Search

Teknoloji, sanayi, ulaşım, iletişim gibi sektörler günlük hayatımızın vazgeçilmez birer parçasıdır. Bu nedenle enerji günümüzün en önemli ve güncel konularından biridir. 2018 yılı küresel enerji istatistikleri dikkate alındığında Dünya genelinde kullandığımız elektrik enerjisinin %38’i kömür, %23’ü doğal gaz gibi fosil yakıtlardan üretilmektedir. Kullanılan fosil kaynakların tükenebilir olması ve çevreye verdiği zararlar bilinen bir gerçektir. Dünya nüfusunun her geçen gün artmasına paralel olarak yükselen enerji ihtiyacı insanoğlunu daha temiz ve sürdürülebilir enerji kaynaklarını kullanmaya yöneltmiştir. Ülkemizde 2018 yılında elektrik enerjisi %37,3 kömür ve %29,8 doğal gaz olmak üzere %67,1’lik kısım fosil yakıtlardan üretilmiştir. Oysa ülkemiz yenilenebilir enerji potansiyeli açısından zengin bir konumdadır. Bu potansiyel, gelişen teknoloji ile maliyetlerin düşmesi sonucu ticari amaçlı yenilenebilir enerji yatırımları ile değerlendirilmektedir. Son yıllarda rüzgâr kaynaklı elektrik üretimi ile ilgili yeni yaklaşımlara büyük ilgi duyulmakta ve özellikle küçük boyutlarda karlı olabilen ve kurulumu geleneksel rüzgâr türbinlerine göre daha kolay olan teknolojiler dikkat çekmektedir. Bu konuda yapılmakta olan birçok çalışma akışkan ve elastik yapılar arasındaki etkileşimin yarattığı, “Akış Kaynaklı Titreşimler” adı verilen, salınımlara dayanmaktadır. Bu olay yıkıcı etkileri nedeniyle mühendisliğin bazı alanlarında uzun süredir inceleniyor olsa da enerji dönüşümü ile alakalı gerçek potansiyelleri hala tartışılmaktadır. Bu tez çalışmasının amacı enerji üretiminde bu akışkan-yapı etkileşimlerinin özelliklerini ve potansiyellerini araştırmak, özellikle girdap kaynaklı titreşimlere (vortex-induced vibrations) odaklanmaktır. Yine bu tez kapsamında, günümüzde temiz ve yenilenebilir enerji üretimi için yaygın olarak kullanılan yatay eksenli rüzgâr türbinlerine alternatif bir enerji üretim sistemi olabilecek kanatsız rüzgâr türbini çalışması yapılmıştır. Bu bakımdan girdap kaynaklı titreşimlerin matematiksel ve fiziksel modelleri ile sistemin çeşitli parametrelerine duyarlılıklarının detaylı analiz çalışmaları yapılmıştır. Elde edilen sonuçlar ışığında veriler geleneksel rüzgâr türbin verileri ile karşılaştırılmış, avantaj ve dezavantaj yönünden yorumlar yapılmıştır., Sectors such as technology, industry, transportation and communication are essential parts of our daily life. Therefore, energy is one of the most important and today’s issue. Considering the 2018 global energy statistics, the electrical energy we use worldwide is produced from fossil fuels such as coal (38%) and natural gas (23%). It is a known fact that the fossil resources are exhaustible and also using those resources damaging the environment. The increasing need of energy in parallel with the increase of the world population day by day has led human beings to use cleaner and more sustainable energy resources. In our country, in 2018, 67.1% of electrical energy was produced from fossil fuels, 37.3% coal and 29.8% natural gas. However, in terms of renewable energy potential, our country is in a rich position. This potential is utilized with commercial renewable energy investments as a result of the reduction of costs with developing technology In recent years, there has been great interest in new approaches to wind-based electricity generation, especially new technologies that can be profitable at small sizes and easier to install than conventional wind turbines. Within this scope, many studies are based on oscillations called “Flow-Induced Vibration” created by the interaction between fluid and elastic structure. Although, because of its destructive effects, this phenomenon has been studied for a long time in different areas of engineering such as civil and mechanical engineering and even architecture. But its true potentials regarding energy conversion are still debated. The aim of this thesis is to investigate the properties and potentials of these fluid-structure interactions in energy production, especially focusing on vortex-induced vibrations. Also, within this thesis, a bladeless wind turbine study was carried out as an alternative energy generation system to horizontal axis wind turbines, which are widely used today for clean and renewable energy generation. In this respect, detailed analysis studies of the sensitivity of the system to various parameters with the mathematical and physical models of the vortex-induced vibrations have been caried out. In the light of the results obtained, the data were compared with conventional wind turbines data and comments were made in terms of advantages and disadvantages.

Bu makalede kanatsız rüzgar türbini ile enerji elde edilmesi kanatlı rüzgar türbinlerinin sorunlarının giderilmesi ve elde edilen enerji ile 3 fazlı yüklerin beslenmesi incelenmiştir.Kanatsız rüzgar türbininde kullanılan fiberglas malzeme rüzgar ne hızla eserse essin max verimle elektrik enerjisine dönüşmesi için tasarlanmıştır. Bu çalışmada kanatsız rüzgar türbini için 3 farklı malzeme seçilip sistemin : doğal frekansı ve salınım hareketini nasıl etkilediği incelenmiştir. Sonlu elemanlar teoremi alt yapılı olan solıdworks paket programı kullanılarak sistemin kanat yapısı tasarlanmış statik ve frekans analiz sonuçlarına ulaşılmıştır Sonuç olarak: Tasarlanan türbinin yapacağı salınım hareketinin seçilen malzemeye göre farklılık gösterdiği tespit edilmiştir. Sistemde doğal kauçuk malzeme kullanıldığında çıkan frekans değeri diğer kullanılan malzemelere oranla istenilen sonuca daha yakın çıkmıştır.

TEZ12954 Tez (Yüksek Lisans) -- Çukurova Üniversitesi, Adana, 2020. Kaynakça (s. 73-74) var. XI, 75 s. :_res. (bzs. rnk.), tablo ;_29 cm. Bu çalışmada, Vortex ipliği kullanarak dokuma ve örme ham kumaş üretimi yapan seçilmiş firmaların ürünlerinde maliyet analizi ve kalite değerleri araştırılmıştır. Vortex eğirme sistemi olarak Pamuk, Polyester, Viskon ve Modal liflerinin %65/35 Polyester/Viskon, %65/35 Pamuk/Polyester ve %50/50 Pamuk/Modal karışım oranlarındaki iplikleri üretilmiştir. Bu ipliklerle ham örme ve ham dokuma kumaş yüzeyleri elde edilmiştir. Örme ve dokuma ham kumaş üretimi için yapılan bir aylık maliyet analizinde; iplik alış fiyatı (hammadde), işçilerin brüt maaşı (işçilik), enerji gideri (enerji) , makine ve ekipmanlarının alış fiyatı (amortisman), diğer giderler (servis, yedek parça tamirat, su, sanayi odası gideri (aidat), yakıt, yemekhane, kâğıt rulo, naylon poşet, kimyasal giderleri) değerlendirilmiştir. In this study is to investigate the cost analysis and the quality values of the in the products of the selected companies that produce woven and knitted raw fabrics using Vortex yarn. With Vortex yarn spinning system, cotton, polyester, viscose and modal fibers were used to produce blend yarns at 65/35% Pes/Cv, 65/35% Co/Pes and 50/50% Co/Cmd ratios. Knitted and woven raw fabric surfaces were obtained from these yarns. For the production of knitted and woven raw fabric in a monthly cost analysis; yarn purchase price (raw material), gross salary of workers (labor), energy expense (energy), purchase price of machinery and equipment (depreciation), other expenses (service, spare parts repair, water, industry room expense (dues), fuel, dining hall, paper roll, nylon bag, chemical expenses) were evaluated.In this study is to investigate the cost analysis and the quality values of the in the products of the selected companies that produce woven and knitted raw fabrics using Vortex yarn. With Vortex yarn spinning system, cotton, polyester, viscose and modal fibers were used to produce blend yarns at 65/35% Pes/Cv, 65/35% Co/Pes and 50/50% Co/Cmd ratios. Knitted and woven raw fabric surfaces were obtained from these yarns. For the production of knitted and woven raw fabric in a monthly cost analysis; yarn purchase price (raw material), gross salary of workers (labor), energy expense (energy), purchase price of machinery and equipment (depreciation), other expenses (service, spare parts repair, water, industry room expense (dues), fuel, dining hall, paper roll, nylon bag, chemical expenses) were evaluated.

Silindir üzerine etkiyen dış akış, silindir arkasında vorteksler oluşturduğu için karmaşık bir yapıya sahiptir. Silindirler karmaşık yapısı itibariyle, akış karakteristiklerinin incelenmesi kayda değer bir öneme sahiptir. Fabrika bacaları, kuleler, uçaklar, binalardaki kolonlar, gemiler, denizaltılar, gökdelenler, arabalar, asma köprüler, türbinler, akış ölçerler, köprü ayakları, ısı değiştiriciler, boru demetleri silindirler etrafındaki akışın etkisinin önemli olduğu bazı endüstrideki uygulama alanlarıdır. Bu çalışmada dairesel kesitli sonsuz uzunluktaki silindir etrafında oluşan akış yapısı nümerik olarak incelenmiştir. Yapılan ilk analizde dört farklı hız değeri için sonsuz uzunluktaki bir silindir etrafındaki akış karakteristikleri incelenmiştir. İkinci analizde art arda çift silindirler etrafında oluşan akış, silindirler arası mesafeye ve hıza bağlı olarak analiz edilmiştir. Son olarak sabit yüzey sıcaklığındaki silindir etrafındaki akış, dört farklı hız değerleri için akış karakteristikleri incelenmiştir. Analiz sonuçları akış ayrılması, vorteksler, basınç dağılımı, hız profili, sürüklenme katsayıları ile incelenmiştir. Sonuçlar göstermiştir ki giriş hız değeri ve silindirler arası mesafe akış karakteristiklerinin belirlenmesinde büyük bir öneme sahiptir. External flow over a cylinder is complex because it forms vortices behind the cylinder. In terms of complexity of flow around the cylinders, the investigation of the flow characteristics is of considerable importance. Factory chimneys, towers, planes, columns in buildings, ships, submarines, skyscrapers, cars, suspension bridges, turbines, flow meters, piers of a bridge, heat exchangers, tube bundles are some of the application areas in industry where the effect of flow over the cylinders is significant. In this thesis, the flow structure around the infinite cylinder with circular cross section of areas was analyzed numerically. The first analysis was carried out to determine the flow characteristics around an infinite cylinder for four different velocities. In the second analysis, the flow around the successive cylinders was analyzed depending on the distance between the cylinders and speed. Lastly, the flow around the cylinder at constant surface temperature was examined for four different velocity values to investigate the flow characteristics. Results were analyzed by flow separation, vortexes, pressure distribution, velocity profile, drag coefficients. As a result the input velocities and the distance between the cylinders are of great importance in determining the flow characteristics.

