Farklı kesitli çukur bölgede nanoakışkanların sayısal çözümleri

Nanoakışkanlar ve bu akışkanların kuvvet ve ısı etkisiyle oluşan davranış değişimleri son yıllarda sıklıkla ele alınan bir konudur. Yapılan çalışmalar genellikle deneysel olmakla beraber bu problemlere matematiksel yaklaşım da bilim insanları arasında ele alınmaya başlanmıştır. Bu tez çalışmasının amacı kapalı çukur bölgede duvar hareketli akım ve ısı yayılım problemini farklı yapıda nanoakışkanlar için nümerik yöntemle incelemektir. Bu incelemenin nanoakışkanların viskozite veya konveksiyon yoluyla oluşan hareketine dair yeni bulgular ortaya koyacağı ve davranışını karakterize edeceği öngörülmüştür. İncelemeler için zaman parametresinden bağımsız eliptik türdeki kısmi diferansiyel denklemler göz önüne alınmıştır. Süreklilik, hız, momentum ve enerji denklemlerinin ayrıştırılmasında sonlu farklar yöntemi , ayrıştırılan denklemlerin nümerik çözümünde ise SOR yöntemi kullanılmıştır. Öncelikle duvar hareketli akımda newtonyen akışkan için sonuçlar alınmış ve bu sonuçlar Tosoka, N. ve Kakuda, N. (1994)'nin elde ettikleri sonuçlar ile, ısı yayılım probleminde newtonyen akışkanlar için elde edilen sonuçlar ise De Vahl Davis (1983)'in elde ettiği sonuçlar ile karşılaştırılmış ve hem nitelik hem de nicelik olarak tam uyumlu sonuçlar elde edilmiştir. Buradan hareketle farklı yapıdaki nanoakışkanlar için, duvar hareketli akımda farklı boy-en oranlarında ve çukur içerisinde farklı geometrilerdeki engelin olması durumlarında, Reynolds sayısının farklı değerlerinde sonuçlar alınmış ve grafiksel olarak sunulmuştur. Isı yayılım problemi için ise double glazing şartlarda farklı yapıdaki nanoakışkanlar için Rayleigh sayısının farklı değerlerinde grafik sonuçlar elde edilmiş ve Nusselt sayıları incelenmiştir. Nümerik algoritmayı programlamak için Matlab yazılımı kullanılmıştır. Nanopartikül olarak alüminyum oksit, bakır ve bor kullanılmış baz akışkan olarak su alınmıştır. Elde edilen sonuçlarda farklı yapıdaki nanoakışkanların, newtonyen akışkanlarla kıyaslanarak viskozite veya konveksiyon nedeniyle oluşan hareketindeki değişimler yorumlanmıştır. Nümerik çözüm için kullanılan sonlu fark ayrıştırmasının ve SOR yönteminin programlama kolaylığı sağladığı; ayrıca hızlı, tutarlı ve güvenilir sonuçlar verdiği sonucuna varılmıştır.