Daralan genişleyen akım kesitinde newtonian olmayan akışkanın bünye denklemi parametrelerinin incelenmesi
Investigation of the material parameters in rate-type constitutive equations for viscoelastic fluids in the converged-diverged channel flow
Yazar: ADNAN TOPUZ
Danışman: YRD. DOÇ. DR. MEHMET KOPAÇ
Zonguldak Karaelmas Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 1996
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: Akışkanlar = Fluids

Özet:
ÖZET Yüksek Mühendislik Tezi DARALAN-GENİŞLEYEN AKIM KESİTİNDE NEWTONIAN OLMAYAN AKIŞKANIN BÜNYE DENKLEMİ PARAMETRELERİNİN İNCELENMESİ Adnan TOPUZ Zonguldak Karaelmas Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Makina Mühendisliği Anabilim Dalı Tez Danışmanı :Yrd.Doç. Dr. Mehmet KOPAÇ Mayıs 1996, 68 sayfa Bu çalışmada Newtonian olmayan akışkanların, bünye denklemlerinin nümerik çözümleri üzerine bir araştırma yapılmıştır. Newtonian olmayan akışkanlara ait literatürde oldukça fazla bünye denklemi önerilmiştir. Yapılan bu çalışmalarda genellikle simetri ekseni boyunca olan akım tipi dikkate alınmıştır. Bu modellerden, önce Phan-Thien-Tanner'ın önerdiği model (P.T.T) ele alınmış olup. daralıp-genişleyen bir akım kanalındaki akım için incelenmiştir. Yapılan bu çalışmada simetri ekseni boyunca olan akım tipi dikkate alınmışta-. Simetri ekseni üzerine indirgenmiş lineer olmayan diferansiyel denklem, lineer olmayan regresyon yönteminin uygulandığı Marquardt metodu kullanılarak kanalın 111ÖZET (devam ediyor) dar aralığı için (1.5-5.75mm) çözülmüştür. Bulunan gerilme farkı değerleri literatürden alınan deneysel gerilme farkı değerleriyle karşılaştırılmıştır. Daha sonra P.T.T. modelinde parametre değişikliği yapılıp aynı yöntem kullanılarak bu model kabul edilen akım türü için tekrar çözülmüştür. Bu çalışmada seçilen bir başka inceleme modeli de Kopaç' in önerdiği modeldir. Bu modelde önerilen parametreler baz alınarak tüm kanal boyunca simetri eksenine indirgenmiş diferansiyel denklem Runge-Kutta yöntemi ile çözülmüştür. Bu modelde yer alan her bir parametrenin etkisi araştırılmıştır. Ayrıca herbir parametrenin optimum değerleri belirlenmiştir. Belirlenen optimum parametreler kullanılarak bulunan gerilme farkı değerlerinin, deneysel gerilme farkı değerlerine göre hataların kareleri toplamı diğer modeldekilere oranla oldukça düşük hesaplanmıştır. Bu optimum parametreler kullanılarak bulunan gerilme farkı değerlerinin deneysel gerilme farkı değerleriyle oklukça uyumlu olduğu görülmüştür. Anahtar Sözcükler : Nümerik Simulasyon. Türev Tipli Bünye Denklemleri Viskoelastisite. Newtonian Olmayan Akışkanlar Bilim Kodu: 625.04.02; 625.04.03; 625.05.02 iv

Abstract:
ABSTRACT Master of Science Thesis INVESTIGATION OF THE MATERIAL PARAMETERS IN RATE-TYPE CONSTITUTIVE EQUATIONS FOR VISCOELASTIC FLUIDS IN THE CONVERGED-DIVERGED CHANNEL FLOW Adnan TOPUZ Zonguldak Karaelmas University Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Mechanical Engineering Thesis Advisor: AsstProf.Dr. Mehmet KOP AÇ May 1996, 68 pages In this study, an investigation is performed on numerical solutions of rate-type constitutive equations of non-Newtonian fluids. A large number of constitutive equations of non-Newtonian fluids for elongational flows has been proposed in literature. In this work, the model proposed by Phan-Thien- Tanner (P.T.T) is first considered and viscoelastic flow in converged and diverged channel is studied for elongational flows. The non-linear differential equation representing the model, reduced along the symmetry axis, is solved using Marquardt method for non-linear regression in narrow range (1.5-5. 75mm). The values of stress differences obtained are, then. compared with those of obtained from experimental values in literature. The P.T.T. model is then adopted to viscoelastic elongational fluids by making changes in parameters.ABSTRACT(continued) Another model taken into consideration in this study is that of proposed by Kopaç. Using the parameters introduced in this model, the differential equation reduced along symmetry axis of the entire channel is solved by Runge-Kutta method. It is, then, investigated the affect of all the parameters in this model and their optimum values are obtained. It is finally observed that the sum of squares of the differences between the values of stress differences obtained using these optimal parameters and those of experimental values taken from literature is smaller compared to the other models. These results are, then, found to be quite compatible with the experimental values. Key Words : Numerical Simulation, Rate- Type Constitutive Equations Viscoelasticity, Non-Newtonian Fluids Science Code : 625.04.02; 625.04.03; 625.05.02 VI