKH işlemi üzerindeki şekillendirme açısı, genişletme açısı, alan indirgemesi ve sürtünme katsayısı parametrelerinin etkileri ısıl-mekanik model analiziyle nümerik olarak araştırılmıştır. Yapılan nümerik analizler deneysel olarak ölçülen kalıp kuvvetleri ile doğrulanmıştır. Oda sıcaklığında gerçekleştirilen ÇKH işleminde, başlangıçta sürtünme katsayısı düşük olsa bile deformasyon esnasında oluşan ısınmadan dolayı yükselmektedir. Simülasyonlarda sürtünme katsayısı deneysel olarak belirlenen ortalama değer olan 0,5 alınmıştır. Ti6Al4V için belirlenen malzeme ve hasar modelleri Split Hopkinson Basınç Bar test sisteminde çentikli numunelere yapılan testlerle doğrulanmıştır. İş parçasının düşük ve yüksek sıcaklıklarda ÇKH işleminde, sıcaklığın, efektif gerinimin, efektif gerilmenin, maksimum asal gerilmenin, ortalama gerilmenin, üç eksenli gerilme parametresinin ve efektif gerinim hızının zamanla değişimi ısıl-mekanik analizlerle belirlenmiştir. Analizler, iş parçası üzerindeki sıcaklığın işlem sırasında homojen dağılmadığı göstermiştir. Düşük sıcaklıkta yapılan ÇKH işleminde iş parçası sıcaklığı artarken yüksek sıcaklıkta yapılan işlemde iş parçası sıcaklığı düşmektedir. Analizler, çalışılan proses parametre aralığında alan indirgemesinin ve genişletme açısının kalıp kuvvetleri, gerinim ve gerilmeler üzerinde en etkin işlem parametreleri olduğunu göstermiştir. Her iki parametrenin artışı ile kalıp kuvvetleri artmaktadır. Daha önce deneysel olarak gözlenen iş parçasının orta kesitinde oluşan çapraz kırılma simülasyonlarla doğrulanmıştır. İş parçası mikro yapısının ilk işlem sıcaklığı tarafından etkilendiği gösterilmiştir. İlk kez ÇKH prosesi uygulanan Ti6Al4V alaşımı için seçilen bir sıcaklıkta alan indirgemesi ve genişletme açılarına bağlı kırılma indeksi çıkartılmıştır.Research Project Patlama ve balistik tehditlere karşı koruyucu çok katmanlı malzeme sistemlerinin yüksek deformasyon hızlarında mekanik ve nümerik test metotlarının geliştirilmesi ve optimizasyonu(2011) Taşdemirci, AlperBu çalışmada ana amaç çok katmanlı zırh sistemlerinde kullanılacak malzemelerin yüksek deformasyon hızlarındaki mekanik davranışlarını ve gerilme dalgası ilerleyişi karakteris tiklerini incelemek ve bu amaca uygun çeşitli mekanik ve nümerik test metotları geliştirmektir. Bu amaçla ülkemizde bir ilk olarak Hopkinson basınç barı kurulmuştur. Proje kapsamında çeşitli ara yüzey malzemelerinin zırh sistemlerinin balistik performanslarına etkisi laboratuar ve açık saha o rtamında yapılan yapılan testler ve bu testlerin nümerik simülasyonları ile incelenmiştir.Research Project Mekanik titreşimlerin meme kanseri hücrelerinin davranışlarına etkisi(2015) Özçivici, Engin; Yalçın Özuysal, ÖzdenHer geçen gün artan epidemiyolojik bulgular fiziksel egzersizin kanser üzerinde, özellikle meme, prostat ve kolon kanserlerinde önleyici bir etkisi olduğunu ortaya koymaktadır. Varolan bulgulara rağmen kanser ve fiziksel egzersiz arasındaki etkileşimin biyolojik mekanizması hücre kültürü ve hayvan deneyleriyle ortaya çıkarılamamıştır. Tıbbi literatür egzersizin kanser üzerindeki önleyici etkisini sistemler bazında oluşan bağışıklık, metabolik aktivite, dolaşımdaki hormonlar ve vücuttaki yağ oranları ile açıklamaya çalışmaktadır. Buna rağmen, mekanik kuvvetlerin sağlıklı hücreler üzerindeki düzenleyici etkisi düşünüldüğünde bu etkilerin kanserli hücreler üzerinde de etkin olabileceğinden