Numerical analysis
58 theses under this subject heading
Türkiye'de 2020 öncesi trafik kazalarının değerlendirilmesi
Giriş ve Amaç: Trafik kazaları her yıl 1 milyondan fazla insan hayatını kaybetmesine ve 20-50 milyon kişinin yaralanmasına veya sakat kalmasına neden olmaktadır. Trafik kazası yaralanmaları küresel olarak önemli bir halk sağlığı sorunudur. Bu çalışmada meydana gelen trafik kazalarının sayısal analizi kullanılarak trafik kazasına karışan kişi ve araç sayıları ile hangi bölgelerimizde ve hangi zaman aralığında yoğunluk yaşandığının tespit edilmesi ve trafik kazalarının nedenlerinin ortaya konulması amaçlanmıştır. Materyal ve Metot: TÜİK web sitesinin trafik kazası ve araç istatistiki verileri kullanılmıştır. TÜİK veri tabanından, 2016-2020 yılları arasındaki trafik kazaları analiz edildikten sonra tasnif edilmiştir. Veriler temel istatistik yöntemleri kullanılarak değerlendirilmiştir. Bulgular: Bu çalışmada 2016-2020 yılları arası baz alınarak değerlendirildiğinde, ölümlü ve yaralanmalı kaza sayılarında 2019 ve 2020 yıllarında bir düşüş yaşandığı, motosiklet ile kazaya karışan sürücülerin büyük bir kısmının kaza sonrasında yaşamını kaybettiği, traktör kazalarında yüksek oranla kaza yerinde ölüm oluştuğu, ölümlü kazalarda erkeklerin %55,91' inin sürücü olarak, kadınların %65,08' inin yolcu olarak hayatını kaybettiği, trafik kazası neticesinde Türkiye'nin doğu bölümünde batı illerine göre daha düşük yaralanma ve ölüm oranının yaşandığı, ölüm oranının en yüksek olduğu yaş grubunun 65 yaş ve üzeri, yaralanma oranının en yüksek olduğu yaş grubunun ise 15 – 24 yaş grubu olduğu, ölüm ve yaralanma oranlarının yaz aylarında ve hafta sonlarında pik yaptığı gözlemlenmiştir. Sonuç: Trafik tedbirlerinin hafta sonu ve yaz aylarında arttırılması, kara yollarının iyileştirilmesi ile veriler dâhilinde daha etkili tedbirler alınması sonucunda trafik kazalarının azalacağı kanaatindeyiz.
Hesaplamalı yöntemlerle yerleşke morfolojisini okumak: Bursa Uludağ Üniversitesi Görükle kampüsü örneği
Cumhuriyetin ilanı ile başlayan yükseköğretim kurumlarının kurulması süreci, eğitimin gerçekleştirileceği fiziksel mekân ihtiyacı doğurmuştur. Bu bağlamda, kentsel alanlardaki yaşayışı değiştirmemek, kent dışı alanları değerlendirmek ve özerk yaşam çevreleri oluşturmak için, büyük şehirlerden başlanarak kampüsler kurulmuştur. Kampüs kurulma süreçleri yarışma ya da görevlendirme yoluyla gerçekleştirilmiştir. Gelecekteki eğitim ve toplumsal ihtiyaçların tahmini sonucu kampüsler için çeşitli morfolojiler önerilmiştir. Süreçler sonucunda yukarıdan aşağıya doğru tasarlanan kampüs yapıları inşa edilmiştir. Günün imkanları göz önünde bulundurulduğunda bu tahmin süreçleri sezgisel olarak gerçekleştirilmiştir. Son yıllarda sezgisel yöntemlere alternatif olarak analitik yöntemler geliştirilmiştir. Geliştirilen bu yöntemler ile son ürünün matematiksel olarak tahminleri yapılabilir hale gelmiştir. Bu doğrultuda gerçekleştirilen çalışmanın amacı, geçmişte tasarlanan bir kampüs yapısının günümüz koşullarına cevap verirken yaşadığı farklılıkları araştırmaktır. Çalışmada mekân dizimi ve fraktal analiz yöntemleri kullanılarak tasarım öngörüsü ile yaşayıştaki fark ifade edilmeye çalışılmıştır. Çalışma kapsamında önerilen analiz teknikleri, Sezar Aygen tarafından 1978 tarihinde tasarlanan Bursa Uludağ Üniversitesi Görükle Kampüsü üzerinde uygulanmıştır. Süreci anlayabilmek adına ilk tasarım, 2000 yılı durumu ve günümüz durumunu içeren, sentaktik ve fraktal analizler yapılmıştır. Analizler sonucu elde edilen değerler ile toplumsal, sosyal ve fiziksel değişkenlerin etkisiyle ortaya çıkan farklılıklar sayısal olarak ifade edilmiş ve sonuçların mekânsal karşılıkları yorumlanmıştır. Emsal teşkil edecek olan farklılıkları en aza indirmek için sürecin sezgisel değil analitik olarak değerlendirilmesi gerektiği kanısına varılmıştır. Hesaplamalı süreçten elde edilen bilgi birikimi ile tasarım önerileri geliştirilerek pozitif etkileri ifade edilmiştir.
Aerodinamik kanatlı radyal fan tasarımı ve sayısal analizi
Bu tez çalışmasında aerodinamik kanatlı radyal fan tasarımı yapılması amaçlanmıştır. Literatürde birçok fan sistemi bulunmaktadır. Bu sebepten dolayı ilk olarak fanlar hakkında kapsamlı literatür çalışması yapılarak fan seçim kriterleri verilmiş ardından radyal fan tasarımı içerisinde değiştirilen kanat yapılarının sonuca olan etkisi incelenmiştir. Bu amaçla ilk olarak farklı aerodinamik kanat yapıları analiz edilerek her bir kanat yapısının hız, basınç, akış çizgisi ve kaldırma katsayısı sonuçları verilmiştir. İncelenen analizler doğrultusunda NACA 0006 ve EPPLER 421 kanat yapıları seçilmiştir. Seçilen aerodinamik kanat yapıları ve sabit kesitli kanat yapısı kullanılarak altı farklı fan tasarımı CAD ortamında modellenmiştir ve analiz için uygun hale getirilmiştir. Analizler çark içerisinde bulunan kanat yapıları ve kanatların pozisyonları değiştirilerek gerçekleştirilmiştir. Aerodinamik kanat yapıları kullanılarak modellenen fan tasarımları analiz edilerek sonuçlar karşılaştırılmıştır. Analizler doğrultusunda seçilen aerodinamik kanatlı radyal fan ile sabit kesitli kanatlara sahip radyal fan sistemi farklı debiler altında çözümlenerek fan performans eğrileri elde edilmiş ve kanat yapısının performansa olan etkisi incelenmiştir.
