Search

Konferans Bildirisi -- Teorik ve Uygulamalı Mekanik Türk Milli Komitesi, 2015, Conference Paper -- Theoretical and Applied Mechanical Turkish National Committee, 2015, Akustik bir basınç işaretiyle tetiklenen sıvı içindeki bir gaz kabarcığının ısıl davranışı, düzgün basınç dağılımı varsayılarak kabarcık içindeki gaz basıncı ve sıcaklık dağılımını belirleyen sıvı ile gaz kabarcığı arasındaki enerji bilançosu denklemleriyle yinelemeli bir yöntem kullanılarak incelenmektedir. Birinci yinelemeli çözümün, gaz basıncının kabarcık cidar sıcaklığı ve kabarcık yarıçapının politropik üssü olduğu gösterilmekte, politropik üs de gazın izentropik üssünün bir fonksiyonu olarak belirlenmektedir. Elde edilen birinci mertebe gaz basıncı yasasının, uygun limit durumlarında klasik eşsıcaklık ve adyabatik yasalara indirgendiği görülmektedir. Birinci mertebe gaz basıncı yasası, Rayleigh-Plesset kabarcık dinamiği denklemi çözülerek akustik olarak tetiklenen kavitasyon kabarcığına uygulanmaktadır. Elde edilen sonuçlar, büzülmenin son aşamasında kabarcık cidar sıcaklığının sıvı sıcaklığının bir kaç mertebe üstüne çıktığını göstermektedir., The thermal behaviour of a spherical gas bubble in a liquid driven by an acoustic pressure is investigated in the uniform pressure approximation by employing an iterative method to solve the energy balance equations between the gas bubble and the surrounding liquid for the temperature distribution and the gas pressure inside the bubble. It is shown that the first iterative solution leads to the first order law of the gas pressure as a polytropic power law of the bubble wall temperature and of the bubble radius, with the polytropic index given as an explicit function of the isentropic exponent of the gas. The resulting first order law of the gas pressure reduces to the classical isothermal and adiabatic laws in the appropriate limits. The first order gas pressure law is then applied to an acoustically driven cavitation bubble by solving the Rayleigh-Plesset equation. Results obtained show that the bubble wall temperature pulsations during the late stage of collapse can become a few orders of magnitude higher than the bulk liquid temperature.

Konferans Bildirisi -- Teorik ve Uygulamalı Mekanik Türk Milli Komitesi, 2011, Conference Paper -- Theoretical and Applied Mechanical Turkish National Committee, 2011, Bu çalışmada, kabarcıklı sıvılarda sarıki-bir-boyutlu kavitasyonlu daimi lüle akışı çözümlerinin, kabarcık/kabarcık etkileşmeleri de gözönünde bulundurularak, zamana göre kararlılığı incelenmiştir. Bunun için homojen kabarcıklı sıvı akışı modeli kullanılarak, sankibir-boyutlu daimi olmayan kavitasyontu lüle akış denklemleri kabarcık dinamiği yasasıyla birleştirilerek (iyileştirilmiş Rayleigh-Plesset denklemi) model denklemler inşa edilmiştir. Başlangıç dağılımları, giriş koşulları ve lüle geometrisi, lülede kavitasyon oluşacak şekilde alınmıştır. Çeşitli varsayımlar altında önerilen model denklem sistemi, genelleştirilmiş özdeğer problemine dönüştürülmüş ve lülenin belli bölgeleri için özdeğerler hesaplanmıştır. Özdeğer problemindeki denklem sisteminin tüm katsayılarının hemen hemen sabit olduğu lüle giriş bölgesinde, normal mod analizi yöntemiyle problem kesin olarak çözülmüştür. Çeşitli akış parametrelerinin (kavitasyon sayısı, vs.) için kararlılık diyagramları elde edilmiştir. Elde edilen sonuçlar, kavitasyontu daimi lüle akışı çözümlerinin sadece çok küçük dalga sayıları için zamana göre kararlı olduğunu göstermiştir.

