İŞLEVSEL DERECELENDİRİLMİŞ DAİRESEL BİR KANATÇIĞIN TERMOELASTİK DAVRANIŞININ SAYISAL İNCELENMESİ

Şenol ÇELİK, (Osmaniye Korkut Ata Üniversitesi, Osmaniye Meslek Yüksekokulu, Osmaniye, Türkiye)
Mehmet EKER, (Tarsus Üniversitesi, Makine Mühendisliği Bölümü, Mersin, Türkiye)
Durmuş YARIMPABUÇ, (Osmaniye Korkut Ata Üniversitesi, Matematik Bölümü, Osmaniye, Türkiye)
Volkan ARIKAN, (Osmaniye Korkut Ata Üniversitesi, Makine Mühendisliği Bölümü, Osmaniye, Türkiye)
Kerimcan CELEBI (Çukurova Üniversitesi, Ceyhan Mühendislik Fakültesi, Makine Mühendisliği Bölümü, Adana, Türkiye)
KSÜ Mühendislik Bilimleri Dergisi
1 1
Yıl: 2022 Cilt: 25 Sayı: 4 Sayfa Aralığı: 602 - 614 Metin Dili: Türkçe DOI: 10.17780/ksujes.1142771 İndeks Tarihi: 13-03-2023

İŞLEVSEL DERECELENDİRİLMİŞ DAİRESEL BİR KANATÇIĞIN TERMOELASTİK DAVRANIŞININ SAYISAL İNCELENMESİ

Öz:
Bu çalışmada, mekanik ve ısıl özelliklerinin radyal eksen boyunca üstel bir fonksiyonla değiştiği varsayılan, eksenel simetrik, ince, dikdörtgen profilli dairesel bir kanatçıktaki sıcaklık dağılımı ve sıcaklık farklarından dolayı oluşan ısıl gerilmeler, pseudospectral Chebysev ve sonlu elemanlar yöntemleri ile ele alınmıştır. Chebyshev yöntemin doğruluğu literatürde mevcut analitik çözümle karşılaştırılarak test edilmiştir. Kanatçık, ZrO_2/Ti-6Al-4V malzeme çifti ile derecelendirilmiş, uygulanan sınır koşulları altında sıcaklık dağılımı ve ısıl gerilmeler elde edilmiştir. Problem, pseudospektral Chebyshev ve sonlu elemanlar yöntemleri ile ayrı ayrı çözülmüş ve elde edilen sonuçlar grafiksel olarak karşılaştırılmıştır. Pseudospektral Chebyshev yönteminin sonlu elamanlar yöntemine göre daha az nokta sayısı ile yakın sonuçlar verdiği gözlemlenmiştir.
Anahtar Kelime: Dairesel kanatçık ısıl gerilme işlevsel derecelendirilmiş malzeme pseudospectral Chebyshev yöntemi sonlu elemanlar yöntemi