Shear strength enhancement of prestressed hollow-core slabs using fiber reinforced concrete
Many countries used the precast prestress hollow slabs due to their easy installation and reduced construction time and high-quality control. Shear reinforcements are utilized to improve shear resistance and shift reinforced concrete's failure mode to a more ductile failure mode. Hollow-core slab failure, caused by concrete brittleness, is one of the most hazardous failures in structure construction. Many experimental and analytical research investigations have shown that the addition of fibers in the appropriate amounts improves the shear behavior of Reinforced concrete elements, allowing them to completely or partially replace conventional web reinforcement. The objective of the current research is to study the effect of polypropylene on the shear strength in the prestressed precast hollow slabs. Hollow-core slab (42 cm high, 120 cm wide, and 600 cm long) were investigated under shear loading. Two sample model were investigated on each model varying the shear-span-to-effective depth ratio (𝑎/𝑑 = 2.8 and 𝑎/𝑑 = 3.5 according to EN1168). The test program was carried out to investigate the effect of Polypropylene fiber mix with concrete by varying content such as 0, 0.5, 0.8, 1.15, and 1.5% to find the optimum polypropylene fiber content. All the groups were tested by using the ANSYS program as a tool for finite element investigation. The results showed improvement of up to 35% in the load capacity with 1.15% of fibers, moreover, the deflection decreased by 20% at the same load level
Yatay yüklü tek ve grup kazıkların davranışının nümerik yöntemlerle incelenmesi
Bu çalısmada yanal yüklü kazık gruplarında zemin kazık etkilesimi ve grup etkisi (kazık/zemin kazık etkilesimi) farklı nümerik analiz yöntemleri ile incelenmesi amaçlanmıstır. Bu amaçla yatay yüklü tek kazık ve kazık grupları için gelistirilen nümerik analiz yöntemleri gözönüne alınarak farklı yükleme, zemin özellikleri, kazık çap ve boyları için çelik boru kazıkların analizleri yapılmıstır. Bu analizlerde MPile isimli bir yazılımdan yararlanılmıstır. Yapılan analizler ile ilk olarak tek kazıkların yatay yükler altında davranısı Elastik ve Plastik Poulos Yöntemleri ile incelenmis daha sonra yatay yükler altındaki grup kazıklarda kazık-zemin-kazık etkilesimi dört farklı yöntem ile incelenmistir. Bu yöntemler Mpile programında verilen adları ile, Cap Model, Cap Soil Interaction Model, Elastik ve Plastik Poulos Model lerdir. Bu yöntemlerden Cap Model'de kazıklar arası etkilesim (kazıkzemin- kazık etkilesimi) gözönüne alınmamakta, Cap-Soil Interaction Model'de elastik Mindlin Kuramı'ndan yararlanılmakta ve Poulos Yöntemi'nde ise kazıklar arası elastik bir ortam olarak modellenmektedir. Yatay yüklü tek ve grup çelik boru kazıklar üzerinde farklı analiz yöntemleri ile farklı zemin özellikleri ve kazık boyutları için gerçeklestirilen analizlerden elde edilen sonuçlar biribiri ile karsılastırılmıstır. Yapılan karsılastırmalarda zeminin elasto-plastik davranısının önemli oldugu ve grup etkisinden dolayı kazık grupları gruptaki bitr kazıga gelenyüke esit bir yüklemeye maruz tekil kazıga göre daha fazla deplasman yaptıgı görülmekte ve kazık-zeminkazık etkisinin dikkate alınması gerektigi anlasılmaktadır. Anahtar kelimeler: Yatay yüklü kazıklar ve kazık grupları, Yatay yüklü kazıkların analizi, Kazık-zemin-kazık etkilesimi,
Kramers-kronig bağıntılarının dielektrik verilerine uygulanması
Kompleks dielektrik sabitinin reel ve sanal kısımlarını bir birine bağlayan Kramers- Kronig dönüşümleri kompleks dielektrik sabitinin hem empirik fonksiyonlarında hem de deneysel verilerin analizinde kullanılmaktadır. Kramers-Kronig dönüşümleri için nümerik integrasyon metodlanndan biri üzerinde çalışılmış ve Kramers-Kronig dönüşümlerini analitik olarak sağlayan bir fonksiyon referans olarak seçilerek Maclaurin's formülü için Fortran dilinde bir bilgisayar programı yazılmıştır. Elde edilen sonuçlardan, nümerik Kramers-Kronik dönüşümü ile analitik yoldan elde edilen verilerin birbiriyle çok iyi uyum içinde olduğu bulunmuştur. Ayrıca bu dönüşümün geçerli olduğu frekans aralıkları da ilk defa tarafımızdan belirlenmiş bulunmaktadır.
