Akademik Veri Yönetim Sistemi
Tezin Türü: Doktora
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Duke University, Mechanical Engineering and Materials Science, Amerika Birleşik Devletleri
Tezin Onay Tarihi: 2024
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: Hamad Almahmoud
Asıl Danışman (Eş Danışmanlı Tezler İçin): Adrian Bejan
Eş Danışman: Ümit Güneş
Özet:
Bu tez, akış alanlarında tasarım ve performansın evrimi üzerine temel çalışmaları bir araya getirmektedir. İlk çalışma, plakalar, çatallar, zincirler ve elmaslar gibi farklı şekilleri karşılaştırarak, yapılandırılabilir ekler içeren bir kompozit malzemenin gelişen mimarisini araştırmaktadır. Temel malzemeden daha yüksek termal iletkenliğe ve daha düşük elastikiyete sahip olan ekler, akıllıca dağıtıldığında termal iletkenlik ve mekanik mukavemette daha iyi performansa yol açmaktadır. Daha sonra tez, dendritik bir ısı eşanjöründe ağaç şeklindeki akışı araştırmakta ve iki akış mimarisini incelemektedir: paralel delikler ve sıralı yarıklar. Orifislerin ve kanalların boyutlarındaki küçülme oranına ilişkin teorik ve sayısal analizler sunarak gelecekteki dendritik ısı eşanjörü sistemleri için temel tasarım ilkelerine katkıda bulunmaktadır. Üçüncü çalışma, hem kanatçık hem de akış kanalı en-boy oranlarını değiştirerek ısı transfer sistemlerinin tasarımını genişletmektedir. Bu kapsamlı yaklaşım, daha yüksek ısı transfer oranları ve daha düşük pompalama gücü sağlayan yüksek yoğunluklu ısı transfer mimarilerinin eksiksiz tasarımının tahmin edilmesine olanak tanır. Dördüncü çalışma, hava kalitesini yenilemek için bir muhafazaya tek bir delikten periyodik giriş ve çıkış hava akışı hakkındadır. Hava akışı ritmine ilişkin iki senaryo analiz edilmiş ve maksimum hava değişimi ve minimum enerji harcaması için en uygun zaman aralıklarını gösteren bulgular elde edilmiştir. Beşinci çalışma, kurbağalarda ve yüzücülerde hayvan hareketini ve itiş ritmini araştırmaktadır. İş ve enerji dağılımının döngüsel doğası analiz edilerek, vücut tasarımı ve hareket ritmindeki evrimsel değişikliklerin güç kullanımını ve hızı artırdığı ortaya konmuştur. Bu çalışmalar birlikte, hem doğal hem de mühendislik sistemlerini optimize etmede gelişen tasarım ilkelerinin rolünü vurgulamakta, konfigürasyon ve tasarımdaki özgürlüğün çeşitli uygulamalarda nasıl gelişmiş performansa yol açtığını göstermektedir.