Belge Türü: Makale Makale Türü: Araştırma Makalesi Erişim Türü: Erişime Açık
  • Arslantürk, C. (2017). Correlation equations for optimum design of annular fins with temperature dependent thermal conductivity. Heat Mass Transfer, 45(4), 519-525. https://doi.org/10.1007/s00231-008-0446-9
  • Aziz, A., Torabi, M., & Zhang, K. (2013). Convective–radiative radial fins with convective base heating and convective–radiative tip cooling: homogeneous and functionally graded materials. Energy Conversion and Management, 74, 366-376. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2013.05.034
  • Aziz, A., & Fang, T. (2010). Alternative solutions for longitudinal fins of rectangular, trapezoidal, and concave parabolic profiles. Energy conversion and Management, 51(11), 2188-2194. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2010.03.012
  • Aziz, A., & Rahman, M. M. (2009). Thermal performance of a functionally graded radial fin. International Journal of Thermophysics, 30(5), 1637-1648. https://doi.org/10.1007/s10765-009-0627-x
  • Bazán, F. S. (2008). Chebyshev pseudospectral method for computing numerical solution of convection–diffusion equation. Applied Mathematics and Computation, 200(2), 537-546. https://doi.org/10.1016/j.amc.2007.11.026
  • Cengel, Y. A. (2003). Heat transfer:A practical appraoch 2nd ed., McGraw-Hill, New York.
  • Gaba, V. K., Tiwari, A. K., & Bhowmick, S. (2016). Performance of functionally graded exponential annular fins of constant weight. In Advances in Functionally Graded Materials and Structures. London, UK: IntechOpen. https://doi.org/10.5772/63100
  • Gaba, V. K., Tiwari, A. K., & Bhowmick, S. (2014). Thermal performance of functionally graded parabolic annular fins having constant weight. Journal of Mechanical Science and Technology, 28(10), 4309-4318. https://doi.org/10.1007/s12206-014-0945-1
  • Gardner, K. A. (1945). Efficiency of extended surface. Transactions of ASME, 67, 621-631.
  • Gottlieb, D. (1981). The stability of pseudospectral-Chebyshev methods. Mathematics of Computation, 36(153), 107-118. https://doi.org/10.1090/S0025-5718-1981-0595045-1
  • Iborra, A. A., & Campo, A. (2009). Approximate analytic temperature distribution and efficiency for annular fins of uniform thickness. International Journal of Thermal Sciences, 48(4), 773-780. https://doi.org/10.1016/j.ijthermalsci.2008.05.012
  • Bergman, T. L., Bergman, T. L., Incropera, F. P., Dewitt, D. P., & Lavine, A. S. (2011). Fundamentals of heat and mass transfer. John Wiley & Sons.
  • Khan, W. A., & Aziz, A. (2012). Transient heat transfer in a functionally graded convecting longitudinal fin. Heat and Mass Transfer, 48(10), 1745-1753. https://doi.org/10.1007/s00231-012-1020-z
  • Kraus, A. D., Aziz, A., Welty, J., & Sekulic, D. P. (2001). Extended surface heat transfer. Applied Mechanics Review. 54(5), B92-B92. https://doi.org/10.1115/1.1399680
  • Koizumi, M. F. G. M. (1997). FGM activities in Japan. Composites Part B: Engineering, 28(1-2), 1-4. https://doi.org/10.1016/S1359-8368(96)00016-9
  • Kundu, B. (2017). Exact method for annular disc fins with heat generation and nonlinear heating. Journal of Thermophysics and Heat Transfer, 31(2), 337-345. https://doi.org/10.2514/1.T4977
  • Lee, H. L., Chang, W. J., Chen, W. L., & Yang, Y. C. (2012). Inverse heat transfer analysis of a functionally graded fin to estimate time-dependent base heat flux and temperature distributions. Energy Conversion and Management, 57, 1-7. https://doi.org/10.1016/j.enconman.2011.12.002