Sonlu şekil değiştirme ve/veya sonlu dönme yapan yüzeysel taşıyıcı sistemlerin teorik ve sayısal analizi
ÖZET Bu çalışmada, dönel simetrik sonlu şekil değiştirme ve/veya sonlu dönme yapan dönel yüzeysel taşıyıcı sistemlerin teorik ve sayısal analizi yapılmıştır. İncelenen malzemenin kauçuk benzeri (hiperelastik ve şekil değişimi öncesi izotrop) olduğu varsayılmaktadır. Enine (karşılaştırma yüzeyi normali doğrultusundaki) normal şekil değiştirmeler (dolayısıyla kalınlık değişimleri) ve enine kayma şekil değiştirmeleri gözönüne alınmaktadır. Problem, hem fiziksel hem de geometrik olarak kuvvetle nonlineerdir. İlgili cebirsel ve diferansiyel denklemlerin kapalı çözümü mümkün olmadığından sayısal çözüm yöntemlerine başvurulmuştur. İlgili doğrusal olmayan diferansiyel denklemler, integrasyon matrisleri ile doğrusal olmayan cebirsel denklemlere dönüştürülmüş ve cebirsel denklemlerin Newton-Raphson yöntemi ile sayısal çözümü yapılmıştır. Sonlu şekil değiştirme ve/veya sonlu dönme yapan kabuklar için önerilmiş olan iki teorinin konuyla ilgili çeşitli problemler üzerinde sayısal karşılaştırmaları yapılmıştır. XV...,; /f
Türkiye'de 2003-2017 yılları arasında hasat edilen bazı odun dışı orman ürünlerinin sayısal analizi
Yapılan bu çalışmada, Türkiye'de Odun Dışı Ürün ve Hizmetler Dairesi Başkanlığı tarafından kaydı tutulan ürünlerin 2003 ve 2017 yılları arasındaki güncel durumu ortaya konmuştur. Ayrıca, toplamda 147 odun dışı orman ürünlerinden rastgele 20 tane ürün seçilmiş ve seçilen bu ürünlere trend analizi uygulanmıştır. Analiz sonucunda; Defne, Erica Kök Odunu, Kuşburnu, Fıstık Çamı Kozalağı, Yosun, Harnup, Ihlamur Çiçeğinde bir artış trendi söz konusu iken, Sumak Yaprağı ve Sandal Meyvesinde azalış trendi olduğu görülmüştür. Lavanta, Smilax, Meşe Palamudu, Katır Tırnağı, Göl Soğanı, Çıra, Ökse Otu, Alıç Yaprağı, Kitre, Reçine ve Kuzu Göbeği Mantarında artış ya da azalış yönünde hangi bir trend olmadığı analiz sonuçlarından anlaşılmıştır.
Yüksek lift katsayısına sahip S1223 kanat profilinde laminer ayrılma kabarcığı kaynaklı tutunma kaybının pasif akış kontrolü ile sayısal olarak incelenmesi
Doğal ve insan yapımı uçan araçlar, geniş bir yelpazede kullanılmaktadır. Günümüzde mini İnsansız Hava Araçlarına (İHA) olan ilgi sürekli olarak artmaktadır. İHA araçlarının performansını etkileyen en önemli parçası kanatlardır. Bu nedenle geçmişten günümüze kadar birçok araştırmanın ve deneylerin odak noktası olmuş ve olmaya devam etmektedir. Bilimsel ve teknolojik gelişmeler sayesinde, havadaki nesnelerin davranışlarını yöneten fiziksel prensipleri incelemek ve analiz etmek mümkün hale gelmiş ve bu da çeşitli havacılık uygulamaları için yüksek verimli kanat geliştirmenin önünü açmıştır. Düşük Re sayılarında yüksek kaldırma kuvvetine sahip kanatlar konusu, yıllardır birçok akademik araştırma ve çalışmada yoğun ilgi görmüş ve görmeye devam etmektedir. Bu çalışmada, düşük Re sayılarında yüksek kaldırma kuvvetine sahip olan ve mini insansız hava araçlarında kullanılması önerilen S1223 kanat profilinin aerodinamik performansı analiz edilerek doğrulanmıştır. Ayrıca, daha yüksek kaldırma kuvveti/sürüklenme kuvvetine oranına sahip olan modifikasyonlu bir kanat geliştirmeye odaklanılmıştır. Bu amaçla S1223 kanat profilinin üst yüzeyinde oluşan ve performansı olumsuz etkileyen titreşimlere ve türbülansa neden olan Laminer Ayrılma Kabarcıklarının (LSB) bölgeleri belirlenmiştir. Kanat verimliliği arttırmak ve oluşan LSB'lerin etkisini azaltmak amacıyla kanat yüzeyinde biri eğimli yüzeye sahip olan diğeri genişlik, uzunluk ve derinlik oranları değişen oyuklu modifikasyonlar yapılmıştır. Bu modifikasyonlar sonucu tasarlanan kanat profilleri 𝐶𝑙 katsayısı, 𝐶𝑑 katsayısı, 𝐶𝑙/𝐶𝑑 oranı, 𝐶𝑝 dağılımı, hız ve basınç konturlarının değişimleri, 0° hücum açısından stall(durma) açısına kadar 2° artırılarak ve Re sayısının 200.000, 300.000 ve 400.000 olduğu durumlar için incelenmiştir. İncelenen her durum için aerodinamik performans katsayısı değerleri belirlenmiştir. Yapılan analizler sonucunda kanat üst yüzeyinde düz eğimli yüzey kullanımının performansı arttırdığı, dairesel oyuklu yüzey kullanımının ise performansı düşürdüğü tespit edilmiştir. Fakat kanat üst yüzeyinde dairesel oyuk kullanmanın LSB bölgelerinin yok olmasına sebep olmaktadır. Düşük Re sayılı hava araçlarında S1223 kanat profilini kullanmak yerine tüm hücum açılarında ve Re sayılarında iyileşmenin olduğu 4°'lik eğim açısına sahip ve O S1223_4 kodu ile isimlendirilen kanat profilinin kullanılması aerodinamik performansı arttırmaktadır
Kum zemine gömülü tekil kazık ve kazık gruplarının çekme yükü etkisindeki davranışlarının incelenmesi
Bu çalışmada, kum zemine gömülü tekil kazık ve kazık gruplarının çekme yükü etkisindeki davranışları deneysel ve sayısal olarak incelenmiştir. Deneylerde; kazık yüzeyi, kazık gömülme oranı (L/D) ve zemin sıkılığı (Dr) gibi parametrelerin çekme kapasitesi üzerindeki etkileri araştırılmıştır. İki farklı kazık yüzeyi (pürüzlü ve pürüzsüz) ve zemin sıkılığı (%30 ve %80) için kazıklar arası mesafe oranının (S/D) etkisi incelenmiş ve en büyük çekme yükü değerini veren optimum mesafe oranı belirlenmiştir. Ayrıca kazık grubundaki her bir kazığa yük hücresi bağlanarak kazık yerleşiminin çekme kapasitesini ne oranda değiştirdiğinin tespiti amaçlanmıştır. Çalışmada, sıkı kum zemine gömülü kazıkların, PLAXIS 3D bilgisayar programı kullanılarak, üç boyutlu sonlu elemanlar yöntemi ile sayısal çözümü yapılmıştır. Deneysel ve sayısal çalışmalardan elde edilen sonuçların uyumlu olduğu görülmüş ve çalışmanın sonucunda, araştırılan parametrelerin kazıkların çekme yükü üzerinde önemli bir etkiye sahip olduğu belirlenmiştir.