şüphelenilmektedir. Mekanik kuvvetleri kanser hücrelerinin üreme ve organizasyon özelliklerini kontrol etmek için kullanma düşüncesi alternatifleri göz önüne alındığında (örneğin kemoterapi, ışın tedavisi) yan etkilerinin yokluğu ve sinyallerin doğallığı sebebiyle oldukça avantajlıdır. Bu konuda yeterli bilimsel çalışma olmamakla beraber aynı zamanda kanser dokusu (tümör) mikroçevresi düşünüldüğünde bazı engeller ortaya çıkmaktadır. Tümörde hücre dışı matrisi sağlıklı dokulara göre daha sertken, kanser hücreleri bozulan altyapısal özellikleri sebebiyle sağlıklı hücrelere göre çok daha yumuşaktır. Bu yüzden tümör dokularında oluşan kuvvetler “stress shielding” adı verilen prensip sebebiyle hücreleri değil daha sert olan hücre dışı matrisin yüklenmesini sağlarlar. Önerilen projede bu durumun önüne geçilmek için kanser hücreleri matriste oluşan kuvvetlerden bağımsız ve Newton prensipleriyle, yani ivmelenen kütlede oluşan kuvvetler sayesinde yüklenmeye maruz bırakılacaktır.Research Project Farklı Kinematik Modellere Sahip Ana ve Bağımlı Robotları Olan Telerobotik Sistemin Geliştirilmesi: Teori ve Uygulamaları(2015) Tatlıcıoğlu, Enver; Zergeroǧlu, Erkan; Dede, Mehmet İsmet CanProje kapsamında farklı kinematik modellere sahip ana ve bağımlı robotları olan telerobotik sistemler için denetleyicilerin tasarlanması ve İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü ve Gebze Teknik Üniversitesi (eski adı Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü) arasında gerçekleştirilecek deneyler ile gerçeklenmesi hedeflenmiştir. Proje kapsamında robot kolları için görev uzayı ve eklem uzayı denetleyicileri tasarlanmıştır. Tasarlanan denetleyiciler kinematik ve/veya dinamik model belirsizlikleri ile mücadele ederken aynı zamanda da eklem hızlarının ölçümlerinin eksikliği hız gözlemcileri giderilmiştir. Kararlılık analizleri Lyaunov tarzı yöntemler kullanılarak gösterilmiştir. Tasarlanan denetleyicilerin başarımları benzetim çalışmaları ve deneylerle gösterilmiştir. Ardından telerobotik çalışmalarına geçilmiştir. Telerobotik sistemlerin görev uzayında denetlenmesini sağlayan iki denetleyici tasarlanmış ve başarımları benzetimlerle gösterilmiştir. Daha sonra model aracılı denetim ve doğrudan teleoperasyon yöntemleri farklı kinematik modellere sahip ana ve bağımlı robotlardan oluşan telerobotik sistemler için deneysel olarak kıyaslanmıştır. Son olarak İzmir Yüksek Teknoloji Enstitüsü ile Gebze Teknik Üniversitesi arasında internet ağı üzerinden farklı serbestlik derecelerine ve farklı kinematik modellere sahip robotlar arasında teleoperasyon deneyleri başarıyla yapılmıştır.Research Project Faz doppler anemometresi, sprey momentum akışı ve sprey görüntüleme benzin direkt enjektörleri araştırması(2015) Rodriguez, Alvaro DiezDirek enjeksiyon teknolojileri, son yıllarda yakıt tüketimini ve çevre kirliliğne yol açacak maddelerin oluşumunu daha da azaltacak güce sahip olduğunu göstermiştir. Ancak daha gelişmiş bir sprey oluşumuyakıt- hava karışımını ve yanmayı anlamayı gerektirir. Bu rapor, sabit hacimli yanma odasında flash boiling görülen düşük sıcaklıkta ve yüksek sıcaklıktaki direk benzin enjeksiyonu enjektörleri araştırmasını sunar. Spreyler deneysel olarak momentum akısı, yüksek hızda görüntüleme ve Faz Doppler Anemometresi aracılığı ile araştırılmıştır. Bu projenin bir parçası olarak, düzenli rejim boyunca ticari bir program kullanılarak nümerik bir model