  • Mallick, A., Ghosal, S., Sarkar, P. K., & Ranjan, R. (2015). Homotopy perturbation method for thermal stresses in an annular fin with variable thermal conductivity. Journal of Thermal Stresses, 38(1), 110-132. https://doi.org/10.1080/01495739.2014.981120
  • Miyamoto, Y., Kaysser, W. A., Rabin, B. H., Kawasaki, A. and Ford, R. G. (1999). Functionally Graded Materials Design Process and Applications, Springer, USA.
  • Peng, H. S., & Chen, C. L. (2011). Hybrid differential transformation and finite difference method to annular fin with temperature-dependent thermal conductivity. International Journal of Heat and Mass Transfer, 54(11-12), 2427-2433. https://doi.org/10.1016/j.ijheatmasstransfer.2011.02.019
  • Ranjan, R., Mallick, A., & Jana, P. (2019). Thermoelastic study of a functionally graded annular fin with variable thermal parameters using semiexact solution. Journal of Thermal stresses, 42(10), 1272-1297. https://doi.org/10.1080/01495739.2019.1646617
  • Reddy, J. N., & Chin, C. D. (1998). Thermomechanical analysis of functionally graded cylinders and plates. Journal of thermal Stresses, 21(6), 593-626. https://doi.org/10.1080/01495739808956165
  • Roy, R., & Ghosal, S. (2017). Homotopy perturbation method for the analysis of heat transfer in an annular fin with temperature-dependent thermal conductivity. Journal of Heat Transfer, 139(2), 1223-1231. https://doi.org/10.1115/1.4034811
  • Timoshenko, S. P. and Goodier, J. N. (1970). Theory of Elasticity, McGraw-Hill, New York.
  • Trefethen, L. N. (2000). Spectral Methods in Matlab PA, Philadelphia:SIAM.
  • Tutuncu, N., & Temel, B. (2013). An efficient unified method for thermoelastic analysis of functionally graded rotating disks of variable thickness. Mechanics of Advanced Materials and Structures, 20(1), 38-46. https://doi.org/10.1080/15376494.2011.581413
  • Wang, C. C., Liao, W. J., & Yang, C. Y. (2013). Hybrid spline difference method for heat transfer and thermal stresses in annular fins. Numerical Heat Transfer, Part B: Fundamentals, 64(1), 71-88. https://doi.org/10.1080/10407790.2013.784140
  • Wu, S. S. (1997). Analysis on transient thermal stresses in an annular fin. Journal of thermal stresses, 20(6), 591-615. https://doi.org/10.1080/01495739708956120
  • Yildirim, A., Yarimpabuç, D., & Celebi, K. (2020). Transient thermal stress analysis of functionally graded annular fin with free base. Journal of Thermal Stresses, 43(9), 1138-1149. https://doi.org/10.1080/01495739.2020.1770644
  • Yıldırım, A., Yarımpabuç, D., & Celebi, K. (2019). Thermal stress analysis of functionally graded annular fin. Journal of Thermal stresses, 42(4), 440-451. https://doi.org/10.1080/01495739.2018.1469963
  • Yıldırım, A., Celebi, K. E. R. İ. M. C. A. N., & Yarımpabuç, D. (2019). A practical approach for thermal stress of functionally graded annular fin. Journal of Engineering Thermophysics, 28(4), 556-568. https://doi.org/10.1134/S1810232819040118
  • Yontar, O., Aydin, K., & Keles, I. (2020). Practical jointed approach to thermal performance of functionally graded material annular fin. Journal of Thermophysics and Heat Transfer, 34(1), 144-149. https://doi.org/10.2514/1.T5808