Numerical investigation of using nanofluid coolant in PVT system
In this thesis, a numerical study of a photovoltaic thermal (PVT) system with nanofluid was conducted due to its increasing popularity as clean energy in recent years. The analyzed PVT collector consists of glass, top transparent ethylene vinyl acetate (EVA) layer, monocrystalline silicon solar cell, bottom transparent EVA layer, tedlar polyvinyl fluoride (tedlar) layer, thermal paste, copper absorber plate and copper tubes. The PVT collector was designed in 3D in order to investigate the effect of nanofluid use in the PVT system. Finite element method was used for numerical analysis. Studies in the literature were considered for the selection of the dimensions of the PV panel and the materials of the layers that consist of the PV panel. The layers that forms the photovoltaic panel were examined in detail in the analysis. Hexagonal Boron Nitride (hBN) material, which was not used as a part of the coolants in PVT systems before was used in this numerical study. First of all, the results obtained by the numerical analysis for hBN/water nanofluid and water were compared. Then, analyzes were performed for determining the effect of different hBN concentrations, flow rate and hBN nanoparticle diameter on the performance of the PVT system. Fluid outlet temperature, cell temperature, thermal, electrical and overall efficiency were determined for the PVT collector. The results show that the hBN/water nanofluid improves the performance of the PVT system.
Kum zemine gömülü helisel kazıklarda örselenme etkisinin sayısal olarak incelenmesi
Bu tez çalışmasında, sıkı kum zemin içerisinde inşa edilen helisel kazıkların davranışı sayısal ve analitik yöntemler kullanılarak incelenmiştir. Bu araştırmada büyük ölçekli arazi deney sonuçları ile sayısal ve analitik çalışmaların sonuçları kıyaslanarak doğruluğu gösterilmiştir. Bu araştırmalar sırasında helis plakası sayısı (N), helis plakalarının yeri (G), helis plakası çapı (D), helis plakaları aralığı (S/D), kazık gömülme oranı (H/D) özellikleri incelenmiştir. Sayısal analizlerde örselenme ve sürtünme etkileri dikkate alınmıştır. Sayısal analizler ve analitik hesaplarda çekme ve basınç etkisine maruz kalan helisel kazıkların, taşıma gücünü etkileyen faktörler irdelenmiş ve tasarıma yönelik optimum değerler önerilmiştir. Plaxis 2D ile yapılan sayısal analizlerin sonucunda; araştırılan bu parametrelerin helisel kazıkların dayanımını büyük oranda etkilediği saptanmıştır. Analiz sonuçları, helisel kazıkların tasarımında örselenme ve sürtünme etkilerinin dikkate alınmasının gerekli olduğunu göstermiştir.
Dönel akışkanların nümerik incelenmesi
Bu makale, YHP modeli ile modellenen yüzey pürüzlülügünün, dönen BEK akışlarındaki bazı akı¸sların konvektif kararsızlıgı üzerindeki etkilerini araştırmaktadır. Lineerleştirilmiş pertürbasyon denklemleri Chebyshev polinomları kullanılarak çözülür. Sonuçlar, dönen disk yüzeyinde yüzey pürüzlülügünün varlığının akı¸sların kararsızlık özelliklerini degiştirdi gini ortaya koymaktadır. Tip I modu, pürüzlülük arttıkça daha yüksek Reynolds sayısında başlar. Ancak, Tip II modu daha önceki Reynolds sayılarında başlar. Bulgular ayrıca, artan pürüzlülük ile birlikte dönen girdapların miktarında bir azalma oldugunu ortaya koymaktadır. Bu nedenle, artan pürüzlülügün Tip I mod üzerinde dengeleyici bir etkiye sahip oldugu, ancak Tip II mod üzerinde kararsızlaştırıcı bir etkiye sahip olduğu sonucuna varılabilir. Anahtar sözcükler: Akış kontrolü, Bödewadt akışı, Von Karman akışı
Modeling local scour using k-? turbulence model and soft computing techiques
In this study, a hybrid numerical-analytical model is developed, which simulates the temporal evolution of local scour downstream of hydraulic structures, and simulates the flow patterns in the scoured zone. The hybrid model consists of an analytical model and a k-? turbulence model. The analytical model analyzes the external forces acting on a bed grain and models the instantaneous shape of the scour hole solving an integro-parabolic equation. The numerical model derives the instantaneous shape of mobile bed and simulates the flow patterns in the corresponding scour hole.The proposed model is verified by experimental data taken from the studies of others in the literature, predictions of commercial software and numerical studies in the literature. The proposed hybrid model predicted the temporal evolution of local scour downstream of hydraulic structures, and simulated the flow patterns in scoured hole with quite good agreements with the experimental ones. The proposed hybrid model proved to be efficiently used in complex hydraulic engineering problems. The use of a new approach to prediction of local scour, soft computing technique, is presented. Artificial Neural Networks and Genetic Programming based models are developed, which predict the local scour downstream of hydraulic structures. The results encourage the use of soft computing technique in very complex hydraulic engineering problems.
