Multiscale analysis and texture design for interfaces hydrodynamically lubricated by variable viscosity and density liquids

Triboloji çalışmalarında optimizasyon uygulamaları, sürtünmeden dolayı oluşan enerji ve mukavemet kaybını azaltma konusunda oldukça önemlidir. Bu tarz sis- temlerin doğru ve tam analizi için, verimli ve hassas matematiksel ve sayısal tekniklerin bütün modelleme ve hesaplama sürecinde kullanılabilmesi lazımdır. Pürüzsüz yüzeylerin Newtonian ve Newtonian olmayan akışkanlarla olan anal- izleri her ne kadar kapsayıcı bir literatüre sahip olsa da, pürüzlü yüzeylerin analizi hem modelleme hem de çözüm aşamasında zorlu olabilmektedir. Var olan pürüzlerin şiddeti arttıkça, kullanılmakta olan modellerin doğruluğu azalmakla beraber gereken işlemci gücü de bir hayli yükselmektedir. Bu çalışmada, oriji- nal bir yaklaşım olan Modifiye Viskozite kullanılarak piezoviskoz, sıkıştırılabilir ve kayma incelmesi özelliklerini gösteren yağlayıcılar için geliştirilmiş bir mod- elin, matematiksel bir teknik olan türdeşleştirme yardımıyla Reynolds denklem- inin pürüzlü yüzeyler için verimli çözümünü sağlayacak bir sayısal bir çerçeve yaratılması amaçlanmaktadır. Elde edilen doğrudan sayısal benzetim ve Reynolds denklemi sonuçları arasında birebir uyum bulunmaktadır. Ayrıca, geliştirilmiş sayısal çerçeve bir topoloji optimizasyonu algoritmasıyla birleştirilerek, kullanılan akışkanın reolojisine özel desenler elde etmeye kullanılmıştır. Karakteristik olarak elde edilen desenlerin (i) arayüzeyden olan enerji kaybını azaltabildiği, veya (ii) sürtünmeyi arttırarak, yüzeyler arasındaki tutuşu güçlendirebildiği doğrulanmıştır.