Yavaşlayan pürüzlü dönen disk üzerindeki nanoakışkanların incelenmesi
Investigation of the nanofluids over a decelerated rotading disk with roughness
Yazar: ELİF DEMİRAĞ
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ BURHAN ALVEROĞLU
Bursa Teknik Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / Matematik Ana Bilim Dalı / Matematik Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2024
Konu: Matematik = Mathematics

Özet:
Bu çalışma Bursa Teknik Üniversitesi Lisansüstü Eğitim Enstitüsü Matematik Anabilim Dalı'nda yüksek lisans tezi olarak hazırlanmıştır. Tez, yavaşlayarak dönen yüzey pürüzlülüğüne sahip bir diskin neden olduğu nanoakışkanlarla ilgili akışları ele almaktadır. Nanoakışkanlar, son yıllarda mühendislik ve akışkanlar mekaniği alanlarında yoğun ilgi gören, nanoteknolojinin bir ürünü olan özel akışkanlardır. Bu akışkanlar, çeşitli endüstriyel ve tıbbi uygulamalarda kullanılmakta olup önemli bir araştırma konusudur. Özellikle, dönen disk üzerindeki nanoakışkanların kararsız akışı ve bu akışın sürtünme etkileri incelenmektedir. Bu çalışma, nanoakışkanların akışkan özellikleri üzerindeki etkilerini anlamak ve bu etkileri optimize etmek amacıyla yapılmıştır.
Yüzey pürüzlülüğünün modellenmesi için MW kısmi kayma modeli kullanılmıştır. Bu model, yüzeyin pürüzlülük yapısı ve akışkan arasındaki etkileşimi daha detaylı bir şekilde analiz etmeyi sağlar ve akışkan davranışının tahmin edilmesinde önemli bir rol oynar.
Tezin ilk bölümünde, ileride kullanılacak terimlerin tanımları, problemin çözümünde kullanılacak denklemler ve nümerik çözüm yöntemleri gibi konulara kısaca değinilmiştir. Daha sonra, geniş kapsamlı bir literatür taraması yapılmıştır. Bu taramada, dönen disk probleminin en eski ve en çok üzerinde durulan haline vurgu yapılmıştır.
Sonraki bölümde ise dönen disk üzerindeki akış incelenmiş, özellikle yavaşlayarak dönen bir diskin neden olduğu nanoakışkanların kararsız akışının etkileri araştırılmıştır. Bu çalışma, su temel akışkanı ile Gümüş (Ag), Bakır (Cu) ve Bakır Oksit (CuO) gibi üç farklı elementin nanoakışkanları arasındaki etkileşimi ele almıştır.
Son bölümde ise nanoakışkanların yüzey pürüzlülüğü, kararsızlık parametresi ve nanoparçacık hacim oranı gibi faktörlere olan durumları incelenerek, bu parametrelerin akışkanın karakteristik özellikleri üzerindeki etkileri detaylandırılmıştır. Bu kısım, teze orijinallik katmıştır ve akışkanın özelliklerini anlamak için önemli bir katkı sağlamıştır.

Abstract:
This study was prepared as a master's thesis at Bursa Technical University, Bursa Institute of Graduate Studies, Department of Mathematics. The thesis deals with flows related to nanofluids induced by a disk with a surface roughness that rotates deceleratingly. Nanofluids are special fluids, a product of nanotechnology, which have attracted much attention in engineering and fluid mechanics in recent years. These fluids are used in various industrial and medical applications and are an important research topic. In particular, the unsteady flow of nanofluids on a rotating disk and the frictional effects of this flow are studied. This study was conducted to understand the effects of nanofluids on fluid properties and to optimize these effects.For easy understanding of the subject, in the first part, definitions and terms related to the terms to be used in the future, equations to be used in the definition of the problem and numerical solution methods to be used in the solution are briefly mentioned.
The MW partial slip model was used to model the surface roughness. This model allows a more detailed analysis of the interaction between the roughness structure of the surface and the fluid and plays an important role in predicting the fluid behavior.
In the first part of the thesis, the definitions of the terms that will be used in the following, the equations and numerical solution methods that will be used to solve the problem are briefly introduced. Afterwards, a comprehensive literature review is made. In this review, emphasis is placed on the oldest and most emphasized version of the rotating disk problem.
In the next section, the flow on a rotating disk is investigated, in particular the effects of the unsteady flow of nanofluids caused by a decelerating rotating disk. This study deals with the interaction between the base fluid water and of three different elements: Silver (Ag), Copper (Cu) and Copper Oxide (CuO).
In the last chapter, the effects of the nanofluids on the characteristics of the fluid are detailed by examining their response to factors such as surface roughness, instability parameter and nanoparticle volume fraction. This part added originality to the thesis and made an important contribution to understanding the fluid properties.