İçerisi faz değiştiren maddeyle dolu kapalı bir sisteme yerleştirilen esnek kanatların enerji depolamaya etkilerinin incelenmesi
Enerji depolama konusu son yıllarda artan enerji maliyetlerinden dolayı oldukça önem kazanmıştır. Özellikle ısı enerjisinin depolanması oldukça zor bir konudur. Bu açıdan bakıldığında yine son yıllarda faz değiştiren maddeler ısı depolama için çözüm yöntemi olarak önerilmektedir. Faz değiştiren maddelerin performansını arttırmak için pasif ısı transferi iyileştirme yöntemleri kullanılabilir. Bu yöntemlerden biri de bu çalışmada incelenen FDM içine yerleştirilmiş esnek kanatlardır. Bu tez çalışmasında, içerisi faz değiştiren maddeyle dolu kapalı bir sisteme yerleştirilmiş esnek kanatların enerji depolama, erime, ısı ve akış parametrelerine etkileri sayısal akışkanlar mekaniği ve ısı transferi teknikleri kullanılarak bilgisayar ortamında simülasyon programı ile sayısal olarak incelenmiştir. Planlanan çalışma için literatür incelendiğinde esnek cisimlerin erime ve katılaşma olayına etkilerini araştıran çalışmalara rastlanmamıştır. Bu açıdan çalışmanın, literatürde önemli bir boşluğu dolduracağına inanılmaktadır. Sonuçlar, içerisi faz değiştiren maddeyle dolu kapalı bir sisteme yerleştirilmiş esnek kanatların ısı enerjisi depolama konusunda ve erime hızının kontrolü açısından ilave enerji gerektirmeksizin bazı avantajlar sağlayabileceğini ortaya koymaktadır.
Farklı çalışma parametrelerinde katı oksit yakıt pillerinin sayısal analizi
Katı oksit yakıt pilleri (KOYP), direkt olarak elektro-kimyasalreaksiyonlarla kimyasal enerjiyi elektrik enerjisine çeviren, yükseksıcaklıklarda (600?1000°C) yüksek enerji dönü şümü sağlayansistemlerdir. Bir KOYP hücresi temel olarak Membran Elektrot Grubu(MEG) ve interkonektörlerden oluşmaktadır. KOYP performansı MEGmalzemeleri ve dizaynı (elektrolit destekli, anot destekli; düzlemsel,tübular) hücre dizaynı, çalışma koşulları (sıcaklık, basınç,konsantrasyon, debi, vb.) gibi çeşitli parametrelere bağlıdır. Buparametrelerin her biri araştırmacılara konu olmaktadır. Birçokaraştırmacı bu parametrelerin değerlendirmesinde sistemi sayısalolarak modellemeyi kullanmaktadır. Bu çalışmada KOYP tek hücreninelektrik performansı ve sıcaklık dağılımını incelemek için üç boyutlu birKOYP modeli geliştirilmiştir. KOYP modelinin ticari bir sayısalakışkanlar dinamiği kodu olan FLUENT programı ile sayısal çözümüyapılmıştır. Geliştirilen model yapılan deneysel çalışmalar iledoğrulanmıştır. Doğrulanması yapılan model üzerinde çalışma sıcaklığı(700?750 ve 800oC), yakıt/hava akış yönü, yakıt/su buharı oranı,yakıt/hava debi değişimi ve elektrolit kalınlığı gibi parametrelerin KOYPperformansına etkileri incelenmiştir. Bu çalışma sonuçlarına bağlı olarak en iyi elektriksel performans ve yüksek termal stabilitiye göreçalışma parametreleri optimize edilmiştir.
İçerisinde ısıtıcı bloklar bulunan bir kanalda, osilasyonlu akışın ve ısı transferinin sayısal ve deneysel olarak incelenmesi
Bu çalışmada, duvarlarından birinde ısı yayan bloklar bulunan bir kanal içindeki akış ve ısı transferi ele alınmıştır. Akışkan olarak kullanılan havanın kanal girişindeki hızı, zamana bağlı sinüs eğrisi şeklinde periyodik olarak değiştirilmiştir. Deneysel ve sayısal çalışmalar yapılarak, osilasyonun kanal içindeki akış yapısına ve ısı transferine etkisi incelenmiştir. Problem iki boyutlu ve zamana bağlı olarak formüle edilerek, sayısal çalışmalar laminer ve türbülanslı akışlar için gerçekleştirilmiştir. Bloklarda hacimsel ısı üretimi olduğu varsayılmıştır. Sayısal analizlerin gerçekleştirilebilmesi için kontrol hacmi yaklaşımına ve SIMPLE algoritmasına dayanan bir bilgisayar programı geliştirilmiştir. Türbülansın modellenmesi için k-? türbülans modeli kullanılmıştır. Konveksiyon terimlerinin diskritizasyonu için hybrid metot kullanılmıştır. Zamana bağımlı terimler ise tam implicit metot kullanılarak diskiritize edilmiştir. Cebirsel denklemlerin çözümü için ise Gauss-Seidel iterasyon tekniği kullanılmıştır. Geliştirilen program yardımıyla, çözüm alanı içersindeki hız ve sıcaklık dağılımı belirlenmiştir. Elde edilen sıcaklık dağılımı kullanılarak, blok yüzeylerindeki anlık yerel, anlık alan ortalama ve alan ve zaman ortalama Nusselt sayıları hesaplanmıştır.Deneysel çalışmalar için, bir deney düzeneği kurulmuş ve osilasyonlu akış durumu için deneysel veriler elde edilmiştir. Kanal ve blok geometrik boyutları sabit tutularak, Reynolds sayısının 250, 500, 750, 1000, 10000, 20000, 30000 ve 40000 değerleri, giriş hızı genliğinin 0.0Uo, 0.2Uo, 0.4Uo, 0.6Uo ve 0.8Uo değerleri ve frekansın 1, 2, 3, 4, 5 ve 6 Hz değerleri için analizler yapılmıştır. Bloklardan hacimsel ısı üretim değeri 0.025, 0.050, 0.075, 0.25, 0.50, 1.0 ve 1.5 W/cm3 olarak dikkate alınmıştır. Deneysel ve sayısal sonuçların ışığında, kanal içindeki akışın Reynolds sayısının, bloklarda gerçekleşen ısı üretiminin ve akışkan giriş hızının salınım genliğinin ve frekansının, akış ve ısı transferine etkileri analiz edilerek, aşağıdaki sonuçlar elde edilmiştir.Blok yüzey sıcaklığı birinci blokta en küçük değerde iken, akış yönünde ilerledikçe (blok numarasının artışıyla) artmaktadır. Benzer olarak, blok Nusselt sayısı birinci blokta en büyük değerde iken, blok numarasının artışıyla azalmaktadır. Reynolds sayısının artması