Aerodinamik kuvvetler, bir aracın yakıt tüketimini önemli ölçüde etkilemektedir. Aerodinamik kuvvetler içerisinde araç üzerinde en çok direnç oluşturan kuvvet sürükleme kuvvetidir. Dolayısıyla sürükleme kuvvetinin azaltılması araç tasarımında önemli bir parametredir. Bu çalışmanın amacı farklı taşıt modelleri üzerindeki akış hareketlerini nümerik olarak incelemek ve sürükleme katsayılarını tespit etmektir.Bu çalışmada, önce basit bir araç CFD programı üzerinde modellenmiş ve taşıtın sürükleme katsayısı değeri tespit edilmiştir. Analiz sonuçlarına bakılarak model üzerinde iyileştirmeler yapılmış ve yeni model tekrar nümerik olarak analiz edilmiştir. Bu işlem dört kez tekrarlanarak beş farklı taşıt modeli iki boyutlu olarak analiz edilmiş ve çıkan sonuçlar birbirleriyle karşılaştırılmıştır.Sonuç olarak taşıt tasarımında keskin köşelerden kaçınılmasının ve taşıt formunun damlaformuna benzetilerek tasarlanmasının taşıtlar üzerinde oluşan sürükleme kuvvetini büyükölçüde azalttığı belirlenmiştir. Aerodynamic forces, significantly affect a vehicle's fuel consumption. Drag force is the aerodynamic force that creates the most resistance on the vehicle. Therefore, reducing drag force is an important parameter in vehicle design. The aim of this study is to investigate the flow movements on a vehicle numerically and to determine the drag coefficients.In this study, a simple vehicle was modeled on CFD program and the drag coefficient value of the vehicle was determined. According to the analysis results were made improvements on the model and the new model was analyzed numerically again. This process was repeated four times and five different vehicle models were analyzed in two dimensions and the results were compared with each other.As a result, it was determined that avoiding sharp corners in vehicle design and designingthe vehicle form to be similar to drop form greatly reduces drag force on vehicles. 56

International Conference on Artificial Intelligence and Data Processing (IDAP) -- SEP 28-30, 2018 -- Inonu Univ, Malatya, TURKEY, In textile industry, defects that occur in fabrics during production processes cause the producers to suffer large losses of money. Various studies have been carried out to minimize these losses. There are two types of defect detection methods, that are human-focused and machine-focused defect defect detection. In human-focused systems, defect detection is performed after the production phase. This does not provide an advantage for the manufacturer. Defect detection with machine-focused systems have better results. In this study widely used machine-oriented fabric defect detection approaches have been analyzed and a method is proposed based on using Fourier transform with bandpass filter. The Vortex Optimization Algorithm (GOA) is used to obtain the most suitable parameters of the bandpass filter better., Inonu Univ, Comp Sci Dept, IEEE Turkey Sect, Anatolian Sci

Bu çalışma, küre çapına göre tarif edilen Reynolds sayısının 2,5x103 ve 1x104 aralığında farklı daldırmayükseklikleri için açık bir su kanalında serbest su yüzeyi ve kürenin art izi bölgesi arasındaki akış yapısıetkileşimini sunmaktadır. Anlık ve zaman ortalaması alınmış hız alanı, akım çizgisi topolojisi, girdaplar vehız konturları gibi akış modellerini göstermek için Parçacık Görüntülemeli Hız ölçme (PIV) ve boyagörselleştirme teknikleri uygulanmıştır. Küre, serbest yüzeye kısmen daldırılma konumundan serbestyüzeyden iki küre çapı kadar aşağı doğru çeşitli daldırma konumlarına 0,25 h/D 3,0 aralığındasabitlenmiştir. Daldırma oranı, küre alt kolunun serbest yüzey ile olan mesafesinin küre çapına oranı olaraktanımlanmıştır. Kürenin yerleştirildiği konumlara bağlı olarak, art izi bölgesinin özellikleri üç farklı akışolayı sergilemiştir. Bunlar; daldırma oranı 0,25 h/D 1,0 aralığı için üniform akış bölgesi ve serbest yüzeyarasındaki kısıtlı bir art izi bölgesi, daldırma oranı 1,25 h/D 2,0 aralığı için serbest yüzey etkisinden dolayısimetrik olmayan akış modelleri ve daldırma oranı 2,5 h/D 3,0 aralığı için simetrik akış yapıları olaraksınıflandırılmıştır. Akış fiziği açısından bahsedilen akış yapıları için daha detaylı sonuçlar karşılaştırılmalıolarak sunulmuş ve yorumlanmıştır., This paper presents flow-structure interaction between a sphere wake and a free water surface for differentsubmerged elevations in an open water channel for Reynolds numbers in the range of 2.5x103 Re1x104based on the diameter of the sphere. Particle Image Velocimetry (PIV) and dye visualization techniques wereperformed to demonstrate flow patterns such as instantaneous and time-averaged velocity field, streamlinetopology, vortices, velocity contours. The sphere was fixed at various submerged locations from the piercingthe free surface case to the two sphere diameters beneath the free surface in the range of 0.25 h/D 3.0.Here, submerged ratio was defined as ratio of bottom shoulder of the sphere from the free surface to thesphere diameter. Depending on the sphere locations, characteristics of wake region exhibit three differentflow phenomena. These are classified as; a restricted wake region between the free-surface and uniform flowstream for the submerged ratios of 0.25 h/D 1.0, unsymmetrical flow patterns due to the free surface effectfor the submerged ratios of 1.25 h/D 2.0 and symmetrical flow structures for the submerged ratios of 2.5h/D 3.0. More detailed results for the aforementioned flow structures from the point of flow physics werecomparatively presented and interpreted.

WOS: 000441810300002 In this paper, flow changes were observed via Purticulute Image Velocimetry (PIV) technique in Shallow water flow for two side by side circular cylinders which a vertically placed splitter plate (VSP) was placed between them. The circular cylinders made of acrylic material have a diameter of D = 40 mm. Throughout the experiments water height was h(w) = 20 mm and flow images were taken ut the elevation of h(L) = 10 mm, The free stream velocity was U-infinity = 125 mm/sec and Reynolds Number was Re-D = 5000 bused on diameters of circular cylinders, Five different VSPs varied from heights of H = 2 mm to 10 mm with an increment 2 mm were used to control unsteady flow. The gap/diameter ratio was G/D = 1.25 for all cases, Dimensionless Turbulence Kinetic Energy values and time-uveruged velocity vectors were acquired by processing experimentally obtained data on a computer. Asa result, the usage of splitter plate has shown its effectiveness on flow control, After the plate height of H = 6 mm, TKE values were decreased significantly. The most effective plate height on the flow control was seen us H = 10 mm.

A spur dike is a structure that projects from a stream bank into the river channel and causes a redirection of flow away from the bank toward the tip of the spur dike. Construction of a spur dike against the flow causes significant changes in flow pattern in the channel. In this study, the flow pattern around a 25% submerged T-shaped spur dike in a 90$^{\circ}$ bend with rigid bed and various Froude numbers 0.2, 0.34, 0.45, and 0.6 was examined using FLOW-3D software. Numerical results were compared with experimental results and analyzed. The results indicated that in cross section around the spur dike, when Froude number increases, the formed vortexes decreased by 35%. Longitudinal velocity and lateral velocity increased twice as much as their former values. The highest amount of vertical velocity was observed between the wing of the spur dike and the external bend, and closer to the external bend, with an increase in Froude number, vertical velocity components variations decreased by 33%. Moreover, the results indicated that when the Froude number increases, the width of the separation zone increases, but the change in the length of the separation zone in different levels is negligible.

A practical design method was applied to obtain optimum cavitating ship propellers by combining a vortex lattice lifting line method (propeller design program) and a lifting surface method (propeller analysis program). The optimum circulation distribution that gives the maximum lift-to-torque ratio was computed for given thrust and given chord lengths along the radius of the propeller by a vortex lattice solution to the lifting line problem. The section details of the blades, such as pitch-to-diameter ratio and camber ratio, were then found to obtain the desired (optimal) circulation distribution automatically by a lifting surface method. In order to get the optimum circulation distribution, the radius of the blades was divided into a number of panels extending from hub to tip. The radial distribution of bound circulation could be computed by a set of vortex elements that have constant strengths. A discrete trailing free vortex line was shed at each of the panel boundaries with strength equal to the difference in strengths of the adjacent bound vortices. The vortex system was built from a set of horseshoe vortex elements, each consisting of a bound vortex segment of constant strengths and 2 free vortex lines of constant strengths. An algebraic equation system could be formed by using these vortex systems. Once this equation system for unknown vortex strengths was solved with a specified thrust, the optimum circulation distribution and the forces could be computed by the Betz-Lerbs method. When the radial distribution of optimum circulation and chord length were reached, the lifting surface method could be applied to determine the blade pitch and camber in order to produce the desired circulation automatically. The lifting surface method also accounts for cavitation, which is an avoidable physical phenomenon on the blades. The cavity effects in the present method were represented by using cavity sources and cavitating velocities, which were evaluated on the blade surface beneath the cavity. The practical design technique was applied both to noncavitating and cavitating DTMB 4119 and DTMB 4381 propellers, for which the hydrodynamic characteristics are given in the literature, and the results were compared with those given in the literature. A very good level of satisfaction was obtained for practical applications.