APA Celik S, EKER M, YARIMPABUÇ D, Arıkan V, CELEBI K (2022). İŞLEVSEL DERECELENDİRİLMİŞ DAİRESEL BİR KANATÇIĞIN TERMOELASTİK DAVRANIŞININ SAYISAL İNCELENMESİ. , 602 - 614. 10.17780/ksujes.1142771
Chicago Celik Senol,EKER Mehmet,YARIMPABUÇ Durmuş,Arıkan Volkan,CELEBI Kerimcan İŞLEVSEL DERECELENDİRİLMİŞ DAİRESEL BİR KANATÇIĞIN TERMOELASTİK DAVRANIŞININ SAYISAL İNCELENMESİ. (2022): 602 - 614. 10.17780/ksujes.1142771
MLA Celik Senol,EKER Mehmet,YARIMPABUÇ Durmuş,Arıkan Volkan,CELEBI Kerimcan İŞLEVSEL DERECELENDİRİLMİŞ DAİRESEL BİR KANATÇIĞIN TERMOELASTİK DAVRANIŞININ SAYISAL İNCELENMESİ. , 2022, ss.602 - 614. 10.17780/ksujes.1142771
AMA Celik S,EKER M,YARIMPABUÇ D,Arıkan V,CELEBI K İŞLEVSEL DERECELENDİRİLMİŞ DAİRESEL BİR KANATÇIĞIN TERMOELASTİK DAVRANIŞININ SAYISAL İNCELENMESİ. . 2022; 602 - 614. 10.17780/ksujes.1142771
Vancouver Celik S,EKER M,YARIMPABUÇ D,Arıkan V,CELEBI K İŞLEVSEL DERECELENDİRİLMİŞ DAİRESEL BİR KANATÇIĞIN TERMOELASTİK DAVRANIŞININ SAYISAL İNCELENMESİ. . 2022; 602 - 614. 10.17780/ksujes.1142771
IEEE Celik S,EKER M,YARIMPABUÇ D,Arıkan V,CELEBI K "İŞLEVSEL DERECELENDİRİLMİŞ DAİRESEL BİR KANATÇIĞIN TERMOELASTİK DAVRANIŞININ SAYISAL İNCELENMESİ." , ss.602 - 614, 2022. 10.17780/ksujes.1142771
ISNAD Celik, Senol vd. "İŞLEVSEL DERECELENDİRİLMİŞ DAİRESEL BİR KANATÇIĞIN TERMOELASTİK DAVRANIŞININ SAYISAL İNCELENMESİ". (2022), 602-614. https://doi.org/10.17780/ksujes.1142771
APA Celik S, EKER M, YARIMPABUÇ D, Arıkan V, CELEBI K (2022). İŞLEVSEL DERECELENDİRİLMİŞ DAİRESEL BİR KANATÇIĞIN TERMOELASTİK DAVRANIŞININ SAYISAL İNCELENMESİ. KSÜ Mühendislik Bilimleri Dergisi, 25(4), 602 - 614. 10.17780/ksujes.1142771
Chicago Celik Senol,EKER Mehmet,YARIMPABUÇ Durmuş,Arıkan Volkan,CELEBI Kerimcan İŞLEVSEL DERECELENDİRİLMİŞ DAİRESEL BİR KANATÇIĞIN TERMOELASTİK DAVRANIŞININ SAYISAL İNCELENMESİ. KSÜ Mühendislik Bilimleri Dergisi 25, no.4 (2022): 602 - 614. 10.17780/ksujes.1142771
MLA Celik Senol,EKER Mehmet,YARIMPABUÇ Durmuş,Arıkan Volkan,CELEBI Kerimcan İŞLEVSEL DERECELENDİRİLMİŞ DAİRESEL BİR KANATÇIĞIN TERMOELASTİK DAVRANIŞININ SAYISAL İNCELENMESİ. KSÜ Mühendislik Bilimleri Dergisi, vol.25, no.4, 2022, ss.602 - 614. 10.17780/ksujes.1142771
AMA Celik S,EKER M,YARIMPABUÇ D,Arıkan V,CELEBI K İŞLEVSEL DERECELENDİRİLMİŞ DAİRESEL BİR KANATÇIĞIN TERMOELASTİK DAVRANIŞININ SAYISAL İNCELENMESİ. KSÜ Mühendislik Bilimleri Dergisi. 2022; 25(4): 602 - 614. 10.17780/ksujes.1142771
Vancouver Celik S,EKER M,YARIMPABUÇ D,Arıkan V,CELEBI K İŞLEVSEL DERECELENDİRİLMİŞ DAİRESEL BİR KANATÇIĞIN TERMOELASTİK DAVRANIŞININ SAYISAL İNCELENMESİ. KSÜ Mühendislik Bilimleri Dergisi. 2022; 25(4): 602 - 614. 10.17780/ksujes.1142771
IEEE Celik S,EKER M,YARIMPABUÇ D,Arıkan V,CELEBI K "İŞLEVSEL DERECELENDİRİLMİŞ DAİRESEL BİR KANATÇIĞIN TERMOELASTİK DAVRANIŞININ SAYISAL İNCELENMESİ." KSÜ Mühendislik Bilimleri Dergisi, 25, ss.602 - 614, 2022. 10.17780/ksujes.1142771
ISNAD Celik, Senol vd. "İŞLEVSEL DERECELENDİRİLMİŞ DAİRESEL BİR KANATÇIĞIN TERMOELASTİK DAVRANIŞININ SAYISAL İNCELENMESİ". KSÜ Mühendislik Bilimleri Dergisi 25/4 (2022), 602-614. https://doi.org/10.17780/ksujes.1142771
Sayfa Oluşturulma Tarihi
24-04-2024 14:30

İLETİŞİM

TÜBİTAK ULAKBİM TR Dizin

Yüzüncüyıl, İşçi Blokları Mahallesi

Muhsin Yazıcıoğlu Caddesi No:51/C

06530 Çankaya / ANKARA +90 (312) 298 92 00

trdizin@tubitak.gov.tr

TÜBİTAK ULAKBİM Ulusal Akademik Ağ ve Bilgi Merkezi Cahit Arf Bilgi Merkezi © Tüm Hakları Saklıdır. Gizlilik Politikası Kullanım Şartları