ile, kanal boyunca tüm bloklarda yüzey sıcaklığı azalmakta, Nusselt sayısının değeri ise artmaktadır. Bloklarda üretilen ısının artması ile, blok yüzey sıcaklıkları artmakta, Nusselt sayısının değeri ise bu artıştan etkilenmemektedir. Laminer durumda, giriş hızı salınım genliği ve frekansının artmasıyla, tüm bloklarda sıcaklık azalmakta, Nusselt sayısı ise artmaktadır. Türbülanslı durumda, salınım frekansı 3Hz, Reynolds sayısı 20000 ve 30000 için kritik değerdir. Salınım frekansının 3 Hz'den daha küçük değerlerinde, blok sıcaklığı azalış eğilimine girmekte, 3 Hz'den daha büyük değerlerinde ise artış eğilimine girmektedir. Benzer olarak, salınım frekansının 3 Hz'den küçük değerlerinde, Nusselt sayısı artış eğilimine girmekte, 3 Hz'den büyük değerlerinde ise azalış eğilimine girmektedir. Reynolds sayısı 40000'de kritik frekans yaklaşık 5 Hz'dir. Salınım genliğinin artırılması, salınım frekansının değeri kritik noktadan küçük ise, zaman ve alan ortalama Nusselt sayısının değerini artırmakta, salınım frekansı kritik noktadan büyük değerde ise azaltmaktadır.
Çift zigzag tip yapıştırma bağlantıların tasarımı ve mekanik analizi
Tez konusu havacılık, uzay ve otomotiv endüstrisinde kullanılan yapıştırıcı ile birleştirilmiş kompozit bağlantıların mekanik özelliklerinin deneysel ve sayısal yöntemlerle araştırılmasıdır. Çalışmada, çift zigzag tip geometriye sahip bir yapıştırma bağlantısı kullanılmıştır. Yapıştırma geometrisi 30°, 45°, 60°, 75° olmak üzere dört farklı bindirme açısına sahiptir. Yapıştırma bağlantısında cam elyaf takviyeli kompozit malzemeler kullanılmıştır. Bu malzemeler [0°/90°], [±45°] ve [0°/90°/±45°] olmak üzere üç farklı elyaf yönlenmesinde; 13 kat (3 mm), 21 kat (5 mm) ve 30 kat (7 mm) tabakalı plakalar şeklinde prepreg (ön reçine emdirilmiş ıslak elyaf) kullanılarak üretilmiştir. Yapıştırma işlemi için sünek ve gevrek tip yapıştırıcılar kullanılmıştır. Deneysel ve sayısal çalışmada bindirme açısının, fiber oryantasyon açısının, malzeme kalınlığının ve yapıştırıcı cinsinin hasar yükünün değişimine bağlı olarak mekanik davranışlar incelenmiştir. Yapıştırıcı tabakası ve yapıştırılan malzemelerde oluşan eş değer gerilmelerin hesaplanmasında von-Mises akma kriteri kullanılmıştır. Çift zigzag tip yapıştırma bağlantısına ait deneysel ve sayısal çalışmalar sonucunda mekanik davranışların geometrik parametrelere, fiber oryantasyon açısına ve yapıştırıcı cinsine bağlı olarak değiştiği gözlemlenmiştir. Hasar oluşumunda bindirme açısının en önemli geometrik parametre olduğu görülmüştür. Kompozitlerin fiber oryantasyon açıları, gerilme değerlerini önemli derecede etkilediği görülmüştür. Anahtar Kelimeler: Kompozit Malzeme, Yapıştırma Bağlantısı, Mekanik Özellikler, Üç Boyutlu Gerilme Analizi, Bağlantı Mukavemeti
Akış kanalları içerisindeki yarı silindirik blokların PEM yakıt pili performansına etkisinin üç boyutlu analizi
Bu tezde, anot ve katot gaz akış kanallarına farklı boyutlarda yarı silindirik engeller yerleştirilerek, tek bir hücreden oluşan proton aktaran membran yakıt pilinin (PEMFC) ANSYS-FLUENT PEMFC modülü kullanılarak analizi yapılmıştır. Analiz sonuçları literatürdeki benzer çalışmalarla karşılaştırılmış ve uyum içinde olduğu görülmüştür.PEMFC iki taraftan oluşmaktadır, bir tarafı anot diğer tarafı katottur. Anot ve katot ise; akım toplama plakası, gaz kanalı, gaz difüzyon tabakası ve katalizör tabakasının bulunduğu dört kısımdan oluşmaktadır. Anot ve katotun arasında membran bulunmaktadır. Anot ve katot gaz difüzyon tabakaları, iki katalizör tabakası ve membran, Membran Elektrot Çiftini (MEÇ) oluşturmaktadır.Fiziksel model anot ve katot gaz kanalları içerisine yerleştirilen farklı yarıçap (r=0,40 ? 0,49 mm) ve sayıdaki yarı silindirik bloklardan oluşmaktadır. Yarıçap ve blokların sayısı, blokların toplam kesit alanı sabit kalacak şekilde seçilmiştir. Bu problemin çözümü için, kütle, momentum, enerji, türler ve faz potansiyelinin korunumu dikkate alınmıştır. ANSYS FLUENT PEMFC modülünde yakıt pili içindeki elektrokimyasal eşitlikler, hidrojenin oksidasyonu ve oksijenin indirgenme hızına bağlı olarak çözülmüştür. İki farklı kalınlık değerinde belirlenen MEÇ için PEMFC modelleri incelenmiştir. Düz gaz akış kanallı PEMFC modeli geometrisi için çalışma basıncının akım yoğunluğuna etkileri bu iki MEÇ (MEÇ-1 ve MEÇ-2) kullanılarak analiz edilmiştir. Bütün incelenen durumlar için sıcaklık şartları, anot ve katot gaz kanalı giriş çıkışlarıyla birlikte yakıt pilinin alt ve üst dış yüzeylerinde sabit olarak alınmıştır.Hız, sıcaklık, hidrojen ve oksijenin kütle kesri dağılımları ile ilgili sonuçlar, ana gaz akış yönünde iki boyutlu olarak sunulmuştur. Ayrıca hidrojenin kütle kesri değişimleri ana akışa dik kesitlerde (giriş, orta ve çıkış) alınan dağılımlarla iki boyutlu olarak incelenmiştir. Analizi yapılan her bir durum için kutuplaşma eğrileri oluşturulmuş ve gaz akış kanallarına konulan engellerin kutuplaşma eğrileri üzerine olan etkileri incelenmiştir.Bu çalışmada ele alınan engelli kanal geometrisi sonuçlarına göre, blokların toplam kesit alanı sabit kalacak şekilde engel sayısı arttırıldığında maksimum akım yoğunluğu değerlerinde %14,5'e varan iyileştirmeler elde edilebilmektedir.Anahtar Kelimeler : PEM yakıt pili, PEMFC, engelleyici blok, polarizasyon eğrileri, sayısal analiz.