Bu tez çalışmasının amacı küre etrafındaki akış yapısı ve bu akış yapısının serbest yüzeyle etkileşiminin nicel ve nitel olarak deneysel araştırılmasıdır. Serbest yüzey akışı etkisi altında yerleştirilen pürüzsüz bir küre ve pasif akış kontrolü uygulanmış üç farklı küre modeli için açık bir su kanalı içerisinde deneyler yapılmıştır. Serbest yüzey ile küre art izinin etkileşimi sonucu meydana gelen akış yapısını Parçacık Görüntülemeli Hız Ölçme (PIV) metodu ile nitel ve boya akış görüntüleme yöntemi ile nicel olarak incelemek için Reynolds sayısı 2500?Re?10000 aralığında ve küre alt noktası ile serbest yüzey arasındaki daldırma oranı 0.25?h/D?3.0 arasında 0.25D aralıkla değiştirilmiştir. PIV ve boya görselleştirme deneylerinden elde edilen sonuçlar pürüzsüz küre durumu ve bunun pasif akış kontrolü uygulanmış kürelerle karşılaştırılması olmak üzere iki aşamada değerlendirilmiştir. Anlık ve zaman ortalaması hesaplanmış hız çalkantıları, akım çizgi yapıları, girdap eş düzey eğrileri, hız alanları, türbülans kinetik enerji ve Reynolds gerilmesi eş düzey eğrilerinin dağılımları PIV verileri kullanılarak elde edilmiş ve karşılaştırılmalı olarak sunulmuştur. Pasif akış uygulamalarının etkisini araştırmak için akışa paralel olarak art izini enerjilendirmek için küre merkezine küre çapının %15' i oranında delik açılmış (d/D=0.15) delikli küre, akış ayrılmasını geciktirmek için akışın durma noktasından itibaren küre yüzeyi üzerine 55° de o-ring yerleştirilen o-ringli küre ve küre yüzeyine işlenen 410 adet 3mm çaplı silindirik pürüzlülük elemanına sahip pürüzlü küre modelleri kullanılmıştır. Elde edilen sonuçlar pürüzsüz küre sonuçlarıyla karşılaştırılarak değerlendirilmiştir. Serbest su yüzeyinin akış yapısına etkisinin daldırma oranına bağlı olarak değiştiğini göstermek için akım çizgileri modelleri incelenmiştir. Küre yüzeyinden ayrılan akışın yüzeyle birleşme noktası R'nin değişimi, art izinde hızların sıfır olduğu S düğüm noktasının daldırma oranının değişmesiyle küre sırtına doğru yaklaşması ve art izinde meydana gelen odak noktalarının boyutundaki değişimler yorumlanmıştır. Pasif akış kontrolü uygulanan 2mm çapa sahip o-ringli küre durumunda art izi boyutunda diğer küre modellerine göre önemli derecede bir azalma meydana gelmiştir. Delikli küre modelinde ise küre üzerindeki delikten gerçekleşen momentum transferi yüksek akış art izi bölgesinde bir hareketlenmeye neden olmuştur. Ayrıca, bu jet akış etkisinden dolayı alt ve üst serbest kayma tabakasındaki odak noktalarından farklı olarak küre sırtına yakın kısımda iki adet odak noktası daha oluşmuştur. Yüzeyi pürüzlü şekilde işlenen küre deneyi sonuçlarının, düşük Reynolds sayısı nedeniyle pürüzsüz küreden çok farklı olmadığı gözlemlenmiştir. Pürüzlü art izi kısalması haricinde önemli bir kontrol etkisi gözlemlenmemiştir. Serbest su yüzeyi etkisinin h/D=1.5 daldırma oranına kadar devam ettiği PIV deneylerinden elde edilen anlık ve zaman ortalaması alınmış sonuçlardan anlaşılmaktadır. Daldırma oranı h/D=1.1 olduğu duruma kadar kürenin sadece alt kısmından akış ayrılması olmaktadır ve dolayısıyla sadece alt kayma tabakasında akış hareketliliği meydana gelmiştir. Serbest kayma tabakasının yüzeyle birleşme noktası içinde kalan bölgede şiddeti yüksek dönümlü girdaplar oluşmaktadır. Daldırma oranı h/D=2.0 değerine ulaştığında küre art izi akış karakteristiklerinin serbest akım şartlarına benzer bir görünüm elde edilmiştir., The aim of this thesis study is to experimentally investigate the flow characteristics around a sphere and the interaction between the wake and free-surface, qualitativelly and quantitavelly. Experiments were conducted in an open water channel for a smooth sphere and three different sphere models to which passive flow control were applied at a location in the effect of free flow surface. In order to investigate the flow structure occurred by the interaction between the free flow surface and sphere wake qualitatively and quantitatively, Reynolds number were in the range of 2500?Re?10000 and submersion ratio was changed between 0.25?h/D?3.0. Here, ''h'' was the distance between the top point of the sphere and free flow surface and ''D'' was the sphere diameter with 0.25D interval, using Particle Image Velocimetry (PIV) and Dye Visualization. The results from PIV and dye visualization experiments were evaluated in two sections which are the evaluation of the smooth sphere results and comparison of the results of the passive flow control and results of the smooth sphere. Velocity fluctuations, streamline structures, vortex contours, velocity fields, turbulence kinetic energy values and Reynolds stress contour distributions were calculated from PIV data and are comparatively provided. The ventilated sphere with a hole diameter of 15% of the sphere diameter through the same direction with the flow at sphere center (d/D=0.15) for the purpose of energizing wake region, to retard the flow separation the sphere with an o-ring that was placed to 55o of the sphere surface from the stagnation point of the flow at the sphere surface and roughened sphere with 410 cylindrical roughness elements with 3 mm diameter were used for studying the effects of passive flow control applications. The obtained results were compared with the results of the smooth sphere case. Streamlines were examined in order to show the variation of the effect of the free flow surface on free stagnation point and foci depending on the submersion ratio. Variation of the reatachment point (R) of the flow separated from the sphere surface to the free flow surface, the location of the saddle point (S) at which the velocity values are zero in the wake with respect to submersion ratio and changes in the dimensions of the foci points in the wake of the sphere were evaluated and interpreted. A remarkable reduction was occurred in wake of the sphere with 2mm o-ring as a passive flow control comparing to the other cases. The ventilated sphere case, on the other hand, leaded to an activation of flow field at upper wake part due to the momentum transfer from the hole. Additionally, two foci points near to the sphere edge were realized different from the former foci points at the upper and lower side shear layers due to the jet flow effect from the hole. The results of the roughened sphere was observed to be similar to the smooth sphere due to low Reynolds number except a closer wake region. The continuing effect of the free flow surface down to h/D=1.5 was realized by means of instantaneous and time-averaged results of the PIV experiments. Flow separation was observed only down part of the sphere up to h/D=1.1 submersion ratio and hence energetic flow motion was occurred only at lower shear layer. A high level vortical structure occurs in the confined region between the reattachment point of the free shear layer and bottom section of the sphere. For submersion ratio h/D=3.0, the wake structure becomes similar to the wake region of a sphere exposed to uniform incoming flow., Bu tez çalışması TÜBİTAK tarafından 109R028 nolu proje ile ve Selçuk Üniversitesi BAP tarafından 11101032 nolu proje ile desteklenmiştir.

TEZ9848 Tez (Doktora) -- Çukurova Üniversitesi, Adana, 2013. Kaynakça (s. 217-226) var. xviii, 233 s. : res. (bzs. rnk.), tablo ; 29 cm. Bu tez kapsamında yaz mevsiminde kullanılabilecek örme denim kumaşlar tasarlanmıştır. Çalışma kapsamında üretilen kumaşlar diyagonal iki iplikli ve elastanlıdır. Kumaşların ön yüzünde Ne 30/1 halat indigo boyalı ve % 100 pamuk ipliği kullanılmıştır. Kumaşların arka (iç) yüzünde ise Ne 30/1 ve Ne 20/1 olmak üzere 2 ayrı numarada ve pamuk, tencel, modal, bambu, viskon, polyester, modalpamuk (65-35), polyester-pamuk (65-35) ve polyester-viskon (65-35) olarak 9 farklı liften oluşan vorteksiplikleri kullanılmıştır. Üretilen kumaşlara ısıl konfor özelliklerini tespit etmek amacıyla hava geçirgenliği, su buharı geçirgenliği, ısıl direnç, ısıl iletkenlik ve ısıl soğurganlık testleri uygulanmıştır. Numune kumaşların fiziksel performans özelliklerini tespit etmek amacıyla ise patlama mukavemeti, boncuklanma dayanımı, esneme ve ardışık yıkamaya bağlı boyutsal dayanım testleri uygulanmıştır. Sonuçlar grafiksel ve istatistiksel açıdan değerlendirilmiştir. Ayrıca kumaşların üretim maliyet analizleri çıkarılmıştır. Buna ilaveten üretilen kumaşlara nümerik optimizasyon uygulanarak yazlık denim bir ürün için en uygun özelliklerde ve en düşük maliyetteki kumaş tipi seçilmiştir. Tez çalışması kapsamında ayrıca üretim maliyet hesabı yapan bir bilgisayar ara yüzü geliştirilmiş ve program aktif olarak çalışır hale getirilmiştir. Son olarak çalışmada üretilen kumaşlar belirli bir grup tüketiciye verilmiş ve kumaşların tercih edilip edilmeyeceği “tüketici anketi” ile sınanmıştır. Çalışma sonucunda uygulanan optimizasyon, grafik ve istatistiki veriler kalite-maliyet açısından en uygun kumaş tipini seçmiştir. In this study, knitted denim fabrics were designed for suitable in summer season. Fabrics used in this study are diagonal two-fleece plated fabrics. On the face side of the fabrics Ne 30/1 indigo rope dyed 100 % cotton yarn was used. On the back side (inner side) of the fabric, Ne 30/1 and Ne 20/1 with 9 different raw materials as cotton, tencel, modal, bamboo, viscose, polyester, modal-cotton (65- 35), polyester-cotton (65-35) and polyester-viskon (65-35) vortex yarns were used. To check the thermal comfort properties of the fabrics, air permeability test, water vapor permeability test, thermal absorptivity, thermal resistance and thermal transmittance tests were applied. To check the physical performance of the fabrics, ursting strength, pilling resistance, elasticity, and dimensional stability tests were applied. Also the cost analysis of sample fabrics was performed. Then within sample fabrics the cheapest and the most suitable fabric in accordance with the properties of summer season was chosen by means of numerical optimization method. Then a user interface was written to calculate the cost and it was made as working actively. Finally fabrics were presented to a group of consumers and checked its preferability by “consumer inquiry”. At the end of the study, most suitable fabric type was chosen by optimization, statistics and graphics. Bu çalışma Ç.Ü. Bilimsel Araştırma Projeleri Birimi tarafından desteklenmiştir. Proje No: MMF2012D7.

