Yerçekimi modülasyonunun biyokonveksiyonel akış üzerindeki etkisinin sayısal incelenmesi


Gürbüz Çaldağ M., Sağ D.(Yürütücü)

TÜBİTAK Projesi, 2209-A - Üniversite Öğrencileri Araştırma Projeleri Destekleme Programı, 2025 - 2026

  • Proje Türü: TÜBİTAK Projesi
  • Destek Programı: 2209-A - Üniversite Öğrencileri Araştırma Projeleri Destekleme Programı
  • Başlama Tarihi: Mayıs 2025
  • Bitiş Tarihi: Mart 2026

Proje Özeti

Bu projede, ilk kez, yerçekimi modülasyonunun, kare kesit içerisindeki gravitaktik bakteri içeren doğal konveksiyon akışı üzerindeki etkisinin incelenmesi planlanmaktadır. Doğal konveksiyon akışını elde etmek için kesitin aşağı duvarı sıcak, yukarı duvarı soğuk ve diğer duvarları ısı geçirmez olarak alınacaktır. Biyokonveksiyonel davranış ise kare kavitenin içerisine konan gravitaktik bakterinin hareketiyle incelenecektir. Yatay yönden (x-ekseninden) uygulanan düzgün manyetik alanın etkisi de irdelenecektir. Bu problem, literatürdeki birkaç akış (manyetik alan ya da yerçekimi modülasyonu etkisi altındaki doğal konveksiyon akış, biyokonveksiyon akış) problemleri baz alınarak zamana bağlı süreklilik, momentum, sıcaklık, bakteri sayısından oluşan lineer olmayan kısmi diferansiyel denklemler cinsiden yazılacaktır. Zamana bağlı ve boyutsuz olan yönetici denklemlerinin literatürde analitik çözümü olmadığı için problemin sayısal sonuçları elde edilecektir. Yönetici denklemlerdeki zaman türevi için geriye dönük Euler yöntemi kullanılacaktır. Uzay yönündeki türevleri içinse lineer olmayan denklemlere uygulanması kolay ve pratik olduğu için radyal baz fonksiyonu (RBF) yöntemi kullanılacaktır. Öncelikle, bu yöntem literatürdeki bazı doğal konveksiyonel akış ve gravitaktik bakteri içeren biyokonveksionel akış problemlerine uygulanarak test edilecektir. Daha sonra ise problemin fiziksel parametreleri olan Rayleigh, biyokonveksiyon Rayleigh, Peclet, Lewis ve Hartmann sayılarının ısı transferi ve sıvı akışı üzerindeki etkisi incelenecektir. Gravitaktik bakterileri yerçekimi yönünde ilerlediği için yerçekimi modülasyon katsayısındaki ve periyodundaki değişikliklerin sıvı akışını ve ısı transferini nasıl etkileyeceği ilk defa bu proje kapsamında irdelenecektir.