Muhasebe hilelerinin ortaya çıkarılmasında Benford Yasası'nın kullanılmasına yönelik bir uygulama
Günümüzde işletmelerin karşı karşıya kaldıkları riskler arasında işletme çalışanları ya da diğer kişiler tarafından yapılan hileler yer almaktadır. Bu kişiler tarafından yapılan hileler işletmelerde büyük miktar da maddi ve manevi zarara yol açmalarından dolayı işletmelerin değerini, geleceğini ve kârlılığını olumsuz yönde etkilemekle birlikte zaman zaman da işletmeleri iflasa sürüklemektedir. Art niyetli kişiler tarafından yapılan hileli işlemler, işletmelerdeki hile önleme prosedürleri ya da iç kontrol eksikliklerinin yetersizliği sebebiyle ortaya çıkartılamamaktadır. İşletmelerde meydana gelen bu hileleri ortaya çıkartmak için birçok denetim yöntemi kullanılmaktadır. Kullanılan bu denetim yönteminden birisi de Benford Yasası'dır. Benford Yasası, sayıların belirli basamaklarında meydana gelen rakamların frekanslarının eşit olmadıklarını göstermektedir. Benford Yasası denetimin planlama aşamasında denetçiye yol gösteren, emek ve zaman tasarrufu sağlayan, elektronik bilginin veri tabanında kasıtlı olarak saklanan hileli işlem ve kalemlerin ortaya çıkarılmasına yardımcı olan bir denetim tekniğidir. Ayrıca çeşitli muhasebe kalemleri üzerinde herhangi bir düzeltmenin, yanıltıcı bilginin ve yapay olarak oluşturulan sayıların olup olmadığını tespit etmek için de kullanılmaktadır. Bu çalışma, mermer sektöründe faaliyet gösteren bir işletmenin alış faturalarının kayıtlarında hata veya hilenin olup olmadığının tespit edilmesini içermektedir. Ayrıca veri kümesi içerisinde olabilecek hata ve hileleri ortaya çıkarmak, öngörülen hile düzeyini tespit etmek için işletmenin verilerine sayısal analiz testlerinden birinci, ikinci, ilk iki basamak ve mükerrer tutarlar testleri uygulanmıştır. Yapılan sayısal analiz testlerinin sonucunda gözlemlenen oranlarla Benford Yasası'nın oranları arasındaki farkları karşılaştırmak için de ki-kare uygunluk testi yapılmıştır. Yapılan sayısal analiz ve ki-kare uygunluk testleri sonucunda işletmenin verilerinde hata veya hile olmadığı, sapmaya neden olan tutarların işletmenin doğal yapısından kaynaklandığı sonucuna ulaşılmıştır.
Konsantrik tip bir ısı değiştiricisinde ısı transferinin deneysel ve sayısal olarak incelenmesi
Bu çalışmada konsantrik tip ( iç içe ) bir ısı değiştiricide iç borunun girişine yerleştirilen dört farklı tipteki türbülatörlerin ısı transferine etkisi deneysel ve sayısal olarak araştırılmıştır. Bu amaçla kurulan deneysel sistemde ısı değiştiricinin iç borusundan sıcak akışkan olarak hava, soğuk akışkan olarak dış borusundan su geçmektedir. Deliksiz ve delik konumları farklı olarak imal edilen türbülatörlerin ısı transferi ve basınç düşüşüne etkisini araştırmak üzere aynı ve zıt yönlü paralel akış şartlarında deneyler yapılmıştır. Sistemin ekserji analizi yapılmıştır.Sayısal çalışmada sonlu hacimler metoduna dayalı bir bilgisayar programı olan ANSYS Fluent kod programı kullanılarak temel korunum denklemleri sürekli rejimde, üç boyutlu ve türbülanslı akış şartlarında çözülmüştür. Havanın farklı debi değerlerinde ( 7, 8, 9, 10, 11 ve 12 m3/saat ) yapılan sayısal analiz sonuçları elde edilmiştir. Yapılan sayısal analizler sonucunda sıcaklık, hız ve basınç dağılımları gösterilmiştir.Deneysel ve sayısal sonuçlar karşılaştırılmış ve birbirleriyle uyum içerisinde olduğu görülmüştür. Analizlerden elde edilen veriler incelendiğinde en fazla ısı transferi iç, dış kanadı ve gövdesi delikli türbülatörde olduğu görülmüştür.