Akrilik malzemeden yapılan düz bir levha üzerine yerleştirilen pürüzsüz bir küre ve pasif olarak akış kontrolü uygulanmış farklı küreler etrafındaki akış karakteristikleri boya ile görselleştirme ve Parçacık Görüntülemeli Hız Ölçme (PIV) yöntemi kullanılarak kapalı devre açık kanal su akışında incelenmiştir. Düz levha üzerindeki hız dağılımı tetikleyici tel (tripwire) kullanılarak gelişmiş türbülanslı sınır tabaka koşullarında kalırken serbest akım hızına ve küre çapına göre tanımlı Reynolds sayısı 2500 ≤ Re ≤ 10000 aralığında değiştirilmiştir. Pasif akış kontrolü için, üzerine farklı açılarda 2 mm ve 3 mm silindirik çapında o-ring yerleştirilmiş küreler, farklı çaplarda pasif jet deliği olan küreler ve pürüzlü yüzeyi olan bir küre kullanılmıştır. Küre çapı 42.5 mm olup kalınlığı 63 mm olan levha yüzeyindeki türbülanslı bir sınır tabaka akışı içinde farklı konumlara yerleştirilmiştir. Küre art izi bölgesindeki anlık ve zaman ortalaması alınmış akış yapıları 0 ≤ G/D ≤ 1.50 aralığındaki boşluk oranlarında akış fiziği açısından analiz edilmiştir. Hız çalkantıları, akım çizgileri, girdap eş düzey eğrileri, hız alanları, türbülans kinetik enerji ve Reynolds gerilmesi eş düzey eğrilerinin dağılımları PIV verileri kullanılarak elde edilmiştir. Küre art izi yapısı küre ile levha arasındaki boşluk miktarına bağlı olarak değişen jet akıştan etkilenmektedir. Boşluk oranı art izi ile sınır tabaka etkileşiminin akış yapısında ve bu çalışmada uygulanan akış kontrol yöntemlerinin etkinliğinde güçlü bir etkiye sahiptir. Bu nedenle, o-ringlerle uygulanan pasif akış kontrolünün etkinliği o-ring çapına ve yerleşim açısına bağlı olduğu kadar, kürenin sınır tabaka içindeki yerine de bağlı olmuştur. Üniform akış şartlarına yaklaşıldığı ve küre ile levha arasındaki boşlukta gerçekleşen jet akışın hiç olmadığı G/D=1.50 açıklık oranın ortalama akış yapıları ve türbülans istatistikleri değerlendirildiğinde en etkili o-ringli kontrol şeklinin 55°'ye yerleştirilmiş 2 mm çapındaki o-ringin ve 50°'ye yerleştirilmiş 3 mm çapındaki o-ringin olduğu gözlemlenmiştir. Düşük açıklık oranlarında (G/D=0.10 ve 0.25) çap oranları d/D=0.20 ve 0.25 olan küre durumlarında, küre deliğinden gelen jet akışın art izinde oluşturduğu momentumun, küre ile levha arasındaki jet akış üzerinde çok etkili olduğu bulunmuştur. Serbest akım şartlarına yaklaşıldığında G/D=1.50 açıklık oranında d/D=0.20 ve 0.25 oranlarındaki deliklerden gelen jet akışın küre üst kayma tabakasıyla alt kayma tabaksının etkileşimini engellediği bulunmuştur. Küre art izinde Reynolds gerilmeleri, hız çalkantıları ve türbülans kinetik enerji şiddetleri artan delik çapıyla birlikte azalmıştır. Ancak, delik çap oranları d/D=0.20 ve 0.25 olduğunda küre deliğinden gerçekleşen jet akışın oluşturduğu momentumun artmasıyla jet akışın art izi bölgesine karıştığı bölgede bu akış karakteristiklerinin şiddetleri artmıştır. Delik çapı oranının d/D=0.15 durumunun hem üst ve alt kayma tabakalarındaki değerler hem de jet çıkışındaki değerler birlikte incelendiğinde en iyi akış kontrolü için optimum oran olduğu sonucuna varılmıştır. Delikli kürenin deliğinden çıkan akış, art izi yapısını değişmiş ve akış yapısında küçük ölçekli bir adet girdap çifti oluşmuştur ve akış yapısının simetrikliğe doğru düzelmesine etki yapmaktadır. Akış fiziği yönünden bakıldığında, Reynolds sayısı değerinin Re=5000’in kritik altı olmasına rağmen, art izi bölgesindeki Karman Girdap caddeleri ve Kelvin Helmholtz girdapları pürüzlülük etkisinden dolayı biraz azalmaktadır. Elde edilen sonuçlar sayısal yöntemlerin geliştirilmesi ve doğrulanmasında ve mühendislik tasarımlarındafaydalı olabilecektir., Flow characteristics around a smooth sphere and passively flow controlled sphere located over a smooth flat plate made of Plexiglas material were experimentally investigated using dye visualization and PIV technique in close loop open water channel flow. Reynolds numbers were in a range of 2500≤Re≤10000 based on the free-stream velocity and sphere diameter while the velocity distributions over the plate surface are the developed turbulent boundary layer condition attained by using a tripwire. For passive flow control, the spheres with o-ring in 2 mm or 3 mm diameters located on the sphere surface at various angles, the spheres with passive jet hole in various diameters and a sphere with roughened surface were used. The sphere in diameter of D=42.5 mm was embedded at different locations in a turbulent boundary layer flow with a thickness of 63 mm. Instantaneous and time-averaged flow patterns in the wake region of the sphere were examined from the point of flow physics for different sphere locations in the range of gap ratio 0≤ G/D≤1.50. Distributions of velocity fluctuations, patterns of sectional streamlines, vorticity contours, velocity fields, turbulence kinetic energy and corresponding Reynolds stress correlations are obtained using PIV data. The gap ratio has a strong influence on the flow structure of the wake-boundary layer interaction and the effectiveness of the flow control methods applied in this study. Therefore, the effect of the o-ring on the passive flow control depends on the o-ring diameter and location angle as well as sphere location in the boundary layer flow. Approaching the uniform flow conditions, at the gap ratio G/D=1.50 no jet flow occurs through the gap between the bottom point of the sphere and flat plate and thus, it is observed from the mean flow characteristics and turbulence statistics that the most effective control with the o-ring is the o-ring located at 55° with 2 mm diameter and the o-ring located at 50° with 3 mm diameter. At the lower gap ratios (G/D=0.10 and 0.25) for the cases of diameter ratios d/D=0.20 and 0.25, it is observed that the momentum created by the jet flow through the sphere hole has strong effect on the wake structure of jet flow and through the gap between the sphere and flat plate. At the gap ratio G/D=1.50, it is observed that the jet flows through the sphere holes at the diameter ratios d/D=0.20 and 0.25 prevent the interaction of upper shear layer and lower shear layer of the sphere. For the case at the hole diameter ratio d/D=0.15, the evaluation of these flow characteristics levels at the upper and lower shear layers and jet exit, it is concluded that the sphere hole in d/D=0.15 diameter ratio is the optimum for the best flow control. The modified flow structure of the near wake of the vented sphere causes the occurrence of a pair of counter-rotating ring vortices which have the effect of aerodynamically streamlining the sphere wake. From the point of flow physics, vortex formation lengths of large scale Karman Vortex Streets and Kelvin Helmholtz vortices in the wake slightly decrease due to the roughness effect although the Reynolds number is in the subcritical region. It is demonstrated that both the passive control methods and the increased Reynolds numbers make the wake region size smaller and closer to the base of the sphere. The obtained results from this study can be helpful for developing and validating numerical predictions as well as designing.

Bu çalışmada, Reynolds sayısı 5000'de sıkıştırılamaz ve laminar akış şartlarında bir NACA 0012 kanat profiline düzgün yayılı (üniform) bir akım alanında yalnız dalma ve bu hareketle beraber yunuslama hareketi verilmiştir. Hücum ve firar kenarından başlayan, iz bölgesi boyunca gelişen girdap hareketleri ve bu hareketlerin kuvvet katsayıları üzerindeki etkileri incelenmiştir. Çalışma için çözüm ağı ve zaman adımı iyileştirmesi yapılmış ve var olan deneysel ve sayısal çözümler ile karşılaştırılmıştır. Doğrulama çalışması sonrasında, iki farklı hareket mekanizması için genlik, hücum açısı, faz farkı değişimlerinin girdap dinamiği üzerindeki etkilerine bakılmıştır. Çalışma sonucunda, hücum kenarı girdabının itki ve itki veriminin artmasında, iz bölgesinin şekillenmesinde büyük önemi olduğu görülmüştür. Ayrıca genliğin çok fazla artmasının kuvvet katsayıları ve girdap yapılarının periyodikliğini bozduğu ve bu bozukluğun hücum kenarı girdabının önünde oluşan ikinci zıt yönlü dönen girdap olduğu görülmüştür. Son olarak, yunuslama hareketiyle beraber verilen dalma hareketinde faz farkı ve etkin hücum açısının önemi üzerinde durulmuştur. This study is carried out under incompressible and laminar flow conditions and Reynolds number of 5000. Two different types of simple harmonic motion are considered for NACA 0012. While the first one consists of pure plunging motion, the second one is a combination of pitching and plunging motion. Vortex formation shedding from the leading and trailing edges and developing throughout the wake region and their effects on force coefficients are investigated. In the study, grid and time step independence tests are performed and compared with existing experimental and numerical solutions. After the validation study, the effects of amplitude, angle of attack, the phase difference changes were examined on vortex dynamics for two different movement mechanism. As a result, the leading edge vortex is found to be of great importance in the formation of wake and the increase of the thrust and propulsive efficiency. When the plunging amplitude increases too much, periodicity of the force coefficients and vortex pattern breaks down. It is seen that the cause of this discrepancy is additional opposite rotating vortex where occurs in front of the leading edge vortex. Finally, the importance of the phase lag and effective angle of attack is emphasized in the pitching and plunging combined motion. 117