geliştirilmiştir. Bu modelin doğrulanması için de deneysel verilerden faydalanılmıştır. Bu araştırmada flash boiling şartlarının daha kısa penetrasyonla daha geniş bir sprey oluşturularak sprey biçimi üzerinde büyük bir etkisi olduğu gösterilmiştir. Buna ek olarak bu spreylerin flash boiling olmayan koşullarla kıyaslandığında daha homojen bir yapıda olduğu görülmüştür. Nümerik model düzenli rejim için geliştirilmiştir. Ancak sayısal modelin motor silindirinin içindeki koşulları araştırmak ve iyileştirilmesi için geçici rejimde uygulanmadan önce daha fazla geliştirilmesi gerekir.Research Project Biyodizel Yakıtlarda Alevin Ötelenme (lift-off) Mesafesi ve Ateşleme Gecikmesinin Çalışılması(2016) Rodriguez, Alvaro DiezBu arastırma projesi kapsamında, biyodizel yakıtların alev ötelenme mesafesi ve tutusma gecikmesi, optik erisimi olan sabit hacimli bir yanma odası içerisinde incelenmistir. Alev ötelenme uzunlugu ve tutusma gecikmesi ölçümleri için Schlieren teknigi kullanılmıstır. Yakıt spreylerinin testi için sabit hacimli bir yanma odasının kurulumu ve testleri gerçeklestirilmistir. Çevre hava kosullarının benzetimi için sabit hacimli bir yanma odası içerisinde argon, oksijen, azot ve asetilen gazlarından olusturulan karısımın ön yanma islemiyle yanma ortam kosulları olusturulmustur. Ön yanma islemi için gerekli olan gaz karısımı oransal valflerin PID kontrolü ile gerçeklestirilmistir. Tek delikli bir yakıt enjektörü, yakıt spreylerinin yanma odası içerisinde olusturulması için kullanılmıstır. Farklı biyodizel yakıtların alev ötelenme mesafesi ile otomatik atesleme arasındaki iliskileri açıklamak üzere testler yapılmıstır.Research Project Biyobenzetim tabanlı enerji yutucu zırh sistemlerinin tasarımı ve optimizasyonu(2017) Taşdemirci, Alper; Güden, MustafaProje kapsamında bir deniz kabuklusu olan balandan ilham alınarak geliştirilmiş bir yapının enerji emme karakteristikleri incelenmiştir. Bu amaçla öncelikli olarak biyobenzetim sistemin tasarımı ve üretimi gerçekleştirilmiştir. Geliştirilen yapının konvansiyonel enerji yutucu geometrilere göre aynı ağırlık seviyelerinde çok daha üstün enerji emme kabiliyetine sahip olduğu tespit edilmiştir. Yapıların üretimi için derin çekme metodu tercih edilmiştir. Bu metot hem seri üretime oldukça uygundur hem de üretilen malzemelerin artık gerilme ve şekil değiştirme ihtiva etmelerinden dolayı mekanik özellikleri daha yüksek seviyelerde elde edilmektedir. Balan yapısı iki bileşenden oluşmaktadır, bunlar iç çekirdek ve dış kabuktur. Deformasyon sırasında bu iki bileşen arasında etkileşim meydana gelmekte ve yapının toplam enerji emme ve yük taşıma kapasitesi artmaktadır. Statik hızlarda bu artış % 50 seviyelerinde iken dinamik hızlarda bu artış % 150 sevilerine ulaşmaktadır. Geliştirilen sandviç yapının statik ve dinamik ezilme karakteristikleri de incelenmiştir. Ayrıca bu yapılara nümerik olarak patlama yükleri etkilerine maruz bırakılmışlardır. Bu çalışma sırasında balan yapıların diziliminin davranışa olan etkisi de incelenmiştir. Seçilmiş alternatif konfigürasyonlar (tamamı düz, tamamı ters, bir ters bir düz ve bir sıra ters bir sıra düz) arasından düz olarak dizilmiş sandviç yapının en yüksek tepe kuvvetine sahip olduğu en düşük tepe noktası kuvvetinin ise bir ters bir düz yapıda elde edildiği gösterilmiştir. Geliştirilen sandviç yapı 5 kg TNT patlayıcı yüküne 350 mm mesafeden koruma sağlamayı başarmıştır.