Eşmerkezli borulu ısı değiştiricilerinde helisel türbülatörlerin etkilerinin deneysel ve sayısal olarak incelenmesi
Bu çalışmada, eşmerkezli borulu ısı değiştiriciye yerleştirilmiş farklı adımlardaki helisel türbülatörlerin Reynolds sayısının 3000 ? 14000 aralığı için ısı transfer performansı ve sürtünme karakteristikleri deneysel ve sayısal olarak incelenmiştir. Bu nedenle, deneysel veriler elde etmek için bir deneysel sistem kuruldu. Isı değiştiricide sırasıyla sıcak akışkan olarak hava ve soğuk akışkan olarak su, iç borudan ve dış borudan geçirilmiştir.Sayısal çalışmada, bir sayısal akışkanlar dinamiği (SAD) bilgisayar programı olan FLUENT, model çizimi ve ağ oluşumunda GAMBIT paket programı kullanılarak, temel korunum denklemleri sürekli rejimde, 3 boyutlu ve türbülanslı akış şartlarında çözülmüştür. Tüm modellerde hem taşınım hem de iletimin olduğu bileşik ısı transferi çözümü yapılmıştır.Sayısal hesaplamada, bütün deneylere karşılık gelen durumlar SAD kod programı kullanılarak çözülmüştür. Parametrelerin ısı transferine etkisini araştırabilmek için, HAD kodu kullanılarak boru içinde hız dağılımları ve sıcaklık konturları elde edilmiştir. Deneysel ve sayısal sonuçlar karşılaştırılmış ve birbirleriyle uyum içerisinde olduğu görülmüştür. Helisel türbülatör kullanılarak p = 20, 40, 60, 80 mm adım mesafeleri için boş boruya göre sırasıyla % 291, % 241, % 218 ve % 199 oranında ısı transfer iyileştirmesi sağlanmıştır.
Düşey bir kanal içerisine yerleştirilmiş dikdörtgen, dairesel ve üçgen kesitli kanatçıkların doğal taşınıma etkilerinin sayısal olarak incelenmesi
Doğal taşınımla ısı aktarımının patikte çok çeşitli uygulamaları olduğundan yüzeylerin doğal taşınım karekteristiklerinin belirlenmesi önem arz etmektedir. Bu çalışmada duvarları ısıtılmış düşey kanal içinde doğal taşınıma bağlı olarak oluşan akışkan hareketi ve yüzeyin ısı aktarımı, sayısal olarak incelenmiştir. Akışkan olarak hava kullanılmış, çözümler iki boyutlu, laminar olarak yapılmış, Boussinesq yaklaşımı uygulanmıştır. Kanal duvar sıcaklığı tüm çözümlerde sabit olarak alınmıştır. Kanalın duvarları üzerine farklı geometrik şekillerdeki bloklar, karşılıklı ve kaydırılmış olarak yerleştirilmiş, bu sayede kanal duvarlarından akışkana aktarılan ısı miktarı, blokların bulunmadığı durumda aktarılan ısı miktarının üzerine çıkarılmaya çalışılmıştır. Blokların geometrisinden başka kanalın boyunun enine oranının, kanal duvarından olan ortalama ısı akısına ve kanal duvarının ortalama Nusselt sayısına etkileri araştırılmıştır. Blok geometrilerinin yerel Nusselt sayısı değerlerine olan etkileri, grafikler halinde sunulmuştur. Akış yönüne göre blokların arkalarında oluşan vorteks bölgelerinin, yarım dairesel kesitli bloklar için en küçük, dikdörtgen kesitli bloklar için ise en büyük olduğu, blokların kaydırılmış olarak yerleştirilmesi halinde, her üç geometri için de vorteks bölgelerinin küçüldüğü belirlenmiştir. Bunun sonucu olarak, yarım dairesel blokların bulunduğu kanal duvarından olan ısı akısının diğer iki blok geometrisi ile oluşturulan kanal duvarından olana göre, kaydırılmış blok dizilimi durumunda kanal duvarından elde edilen ısı akısının da her üç blok geometrisi için de karşılıklı blok diziliminden elde edilene göre daha yüksek olduğu belirlenmiştir. Bundan başka, kanal boyunun kanal enine oranının büyük değerleri için kanal duvarının ortalama ısı akısının daha yüksek olduğu tespit edilmiştir.
Stokastik diferansiyel denklemler için çözümlerin sınırlılığını koruyan nümerik metotların incelenmesi
Stokastik Diferansiyel Denklemler, içerdikleri gürültü teriminden kaynaklı olarak deterministik diferansiyel denklemlerden ayrı bir kategoride incelenirler. Stokastik diferansiyel denklemlerin katsayı fonksiyonları global Lipschitz koşulunu sağladıklarında ve lineer büyümeye sahip olduklarında tam çözümleri ve açık Euler-Maruyama metodu ile türetilen nümerik çözümleri sonlu momentlere sahiptir. Fakat bu koşullar gevşetildiğinde tam çözüm sonlu momentlere sahip olmasına rağmen açık Euler Maruyama metodu ile türetilen nümerik çözümlerin sonlu zamanda sınırsız büyüdüğü 2011 yılında Hutzenthaler vd. tarafından kanıtlanmıştır. İlerleyen yıllarda global Lipschitz koşulunu sağlamayan stokastik diferansiyel denklemler için kuvvetli yakınsamayı garanti eden açık Euler-Maruyama metotlarının oluşturulması ve analiz edilmesi stokastik nümerik analizin güncel problemlerinden birisi olmuştur. Bu tez çalışmasında önbilgiler verildikten sonra, açık Euler Maruyama metodunun hangi koşullar altında ıraksak çözümler türettiği ifade edilmiş ve bu sonuç nümerik olarak doğrulanmıştır. Söz konusu koşullar altında da kuvvetli yakınsak olan tamed, izdüşümsel ve kesmeli Euler Maruyama metotları tanıtılmış ve tamed Euler-Maruyama metodunun detaylı yakınsaklık analizi incelenmiştir. Ayrıca bu metotların nümerik performansları da çeşitli stokastik diferansiyel denklemler üzerinden test edilmiştir.