Çok fazlı ve girdaplı akışlar, akışkanlar dinamiğinin en önemli ve kompleks alanlarından biridir. Siklonlar iç içe geçmiş girdap yapısından dolayı çok fazlı ve girdaplı akışları çözmek ve araştırmak için çok uygundur. Bu yüzden girdaplı ve çok fazlı akışların matematik modellenmesi için siklonlar kullanılmıştır.Bu çalışmada teğetsel girişli bir siklonda giriş geometrisinin basınç kaybı ve partikül toplama verimi üzerine etkileri hesaplamalı akışkanlar dinamiği ile araştırılmıştır. Teğetsel girişli siklon için üç boyutlu, sürekli rejimde korunum denklemleri belirlenen sınır şartlarında sıkıştırılamaz ve türbülanslı akış için sayısal olarak çözülmüştür. Hesaplamalarda Reynold Stres türbülans modeli kullanılmıştır. Birincil faz olan hava için akış alanı için Navier-Stokes denklemleri çözülmüştür. İkinci faz olan partikül ise Lagrangian yöntem ile modellenmiştir. Sayısal analizlerde ticari CFD yazılımı olan Fluent kullanılmıştır. Hesaplanan sonuçlar literatürden benzer sonuçlar ile karşılaştırılarak doğrulanmıştır. Giriş kesiti farklı geometrik oranlara sahip siklonlar çalışılmıştır.Elde edilen sonuçlar siklon giriş kesitinin siklon performansı üzerinde önemli mertebede etkili olduğunu göstermektedir. Ancak giriş geometrisinin verim ve basınç düşümüne etksi doğrusal değildir. Ayrıca yüksek giriş kesitinde siklon içerisinde giren havanın siklon içerisinde yeteri kadar dönmeden çıkış borusundan kaçtığı gözlemlenmiştir. Bundan dolayı optimum giriş yüksekliğinin tesbiti için diğer geometrik ölçülerde hesaba katılmalıdır. The multiphase and swirling flows are one of the most important and complex fields of fluid dynamics. Cyclone seperators are very convenient to solve and investigate multiphase and swirling flows due to the double vortex structure of the flow. Therefore, cyclones were used for mathematical modeling of swirling and multiphase flows.This work presents a computational fluid dynamic simulation to investigate the effects of inlet geometry on the pressure drop and particle collection efficiency of a tangential inlet cyclone. Three-dimensional, steady governing equations for the incompressible, turbulent flow inside a tangential inlet cyclone are solved numerically under certain boundary conditions. Reynold Strees turbulence model was used. The continuous gas flow is predicted by solving Navier?Stokes equations. The second phase is modeled based on a Lagrangian approach. The commercial CFD code Fluent was used for numerical analysis. Computational results compared experimental data available in the literature for validation. Various cyclones, each has different geometrical ratio of inlet section were studied.The obtained results show that inlet geometry influences cyclone performance considerably. However, this effect of inlet height is not linear. The design of the high inlet section generates a flow structure that increases the escape of fluid from the main flow to the exit without making enough number of revolutions before exiting. Therefore, an optimum inlet height should be present depending on the other geometrical dimensions. 114

Bu çalışmada iki düzlem plaka arasına yerleştirilmiş farklı görünüş oranlarına (uzun çap / kısa çap) sahip elips silindir etrafında oluşan akış yapısı, paralel düzlem plakalarla elips silindirin birleşim bölgelerinde, Parçacık Görüntülemeli Hız Ölçme (PIV) tekniği ile detaylı olarak incelenmiştir. Reynolds sayısının Red=1.500-10.000 değerleri, Görünüş Oranı (GO) = 1-2.33 aralığında deneyler gerçekleştirilmiştir. Deneysel çalışmada iki düzlem plaka ile elips silindir birleşim bölgesinde oluşan akış yapısı görüntüleri ön ve arka yan görünüşler (side-view) ve üst görünüşler (plan-view) şeklinde uygulanmıştır. Akış yapısının oluşturduğu 3-boyutlu karmaşık yapıda, deneylerden elde edilen anlık ve zaman-ortalama hız alan vektörleri , akım çizgileri < ? > ve girdap kontur < ? > verileri elde edilmiştir. Deneylerde akış yapısında oluşan kritik durma noktaları tanımlanmış, akışa etkilerinden bahsedilmiştir. İki paralel plaka ve elips silindir ile sınırlandırılmış akım alanı içerisinde meydana gelen akış yapısının incelenmesi, ısı değiştiricilerin tasarımı ve optimizasyonu açısından büyük önem taşımaktadır. Isı değiştiricilerinde genellikle dairesel silindir geometrisi kullanılmaktadır. Bu çalışmada dairesel silindir yerine elips silindir kullanılması durumunda akışın nasıl olacağının incelenmiş ve karşılaştırması yapılmıştır. Ayrıca plaka ve elips silindirin kesişim bölgesinde oluşan, ısı değiştiricileri uygulamalarında önemli bir yer tutan At Nalı Girdap (ANG, horseshoe) diye adlandırılan girdaplar değişik Reynolds sayılarında deneysel olarak incelenmiştir. Elips silindirinin ön kısmında, akışın elips silindir etkisine girmesi ile birlikte plaka yüzeyinde bir durma noktası oluşmakta ve neticesinde, 3-boyutlu akış ayrılmalarına sebep olduğundan, karmaşık bir akış yapısı yaratılmaktadır. Sonuç olarak, elips silindir ile plakaların kesişim noktasına yakın bölgelerde, ANG şeklinde girdaplar oluşmaktadır. Elips silindir ön tarafında oluşan akış yapısında, artan Reynolds sayı değerleriyle birlikte ANG' ların boyutlarının küçüldüğü ve şiddetlerinin arttığı tespit edilmiştir. ANG yapısının dairesel silindirlerde düzlem plakalar ile elips silindir birleşme bölgelerinde oluşturduğu dairesel girdap yapısı, geometriye bağlı olarak GO artmasıyla elips silindirlerde eliptik bir yapı almıştır. Oluşan eliptik yapı, elips silindir de akış yapısını daha çalkantılı bir hale getirmiş ve elips silindir arkasında oluşan ölü akış bölgesini daraltmıştır. Akış yapısının çalkantılı bir hal alması, ANG' ların oluşumunu ve yapısını etkilemektedir. Artan Reynolds değerleri ile elips silindirde oluşan ANG yapısına paralel olarak elips silindir arkasında ölü akış bölgesinin daralması söz konusudur. Daralan ölü akış bölgesi basınç kayıplarını artırsa da, çalkantılı yapıyı fazlalaştırdığı için elips silindirin ısı geçişini dairesel silindirlere göre daha iyileştirmiştir. Bu yüzden ısı değiştiricileri uygulamalarında elips silindir kullanımının ısı geçişi bakımından, dairesel silindir kullanımından daha verimli olacağı öngörülmektedir. In this study, formed around the flow structure an ellipse cylinder which has different aspect ratios, located between two plane plates, in the parallel plane plate ellipse cylinder combination of the regions, was investigated with Particle Image Velocity (PIV) technique in detail. Experimental studies were carried out with Reynolds number Re d = 1500-10000 values and in the range of aspect ratio (AR) = 1-2.33. Experimental study of two plane plates with elliptical cylinder combination in which the flow structure of images, front and side views and top views (plan-view), was applied. Flow structure creates three-dimensional complex conformation, the experiments obtained from instantaneous and time-average velocity field vectors , streamlines < ? > and vortex contour < ? > data were obtained. In the experiments, the flow structures created in the critical stopping points have defined and discussed in the flow effects. Elliptical cylinder bounded by two parallel plates and flow field flow structures that occur in the investigation, design and optimization of heat exchangers is great importance of in terms. In manufacturing of heat exchangers usually use circular cylinder geometry. In this study, elliptical cylinder used instead of a circular cylinder, in the case of how the flow was examined and compared. Also on the plate and create on the intersection of the ellipse cylinder, an important place for the heat exchanger applications `HV, Horseshoe,` the so-called vortex at different Reynolds numbers were investigated experimentally. In front of the ellipse cylinder, the effect of the flow enters with the ellipse cylinder, on the surface of plates a stopping point formed and as a result, three-dimensional flow is due to leave, and create a complex flow structure. As a result, near the intersection of the plates with elliptical cylinders in areas where, `HV`-shaped vortex is formed. Flow structure in front of the ellipse cylinder, with increasing Reynolds number values HV's size become smaller and their intensity were increased. HV structure of in the plane plate with the elliptical cylinder, circular cylinder combines a circular vortex structure formed in the region; depending on the geometry of an elliptic cylinder AR elliptical structure was increased. The elliptical structure formed the flow structure of elliptic cylinders and elliptic cylinders made more turbulent back flow in the wake region which has collapsed. Receive a state of turbulent flow structure; HV's formation and structure are affected. Elliptical cylinder with increasing Reynolds values occurring in elliptical cylinder parallel to the HV conformation behind the contraction of the flow in question is dead. Increased pressure loss narrowed, although the wake region flow, the turbulent structure for more elliptical cylinder heat transfer than the circular cylinder has improved. So the Elliptical cylinders using heat exchanger applications in terms of heat transfer is expected to be more efficient use rather than a circular cylinder. 91