Tez (Doktora) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2009, Thesis (PhD) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2009, Bu tezde, kabarcıklı sıvılarda kavitasyonlu daimi lüle akışı çözümlerinin kararlılığı ve soliton oluşumu problemleri ele alınmıştır. Birinci problemde homojen kabarcıklı sıvı akışı modeli kullanılarak, sanki-bir-boyutlu daimi olmayan kavitasyonlu lüle akış denklemleri kabarcık dinamiği yasasıyla birleştirilerek (iyileştirilmiş Rayleigh-Plesset denklemi) model denklemler inşa edilmiştir. Çekirdekleşme, kabarcık bölünmesi ve kabarcık birleşmeleri ihmal edilmiştir. Tüm sönüm mekanizmaları, viskoz yutulma biçiminde tek bir sönüm katsayısı olarak ele alınmış, kabarcıkların büyüme ve büzülmelerinde kabarcık içindeki gaz için politropik yasa kullanılmıştır. Başlangıç dağılımları, giriş koşulları ve lüle geometrisi, lülede kavitasyon oluşacak şekilde alınmıştır. Bu varsayımlar altında, model denklem sistemi, akış hızı ve kabarcık yarıçapı için iki evrim denklemine indirgenmiştir. Evrim denklemleri, daimi olmayan akış baz alınarak pertürbe edildiğinde, kabarcık yarıçapı ve akış hızı pertürbasyonları için kuple lineer kismi diferensiyel denklem sistemi elde edilmiştir. Denklem sistemindeki tüm katsayılarının hemen hemen sabit olduğu lüle giriş bölgesinde, normal mod analizi yöntemiyle problem kesin olarak çözülmüş ve çeşitli akış parametreleri (kavitasyon sayısı, vs.) için kararlılık diyagramları elde edilmiştir. Tezin ikinci kısmında, kabarcıklı sıvılarda soliton oluşumu incelenmiştir. Bu problemde, küresel kabarcık dinamiği (Rayleigh-Plesset tipi denklemler) kullanılarak seyreltik olmayan kabarcıklı sıvılarda soliton oluşumu ve yayılmasının ana özellikleri araştırılmış ve etkileşen soliton dalga çözümlerinin sayısı bulunmuştur. Bunun için, kabarcıklı sıvı içeren uzun bir tüpte başlangıçta üçgen profiline sahip bir-boyutlu basınç dalgasının yayılması göz önüne alınmıştır., In this thesis, the stability of steady-state bubbly cavitating nozzle flows and the formation of solitons in bubbly liquids are considered. In the first problem, quasi-one-dimensional unsteady bubbly cavitating nozzle flows are considered by employing a homogeneous bubbly liquid flow model together with the nonlinear dynamics of cavitating bubbles, described by a modified Rayleigh-Plesset equation. Nucleation, coagulation of bubbles and bubble fission are neglected. The various damping mechanisms are lumped together by a single damping coefficient in the form of viscous dissipation. A polytropic law for the expansion and compression of the gas inside the bubble is assumed. The initial distributions, inlet conditions and nozzle geometry are chosen such that cavitation can occur in the nozzle. Under these assumptions, the complete system of equations are reduced to two evolution equations, one for the flow speed and the other for the bubble radius. The evolution equations are then perturbed with respect to flow unsteadiness resulting in a coupled system of linear partial differential equations for the bubble radius and flow speed perturbations. The problem is solved by normal mode analysis in the inlet region of the nozzle where the coefficients of the system of the PDE s are almost constant. Stability diagrams are obtained for the various flow parameters (cavitation number, etc.). In the second part of the thesis, the formation of solitons in bubbly liquids is investigated. In this problem, we show the main features of soliton formation and propagation in bubbly liquids in the non-dilute limit, based on spherical bubble dynamics using a modified Rayleigh-Plesset equation and a wavetrain of interacting solitons is found. We consider the one-dimensional propagation of pressure waves with an initial triangular profile in a bubbly liquid contained in a long tube., Doktora, PhD