Homogenization-based microscopic texture design and optimization in hydrodynamic lubrication

Bu tezin amacı, hidrodinamik yağlama problemleri için çok-ölçekli türdeşleştirme tekniklerine dayalı bir mikro-desen eniyileme çerçevesi geliştirmektir. Hidrodinamik yağlamada, arayüzeydeki sıvı tabakası nedeniyle pürüzlü yüzeyler birbirleriyle temas etmez, arayüzey yükü tamamıyla sıvı tarafından taşınır. Bu tip problemlerde Reynolds denklemi güvenilir şekilde kullanılabilir. Ölçekler ayrımı gözetildiğinde, yüzey desen eniyilemesinin temeli asimtotik açılım üzerine kurulabilir, ki bu yaklaşım ile içerisinde türdeşleştirilmiş katsayılar bulunan bir makrodenklem elde edilir. Türdeşleştirilmiş katsayıları yüzey deseni ile kontrol ederek istenilen bir makro-çözüme yaklaşmak mümkündür. Yüzey deseni filtrelemeye tabi tutulan tasarım değişkenleri vasıtasıyla betimlenmiştir. Hem mikroskopik hem de makroskopik hedefler ile elde edilen izotropik ve anizotropik mikro-desenler sayısal ve estetik özellikleriyle değerlendirilmiş, geniş bir problem yelpazesinde uygulanabilir eniyileme algoritması değişkenleri belirlenmiştir. Hesapsal çerçeve desen yeniden yapılandırılması ile kontrol edildiği gibi, arayüzeyin yük taşıma kapasitesinin eniyilemesine yönelik olan ve uzay-zaman içinde film kalınlığı eğişimi içeren film sıkıştırma ve kama geometrisi gibi geleneksel problemlere de uygulanmıştır. Son olarak, hesapsal yükü azaltmak adına, eniyileme-türdeşleştirme bağının Taylor açılımı temelli kurulumu sınanmıştır. Genel olarak, bu tezde geliştirilen yaklaşım hesaplamalı tribolojide kapsamlı desen tasarımına yönelikbir temel oluşturmaktadır.