Bu tez iki ana kısımdan oluşur. Birinci kısımda yan duvarları hareketsiz, alt ve üst kapakları hareketli sektörel kaviteler içerisindeki Stokes akış ve ikinci kısımda ise ayni kavite içindeki Navier-Stokes akış analiz edildi. Bir sektörel şeklinde tanımlanır. Burada ve sırasıyla iç ve dış çemberlerin yarıçaplarıdır. ve sınırları (alt ve üst kapak olarak tanımlanır) birer düzgün şerit şeklinde olup yarıçap yönünde sırasıyla ve hızları ile hareket ederler.Stokes akış durumu için formüle edilen sınır-değer problemi, akış fonksiyonu için analitik olarak çözüldü. Analitik çözüm öz-fonksiyonların bir sonlu serisi olarak ifade edildi. Bu öz-fonksiyonlar görünüm oranı ve hız oranı 'ye bağlıdır. Akış fonksiyonunun çözümü, ve parametrelerinin değişimiyle lokal akış yapılarındaki değişiklikleri ortaya çıkartmak için her bir durgun nokta civarında Taylor serisine açıldı. ve 'in kritik değerlerinde durgun nokta çatallanmaları gerçekleşti. Öyle ki bir merkez noktanın bir eyer noktaya (yada tersi) dönüşerek akış yapılarının değiştiği görüldü.Sert yan duvarlı bir sektörel kavite için S 'in herhangi bir değerinde azaltıldığında akış çatallanmalarının bir serisi görülür ve kavite içerisinde yeni eddy'ler (girdaplar) oluşur. için ana sonuçlar çatallanma eğrileriyle oluşturulan bir kontrol uzay diyagramı ile gösterildi. Ayrıca için çubuk diyagramları kullanıldı.Tezin 2. parçasında, yönetici denklemin özel bir sonlu elemanlar formulasyonu kullanılarak, Reynolds sayısının akış yapılarına olan etkisi aralığı için araştırıldı. sabit tutularak, değiştiğinde Reynolds sayısının akış yapılarına olan etkisi, durgun nokta çatallanmaları ve akıştaki asimetriklik ile kendini gösterdi. Verilen bir değeri için kritik değerlerinin dakilerden farklı olduğu görüldü.Anahtar Kelimeler: Navier-Stokes, Akışkanlar Mekaniği, Akış Yapısı, Çatallanma, Girdap This thesis consists of two main parts. In the first part, we analyzed Stokes flow and in the second part incompressible, non-zero Reynolds number flows in sectorial lid-driven cavities with rigid side walls and the upper and the lover lid moving. A secrotial cavity is defined by . Here and are radius of inner and outer circles respectively. The boundaries and are two flat plates which translates with speeds and in the radial direction respectively, thus setting the fluid into motion.A boundary value problem is formulated for the case of Stokes flow, which is solved analytically for the streamfunction, , expressed as an infinite series of eigenfunctions. The solution of streamfunction is then expanded about any stagnation point to reveal changes in the local flow structure as and varied. At critical values of and stagnation point bifurcations arise at which a centre changes to a saddle (and vice versa) and the flow structure is transformed.For a sectorial cavity with rigid side walls, as decreases for any , sequences of flow bifurcations arise by which additional eddies are generated within the cavity. The key results are shown in - control space diagram as with bifurcation curves for . In addition we used the pipe bifurcation diagrams for .In the second part of this thesis, the effect of the Reynolds number, Re, on the flow structure in sectorial cavities is investigated in range using a primitive variable finite element formulation of the governing equation of motion. Results with varying and constant show that Reynolds number affects flow patterns by introducing asymmetries and stagnation point bifurcations; for a given there are seen to occur at different values of critical aspect ratio than is the case when .Keywords: Navier-Stokes; Fluid Mechanics; Flow Structure; Bifurcation, Eddy 157

Dihidropirimidin dehidrogenaz [5,6-dihidroursil: NADP+ oksidoredüktaz, EC 1.3.1.2; DPD] enzimi, sığır karaciğerinden saflaştırıldı. Saflaştırma; homojenatın hazırlanması, amonyum sülfat çöktürmesi, afinite kromatografisi yöntemleriyle yapıldı. Sığır karaciğeri DPD enziminin saflaştırılması %12,5 verimle 1660 kat olarak gerçekleştirildi.Ayrıca, sığır karaciğeri DPD enzim aktivitesi üzerine bazı ilaçların etkileri araştırıldı. İnhibisyon etkisi gösteren ilaçlardan oksitetrasiklin, siproflaksasin, kanamisin, ivermektin, enroflaksasin, seftazidim, sefoperazon, gentamisin, amikasin, ornidazol, metronidazol, sefuroksim, sefepim, ampisilin amoksisilin, meropenem, asiklovir, sefazolin ve penisilin G için I50 değerleri sırasıyla 0,030 mM, 0,046 mM, 0,080 mM, 0,120 mM, 0,130 mM, 0,140 mM, 0,610 mM,1,260 mM, 1,820 mM, 2,500 mM, 3,600 mM, 4,330 mM, 4,370 mM, 4,920 mM, 6,300 mM, 6,710 mM, 10,960 mM, 13,900 mM, ve 51,330 mM, Ki sabitleri de sırasıyla 0,050 mM, 0,090 mM, 0,109 mM, 0,117 mM, 0,123 mM, 0,130 mM, 0,185 mM, 1,020 mM, 2,010 mM, 2,096 mM, 2,115 mM, 2,700 mM, 3,730 mM, 5,240 mM, 9,570 mM, 9,605 mM, 9,710 mM, 17,200 mM ve 22,030 mM olarak hesaplandı.Anahtar Kelimeler: Dihidropirimidin dehidrogenaz, sığır, karaciğer, ilaç, inhibisyon Dihydropyrimidine dehydrogenase [5,6-dihydrouracil: NADP+ oxidoreductase, EC 1.3.1.2; DPD] enzyme was purified from bovin liver. The purification was performed by preparation of homogenate, ammonium sulphate precipitation, affinity chromatography. Purification of bovin liver DPD enzyme was obtained with a yield of 12.5 % as 1660 fold, respectively.In addition, effects of some drugs on bovin liver DPD enzyme activity were investigated. I50 values and Ki constants were calculated for oxytetracycline, ciprofloxacin, kanamycin, ivermectine, enrofloxacin, ceftazidime, cefoperazon, gentamycin, amicasin, ornidazole, metronidazole, cefuroxime, cefepime, ampicillin amoxicillin, meropenem, acyclovir, cefazolin and penicillin G from drugs showing inhibition effects. I50 values were calculate as 0.030 mM, 0.046 mM, 0.080 mM, 0.120 mM, 0.130 mM, 0.140 mM, 0.610 mM, 1.260 mM, 1.820 mM, 2.500 mM, 3.600 mM, 4.330 mM, 4.370 mM, 4.920 mM, 6.300 mM, 6.710 mM, 10.960 mM, 13.900 mM and 51.330 mM, respectively. Ki constants were found as 0.050 mM, 0.090 mM, 0.109 mM, 0.117 mM, 0.123 mM, 0.130 mM, 0.185 mM, 1.020 mM, 2.010 mM, 2.096 mM, 2.115 mM, 2.700 mM, 3.730 mM, 5.240 mM, 9.570 mM, 9.605 mM, 9.710 mM, 17.200 mM and 22.030 mM for bovin liver DPD, respectively.Keywords: Dihydroprimydin dehydrogenase, bovin, liver, drug, inhibition 136

Tez (Doktora) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2007, Thesis (PhD) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2007, Bu çalışmadaki amaç, girdap yaratıcıların dairesel silindir etrafındaki akışa ve girdap oluşma mekanizmasına olan etkilerinin deneysel ve hesaplamalı olarak ortaya konması ve farklı türbülans modellerinin performansının test edilerek modelleme yetisi en yüksek olan türbülans modelinin belirlenmesidir. Deneysel çalışma, 1.6mm yüksekliğindeki girdap yaratıcıların silindir çevresine dört farklı açıda yerleştirildikleri vakalar ve girdap yaratıcı içermeyen yalın silindir vakası ile birlikte toplam beş ayrı vakanın silindirin boyuna doğrultusunda orta düzleminde iz bölgesini içeren bir alanda iki boyutlu olarak gerçekleştirilen DPIV ölçümlerini kapsamaktadır. Çalışmadaki Reynolds sayısı 41300 ve buna karşılık gelen silindir akış rejimi ise kritik altı rejimdir. PIV görüntülerinden elde edilen akış alanlarının analizi, Reynolds Ayrıştırması, Sabit Faz Ayrıştırması ve POD olmak üzere, üç ayrı teknik ile gerçekleştirilmiştir. Girdap yaratıcıların etkisi, vakaların kendi aralarında ve yalın silindir ile karşılaştırmaları ile belirlenmiş, sonuçlar tartışılmıştır. Hesaplamalı çalışmadaki amaç, yalın ve girdap yaratıcılı silindir etrafındaki akışın, deneysel çalışmada yer almayan yanlarının da ortaya konabilmesi ve bu karmaşık akışı en iyi şekilde modelleyen türbülans modelinin çalışmada ele alınan tek denklemli ve iki denklemli türbülans modelleri arasından seçilmesidir. Çalışma, girdap yaratıcıların dolgun cisimler etrafındaki akışa olan etkisinin incelenmesine detaylı analizlerle yenilik getirmekte, özellikle daha önce gözlenmemiş olan iz yapısını açık biçimde ortaya koymaktadır. Ayrıca, böylesi karmaşık bir akışın RANS temelli türbülans modelleri ile çözülebildiği, pek çok alanda başarısını ispatlamış olan SST türbülans modelinin akış yönünde girdaplar ve kuvvetli ayrılma içeren akışlarda tercih edilmesi gerektiğini ortaya koymaktadır. Çalışma ayrıca, girdap yaratıcıların gemiler etrafındaki akım ayrılmasını kontrol etmek üzere gerçekleştirilecek dizayn sürecine önemli katkılar yapabilecek bir altyapı hazırlamıştır., The aim of the study is to investigate the effect of the streamwise vortex generators both experimentally and computationally to the flow around circular cylinder and vortex formation mechanism and to test the performance of different well-known RANS based turbulence models on predicting such a complex flow field. In the experimental study, wake oscillations of the circular cylinder and vortex shedding are visualized with digital PIV system. Experimental study consists of cases including bare cylinder and cylinder with vortex generators. The Reynolds number investigated is 41300, which corresponds to the sub-critical flow state. The analysis of the flow fields are processed with Reynolds decomposition, constant-phase decomposition and proper orthogonal decomposition. The aim of the computational study is to investigate the additional features of the flow which are not included in the content of the experimental study, and the selection of the best turbulence model, which fits the flow around circular cylinder with vortex generators, among the investigated one equation and two equation turbulence models. The study provides a contribution to the literature about the effect of vortex generators to the flow around circular cylinder and includes detailed investigation of the wake pattern and also expected to be a good reference for the predictive capability of the investigated turbulence models. The results shows that such a complex flow can be simulated with RANS-based turbulence models and Shear Stress Transport k- model which performs very well in many areas should be the first choice for the simulation of vortical flow with massive separation. The study also provides a basic knowledge for the design process of the control of the flow separation around ship hulls which is of great importance in the hydrodynamical area., Doktora, PhD

