Radiative heat transfer modeling of cavities with inhomogeneous participating media using monte carlo ray tracing method
Tezin Türü: Yüksek Lisans
Tezin Yürütüldüğü Kurum: Orta Doğu Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI, Türkiye
Tezin Onay Tarihi: 2022
Tezin Dili: İngilizce
Öğrenci: SELİM DİNCER
Danışman: İLKER TARI
Açık Arşiv Koleksiyonu: AVESİS Açık Erişim Koleksiyonu
Özet:Homojen olmayan katılımcı ortam içeren üç boyutlu karmaşık geometrilerdeki ışınımsal ısı transferini çözmek için Monte Carlo ışın izleme yöntemi geliştirilmiştir. Çalışma, Monte carlo yönteminin görüş faktör hesaplamaları, yüzeyden yüzeye ısı değişim problemleri, gri ve gri olmayan katılımcı ortam analizlerine yönelik uygulamarını kapsamaktadır. İlk olarak, mevcut yöntem değişken yükseklik-yarıçap oranlarına sahip basit bir silindirik mahfazanın görüş faktörünün hesaplanması için analitik çözümlerle doğrulanmıştır. Daha sonra, Monte Carlo yönteminin yüzeyden yüzeye ışınımsal ısı transferi problemlerindeki doğruluğu, diyaframlı ve diyaframsız silindirik boşlukların yarı küresel yayılımı hesaplanarak değerlendirilmiştir. Geliştirilen yöntemin yayma, emme ve izotropik dağıtma davranışı gösteren gri katılımcı ortamlardaki doğruluğunu değerlendirmek için, kübik bir geometri, L-şekilli bir geometri ve bir eliptik geometri dahil olmak üzere farklı üç boyutlu geometriler incelenmiştir. Muhafaza sınırları boyunca yayılan ısı akısı için Monte Carlo tahminleri hesaplanmış ve önceki çalışmalarla karşılaştırılmıştır. Son olarak, Monte Carlo yöntemi (i) izotermal saf su buharı, (ii) izotermal ve homojen olmayan bir su buharı ve nitrojen karışımı içeren dikdörtgen bir muhafazaya uygulanmıştır. Gerçek gazların ışınımsal ısı transferindeki spectral bağımlı özelliklerini modelleyebilmek için istatistiksel dar bant modeli kullanılmıştır. Yüzey boyunca yayılan ısı akısı ve muhafaza boyunca yayılan ısı akısının sapması hesaplanmış ve referans çözümlere göre doğrulanmıştır. Monte Carlo yönteminin tahminleri, önceki çalışmalarla mükemmele yakın bir uyum sergilemekte ve mevcut yöntemin katılımcı ortamlarda ışınımsal ısı transferi analizi için doğru ve güvenilir olduğunu ortaya koymaktadır.