ÖZ DOKTORA TEZİ İÇTEN YANMALI MOTORLARDA SİLİNDİR İÇİ AKIŞ KARAKTERİSTİKLERİNİN BELİRLENMESİ ABDULKADİR YAŞAR ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ MAKİNA MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI Danışman : Prof. Dr. Kadir AYDIN Yıl 2002, Sayfa : 171 Jüri : Prof.Dr. Kadir AYDIN Prof. Dr. Beşir ŞAHİN Prof. Dr. Ertuğrul BALTACIOĞLU İçten yanmalı motorların silindiri içerisindeki akış karakteristiklerinin belirlenmesine bir çok deneysel yöntem ve sayısal çözümler ışık tutmaktadır. Bu amaçla, silindir içi akışlar bir silindir supap modelinde, çeşitli supap geometrisi ve supap açıklığında hem deneysel hem de sayısal olarak incelenmiştir. Elde edilen neticelerden, akış yapısının supap pozisyonuna, silindir kafasından olan mesafeye ve supap açıklığına bağlı olduğu bulunmuş olup, supap açıklığının artması durumunda silindir içerisinde supap altında oluşan ölü akış bölgesinin genişliğinin azaldığı ve akış yönünün değiştiği gözlenmiştir. Beş delikli küresel pitot tüpü, boya ile akış görüntüleme yöntemi ve parçacık görüntülemeli hız ölçme tekniği sonuçlarının sayısal olarak hesaplanan sonuçlarla yakın benzerlikler gösterdiği anlaşılmıştır. İncelenen supap açıklıkları içerisinde optimum bir yanma işlemini gerçekleştirebilmek için 5 mm supap açıklığının en iyi girdap yapışım verdiği düşünülmektedir. Anahtar Kelimeler: Beş delikli küresel pitot tüpü, PIV, FLUENT, Girdap oluşumu, Yanma. ABSTRACT PhD THESIS DETERMINATION OF THE CYLINDER FLOW CHARACTERISTICS IN INTERNAL COMBUSTION ENGINE ABDULKADİR YAŞAR DEPARTMENT OF MECHANICAL ENGINEERING INSTITUTE OF NATURAL AND APPLIED SCIENCES UNIVERSITY OF ÇUKUROVA Supervisor : Prof. Dr. Kadir AYDIN Year 2002, Pages : 171 Jury : Prof. Dr. Kadir AYDIN Prof. Dr. Beşir ŞAHİN Prof. Dr. Ertuğrul BALTACIO?LU In this study, flow characteristics were investigated in a cylinder of an internal combustion engine both numerically and experimentally. Particle image velocimetry technique was used to measure the velocity distribution in the cylinder to observe the flow characteristics. FLUENT package programme based on the finite volume method was used to model the flow in the cylinder of an internal combustion engine. Experiments and numerical studies were carried out at various valve geometries and valve clearances. The results of experimental and numerical studies show that the flow structure changes with valve position and valve clearance. It also changes along the cylinder stroke. When the valve clearance increases, the width of the wake region behind the valve decreases. Besides this, the direction of the flow at the entrance of the cylinder changes with valve clearance. Five-hole spherical pitot tube was also used to measure the flow velocity and direction in the cylinder. Results obtained from five hole spherical pitot tube show good agreement with the results of PIV technique and numerical model. Experimental and numerical results show that when the valve clearance is 5 mm, the best vortex structure leading to an optimum combustion in internal combustion engines occurs. Keywords: Five hole spherical pitot tube, PIV, FLUENT, Vortex formation, Combustion. II 171

radyoaktif izleme tekniği ile serbest girdap (vorteks) akış takibi ÖZET Radyoaktif İzleme Tekniklerinin endüstriyel amaçlı yaygın kullanım alanlarından biri `akış takibi` uygulamalarıdır. Akış takibi uygulamaları, farklı amaçlara yönelik olarak uygulanabilmektedir. Akış takibi ile araştırma amaçlı yörünge ve akım çizgilerinin belirlenmesine ilişkin çalışmalar yapılabildiği gibi, akış parametreleri tayinine ilişkin olarak da çalışmalar yapılabilmektedir. Bu Yüksek Lisans tez çalışmasında radyoaktif izleme tekniği ile serbest girdap (vorteks) akış takibi bağlamında akış hızı tayini ve akış görünürleştirmesi gerçeklenmiştir. Böylelikle, serbest girdap (vorteks) hareketi, akış takibinin geniş anlamlılığı çerçevesinde ele alınarak deneyler yapılmıştır. Radyaktif izleme tekniği ile deneysel olarak ulaşılan serbest girdap (vorteks) hareketine ilişkin akış hızı tayini İTÜ Nükleer Enerji Enstitüsü' nde mevcut TRIG A Mark-II Eğitim ve Araştırma reaktöründe yaptırılan ışınlama sonucunda elde edilen Na-24'ün radyoaktif izleyici olarak kullanımı ile yapılabilmiştir. Deneysel olarak ulaşılan serbest girdap (vorteks) hareketi akış hızı değerleri beklenti doğrultusunda elde edilmiştir. Radyoaktif izleme tekniği ile deneysel olarak ulaşılan serbest girdap (vorteks) hareketine ilişkin akış hızı değerlerinin sınanması amacıyla, serbest girdap (vorteks) hareketi için hesaplama yapılarak teorik hız değerleri bulunmuştur. Serbest girdap (vorteks) hareketine ilişkin bulunan deneysel ve teorik hesaplama sonuçları, birbirleri ile mukayeseli incelendiğinde, bulunan değerlerin birbirleri ile ileri derecede uyumlu olduğu görülmüştür. Akış hızı tayini dışında, otoradyografi felsefesi çerçevesinde akış görünürleştirilmesi çalışması da yapılmış ve görüntü elde edilebilmiştir. Böylelikle, radyoaktif izleyicinin ayrı bir kullanımının da serbest girdap (vorteks) hareketine ilişkin olarak uygulanabileceği gösterilmiş olmaktadır. FLOW DISPERSION FOR FREE VORTEX MOTION BY USING RADIOTRACER TECHNIQUE SUMMARY Radiotracer techniques have been used for flow dispersion routinely for the industrial purposes. Applications of flow dispersion can be applied for the different aims. With the flow dispersion, it can be searched for either orbitary and streamline determination or determination of flow parameters. In this MSc. Thesis, dispersion of free vortex motion observed in two different cases as determination of flow velocity and flow visualisation. Therefore, free vortex motion investigated in large scale. Experimental flow velocity which is reaching by using radiotracer technique have been observed by Na-24 radiotracer that is irradiated in ITU TRIGA Mark-II Training and Research Reactor. Experimental flow velocities were expected values. Examining of the experimental flow velocity values which are reaching by radiotracer technique, theoretic calculation have been done. When comparison of the experimental and theoretic flow velocities, it is recognised that they are appropriate each extremely. Except of the determination of the flow velocity flow visualisation determination of flow velocity have been observed and taking the image of it. Therefore, it is evident that the radiotracer technique can be used for the purpose of visualisation. XI 68

ÖZET İKİ FAZLI AKIŞLARIN GİRDAP YÖNTEMİ İLE MODELLENMESİ Bu çalışmada iki fazlı akışlardan, doğada ve endüstriyel uygulamalarda çok sık karşılaşılan, katı-akışkan iki fazlı, türbülanslı jet problemi bilgisayar desteğinde incelenmiştir. İnceleme yöntemi olarak son yıllarda akışkanlar mekaniği ve özellikle iki fazlı akış konularındaki çalışmalarda çok sık karşılaşılan, Lagranjiyan bir yaklaşımla uygulanan Yüzey Tekillik Yöntemi ile birleştirilmiş Ayrık Girdap Yöntemi kullanılmıştır. Çalışmada, tek fazlı jet akışı oluşumu ve özellikleri, serbest ve sınırlı haller için incelendikten sonra iki fazlı durum için, Aktif ve Pasif Yaklaşım metodlan kullanılarak katı faz ile akışkan faz etkileşimi, değişik partikül çaplan ve yükleme miktarları için incelenmiş ve katı fazın jet türbülans özelliklerine etkisi detaylı olarak araştırılmıştır. Çalışmanın ilerleyen bölümlerinde, alt akış alanına yerleştirilen küt bir cisim ile akış etkileşimi incelenerek değişik cisim konumlarında akış alam ve partikül dağılımları incelenmiştir. Çalışmanın son kısmında ise sınırlı jet akışı halinde, akışkan giriş sıcaklığı ve yan duvarlardan ısıtma durumunda ortam sıcaklık dağılımı, partikül sıcaklık değişimleri ve katı fazın sıcaklık dağılımı üzerindeki etkisi incelenmiştir. IX SUMMARY MODELING of TWO-PHASE FLOWS by USING VORTEX METHOD In this study, computer aided simulation of two-phase, turbulent jet flow, which is a very common two-phase flow both in nature and industrial applications, was made. A well known computational fluid dynamics technique so called Discrete Vortex Method combined Surface Singularity Method was used. Evaluation of free and confined single phase jet flow and its properties were investigated. The particles are injected to the jet flow and particle - flow interaction were investigated for different particle diameters by using One-way and Two-way Coupling Approaches. Particle loading ratio was monitored in order to understand the effect of solid phase on turbulent jet properties. The interaction between jet vortices and the bluff body was examined and it was shown that the jet-body interaction exhibits different flow field characteristics depending on the orientation of the incident vortices. The temperature distributions and particle temperatures in confined jet simulations are also examined and are shown at the end of results chapter. X 91

ÖZET A1203 PARTİKÜL TAKVİYELİ Al-Cu ESASLI METAL MATRİKSLİ KOMPOZİT MALZEME ÜRETİMİ Son yıllarda metal matriksli kopozit malzemelerin ticari olarak kullanım alanları hızla artmaktadır. Metal matriksli kompozit malzemelerin metal ve alaşımlara göre en önemli avantajı, yüksek mekanik özellikleri, aşınma direnci ve bu özelliklerini yüksek sıcaklıklarda da koruyabilmeleridir. Bu çalışmada AA2024 alüminyum alaşımına hacimce % 5-10 AI2O3 takviye edilmiş ve üretilen kompozitler kum ve metal kalıplara dökülmüştür. Kompozitlerin üretilmesinde kullanılan yöntem, dökümhane şartlarında kolayca uygulanabilen ve maliyeti düşük olan vorteks yöntemidir. Üretim sonrası, elde edilen kompozit malzemelerin mikroyapı, sertlik, yoğunluk, ısıl işlem ve çekme özellikleri incelenmiştir. VIII SUMMARY PRODUCTION OF A1203 PARTICLE REINFORCED AI-Cu BASED METAL MATRIX COMPOSITE MATERIAL In the last decade, commercial applications of the metal matrix composites have been growing in a rapid pace. High mechanical properties, wear resistance at ambient, in addition at high temperatures are the main advantages of metal matrix composites against conventional metals and alloys. In this study, 5 % and 10 % volume fraction of AI2O3 were added into AA2024 alloy and these composites were cast into metal and sand moulds. The method which we used to produce the composites was the Vortex process. This method can be applied easily and economically in most of the foundries. After the composites obtained, microstructural analysis, hardness tests, density measurements, heat treatment and tensile tests were performed. IX 80

ÖZET SiC PARTIKUL TAKVİYELİ Al-Sİ ESASLI METAL MATRİKSLİ KOMPOZİT MALZEME ÜRETİMİ Kompozit malzemeler, farklı malzemelerin biraraya getirilmeleriyle oluşturulur. Bu yeni malzemenin özellikleri bir araya getirilen farklı malzemelerin özelliklerinden daha üstün olmaktadır. Metal matriksli kompozitler (MMK); mukavemet, sertlik, aşınma direnci, yüksek sıcaklıklara dayanım ve diğer özelliklerindeki üstünlüklerinden dolayı büyük ilgi çekmektedir. Bu çalışmada, Vorteks metodu ile A3 56 alaşımına %5 ve %10 hacim oranlarında SiC seramik partikülleri ilave edilerek, metal esaslı kompozitler üretilmiştir. Kum ve metal kalıplara dökümü yapılan MMK malzemelerin bir kısmına çözeltiye alma ve yaşlandırma işlemleri uygulanmıştır. Ayrıca takviyesiz alaşımın özelliklerinin ilave edilen seramik partikülerle değişiminin belirlenmesi için, kompozit malzemelerden alman numunelerin mikroyapı, sertlik, yoğunluk ve çekme özellikleri incelenmiş ve partikül ilavesinin, alaşımın özelliklerine etkisi araştırılmıştır. VI SUMMARY PRODUCTION OF SiC PARTICLE REINFORCED Al-Si BASED METAL MATRIX COMPOSITE MATERIAL Composite materials are produced from combination of different materials. The mechanical properties of this new material is better than its components. Metal Matrix Composites (MMC's) are prefered because of their improved properties such as, strength, hardness, wear resistance, high temperature resistance and others. In this study, 5% and 10% volume fraction of SiC ceramic particles were added into A356 Al alloy to form MMC's using Vortex method. Some of mold cast and sand cast MMC specimens were heat treated (T6). In order to distinguish the properties of non-reinforced and particle reinforced A3 56 alloy, microstructural analysis, hardness tests, density measurements and tensile strenght of the composite materials were studied. In addition, the effect of particle percentage in the matrix was investigated. VII 66

ÖZET 3B TEKİL GİRDAP ELEMANLARI YÖNTEMİ İLE AKIŞ ALANLARININ BENZEŞİMİ Bu çalışmada halka girdapların gelişimi ve etkileşiminin, akışkanlar dinamiği açısından bilgisayar destekli deneyleri ve analizi yapılmıştır. 3 boyutlu olarak ele alman halka girdapların etkileşiminde `Vorton` girdap elemanları yöntemi ve `Cloud In Cell` girdap elemanları yöntemleri kullanılmıştır. Çalışmada, ince ve kalınlıksız halka girdaplar kullanılmıştır. Tek halka girdap, arka arkaya iki halka girdap ve yan yana iki halka girdabın gelişimi ve etkileşiminin bilgisayar deneylerinde benzeşimi yapılmıştır. Bilgisayar deneylerinden elde edilen sonuçlar, halka girdap ve girdapların türbülans enerji spektrumu, topolojisi, kinetik enerjisi ve ortalama konumlan açısından değerlendirilmiştir `Vorton` girdap elemanları yönteminde viskoz etkiler etkinlikle modellenmiştir. Tez kapsamında kullanılan yöntemlerden `Vorton` girdap elemanları yöntemi için Pentium işlemcili PC 'lerde kullanılmak üzere Fortran dilinde çeşitli bilgisayar programlan üretilmiştir. Bilgisayar programları, seçilen halka girdap etkileşimi problemlerine uygulanmış ve elde edilen sonuçlar tartışılmıştır. XII SUMMARY SIMULATION OF FLOW FIELDS CALCULATED BY 3D DISCRETE VORTEX ELEMENT METHOD In this study, the evolution and interaction of vortex rings are examined with computer experiments. 3-D discrete vortex element method so called Vortons Method and Cloud In Cell Method are utilized so as to analyse the interactions of 3-D vortex rings. Thin vortex rings are considered throughout the study. The evolution and interaction of a vortex ring, two vortex rings; starting one behind the other and two vortex rings; starting side by side are simulated by the computer experiments. The results are discussed and assessed with the turbulence energy spectrum, vortex topology, kinetic energy and avarage ring location graphics. The viscous effects are effectively modelled in `Vorton` discrete vortex element method. In the content of the thesis, CFD programs are written in Fortran Language for `Vorton` discrete vortex element method to be used in Pentium processor based PC's. XIII 121

IV ÖZET SiC parçacık takviyeli metal matriksli kompozit malzemeler (Al-MMK ) alüminyum alaşımlarına ve SiC'e nazaran pek çok avantajlara sahiptir.Daha yüksek özgül dayanım ve özgül modüle sahip olmaları sebebiyle uzay ve uçak endüstrisi ile taşımacılıkta,alüminyum alaşımlarından daha fazla kullanım potansiyeline sahiptirler. Bunlara ilaveten bu kompozit malzemeler soğuk işlem görmüş veya çökelti ile sertleştirilmiş alüminyum alaşımlarından daha fazla yük ve sıcaklık dayanımı ve elastik modülü değerlerine sahiptirler. SiC parçacıklarının boyutlarını ve hacimsel oranlarını değiştirerek termal genleşme katsayısı ile termal iletkenliğin kontrol edilebilmesi mikroelektronik paketleme açısından çok büyük önem arzetmektedir.Ayrıca parçacık takviyeli kompozitler fiber takviye olanlara nazaran oldukça izotropik,mekanik ve fiziksel özelliklere sahiptirler. SiC partikül takviyeli ETIAL-195 metal matriks kompozitler argon atmosferi altında vorteks metoduyla üretilmiştir. Ergimiş Etial-195 alaşımına ağırlıkça %5, %10 ve %15 oranlarındaki SiC partikülleri karıştırma esnasında ilave edilmiş ve hazırlanan kompozit malzemeler sade karbonlu çelikten yapılmış metal kalıba dökülmüştür. Hazırlanan numunelere argon gazı kaynağı tatbik edilmiş ve kaynak bölgeleri ışık ve elektron mikroskoplarında incelenmiştir.Kaynak bölgesi yapısında zararlı faz olan AI4C3 görülmemiştir. SUMMARY ARGON WELDING OF SİC REINFORCED ETİAL-195 METAL MATRIX COMPOSITE Sic reinforced aliminium metal matrix composite (AI-MMC) offer several advantages relative to alloys and Sic.The higher specific strength and specific modulus of the composites compared to Al alloys make them potentially useful as structural materials in aerospace and transportation applications. In addition,these composites exhibit improved high temperature capabilities as the specific strength and modulus advantages persist to higher temperatures than in precipitation-strengthened or work-hardened Al alloys.The ability to tailor their coefficient of thermal expansion and thermal conductivity by varying the volume fraction and the size of the reinforcement.and the matrix composition also makes Sic AIJVIMC attractive materials for microelectronic packaging. Further advantage of the particle type reinforcement accrues from the relatively isotropic mechanical and physical properties of the composite.unlike those of the fiber reinforced AI-MMC. Sic particulate reinforced ETİAL-195 metal matrix composites were produced by vortex method under protective argon atmosphere. Different amount of Sic particulates starting from 5 ; 10 and 15 wt % Sic were introduced to the Etial-195 alloy melt and were bottom poured in to the metal die made of plain carbon steel.Argon welding was applied to the samples prepared and the welding regions were investigated on the light and electron microscopes. Harmful phase AUC3 wasn't seen in the welding region structure 85

ÖZET Bu çalışmada matris malzemesi olarak AA 2014 alüminyum alaşımı, parçacık olarak da bor karbür (B4C) kullanılarak sıvı ortamda SUMMARY In this study metal matrix particulate reinforced composite was manufactured using AA2014 alumium alloy matrix and B4C particulate. Mechanical properties of manufactured composites such as hardness, tensile strength and elongation after fracture at different particul volume ratios were also investigated. It is very difficult to manufacture these composites because of bad wetting of liquid matrix of B4C particles. It is necessary to heat the liquid matris up to 1000°C in order to improve wetting properties. But this comparatively high temperature causes Excessive oxidation and gas entrapment in liquid metal. A new method was developped in this study which is based on cleaning of particule surfaces using an acid (% 50 HF +% 50 H2SO4) mixture before mixing with liquit alloy. B4C particles were dried at 150 °C for 12 -24 hours and preheated to 400 °C before adding to liquit alloy at 680°C. The results of microscopic examinations showed the particles were held inthe matrix and homogeneous mixture was obtained. Particle volume ratios were changed between % 1.5 to % 12 and the relations between particle volume ratios hardness and tensile strength and elongation after fracture were investigated. The test results showed that tensile strengths and elongations were decreasing with increasing particle content. This was attributed to ease of crack formation B4C/matris interfaces. Hardness test results indicated that hardness was increasing with particle volume ratio up to % 9. But it was decreasing again because of excessive porosity formation. Key words : Metal matrixcomposites, Particulate composites, Boron carbide, Vortex method, Mechanical properties 112

94