Farklı Ortam Sıcaklıklarında Marangoni Konveksiyonu Gösteren Bir Akışkanın Serbest Yüzeyindeki Hız ve Sıcaklık Profillerinin ANSYS Fluent ile Sayısal İncelenmesi

Ela Katı Sunay; Ramazan Selver

doi:10.35354/tbed.1739645

Farklı Ortam Sıcaklıklarında Marangoni Konveksiyonu Gösteren Bir Akışkanın Serbest Yüzeyindeki Hız ve Sıcaklık Profillerinin ANSYS Fluent ile Sayısal İncelenmesi

Öz

Yarı iletken malzemelerin üretim kalitesini arttırmak, elektronik cihazların performansını doğrudan etkileyen kritik bir konudur. Bu doğrultuda, Marangoni (Yüzey Gerilimli) konveksiyon hareketlerinin yarı iletken kristal üretim süreçlerine etkisi araştırılmaktadır. Yapmış olduğumuz çalışmada, ANSYS Fluent programı yardımıyla dikdörtgen kap konfigürasyonu modellenmiş ve akışkan olarak 5 cSt viskoziteye sahip silikon yağı kullanılmıştır. Farklı ortam sıcaklıkları ve farklı yerçekimi koşulları altında toplam dört ayrı sayısal çözümleme gerçekleştirilmiştir. Bu çözümlemelerde dikdörtgen kap konfigürasyoınu içerisinde Marangoni konveksiyon hareketi oluşturulmuştur. Her bir çözümlemede sıvı serbest yüzeyindeki hız ve sıcaklık profilleri detaylı olarak incelenmiş ve elde edilen sonuçlar karşılaştırılmıştır. Elde edilen bulgularda, farklı ortam sıcaklıkları kullanılarak gerçekleştirilen çözümlemelerde sıvı serbest yüzeylerinden elde edilen hız ve sıcaklık profillerindeki farklılıkların daha belirgin olduğu ortaya konulmuştur.

Anahtar Kelimeler

Kaynakça

Ostrach, S. (1977). Motion induced by capillarity. Physico-Chemical Hydrodynamics, 2, 571–589.
Ostrach, S. (1979). Convection due to surface tension gradients. COSPAR Space Research, 19, 563–570.
Ostrach, S. (1982). Low-gravity fluid flows. Annual Review of Fluid Mechanics, 14, 313–345.
Chun, C. H., & Wuest, W. (1978). A micro gravity simulation of Marangoni convection. Acta Astronautica, 6(8), 681.
Schwabe, D., Scharmann, A., Preisser, F., & Oder, R. (1978). Experiments on surface tension driven flow in floating zone melting. Journal of Crystal Growth, 43, 305–312.
Preisser, F., Schwabe, D., & Scharmann, A. (1983). Steady and oscillatory thermocapillary convection in liquid columns with free cylindrical surface. Journal of Fluid Mechanics, 126, 545–567.
Kamotani, Y., Lee, J. H., Ostrach, S., & Pline, A. (1992). An experimental study of oscillatory thermocapillary convection in cylindrical containers. Physics of Fluids A, 4, 955–962.
Kamotani, Y., Ostrach, S., & Lin, J. (1995). An experimental study of free surface deformation in oscillatory thermocapillary flow. Acta Astronautica, 28(9), 23–30.

Gupta, N. R., Haj-Hariri, H., & Borhan, A. (2006). Thermocapillary flow in double-layer fluid structures: An effective single-layer model. Journal of Colloid and Interface Science, 293, 158–170.
Selver, R., & Katı, E. (2011). Transition from the steady to the oscillatory thermocapillary convection in a rectangular container under various cold wall temperature effects. Microgravity Science and Technology, 23, 277–285.
Mielniczuk, O., Millet, O., Gagneux, G., & El Youssoufi, M. S. (2018). Characterisation of pendular capillary bridges derived from experimental data using inverse problem method. Granular Matter, 20, 14–23.
Sequeira, Y., Maitra, A., Pandey, A., & Jung, S. (2022). Revisiting the NASA surface tension driven convection experiments. npj Microgravity, 8(5).
Blanco, I. J., Salgado Sánchez, P., Gligor, D., Borshchak Kachalov, A., & Arshadi, A. (2025). Microgravity control of a free surface in elliptical containers via thermocapillary flows. Microgravity Science and Technology, 37(10).
Katı Sunay, E. (2013). Farklı parametreler altında kararlı ve osilasyonlu yüzey gerilim konveksiyon hareketlerinin incelenmesi (Doktora tezi, Süleyman Demirel Üniversitesi). S.D.Ü. Fen Bilimleri Enstitüsü.
Incropera, F. P., DeWitt, D. P., Bergman, T. L., & Lavine, A. S. (2007). Fundamentals of heat and mass transfer (6th ed.). Wiley.
Selver, R. (2005). Experiments on the transition from the steady to the oscillatory Marangoni convection of a floating-zone under various cold wall temperatures and various ambient air temperature effects. Microgravity Science and Technology, 17(4), 25–35.

Ayrıntılar

Birincil Dil

Türkçe

Konular

Makine Mühendisliğinde Sayısal Yöntemler

Bölüm

Araştırma Makalesi

Yazarlar

Ela Katı Sunay ^*
0000-0002-4135-5241
Türkiye

Ramazan Selver
0000-0002-9239-8700
Türkiye

Yayımlanma Tarihi

29 Temmuz 2025

Gönderilme Tarihi

10 Temmuz 2025

Kabul Tarihi

16 Temmuz 2025

Yayımlandığı Sayı

Yıl 2025 Cilt: 15 Sayı: 2

DOI

https://doi.org/10.35354/tbed.1739645

IZ

https://izlik.org/JA77JG49SX

Kaynak Göster

RIS / Bibtex

APA

Katı Sunay, E., & Selver, R. (2025). Farklı Ortam Sıcaklıklarında Marangoni Konveksiyonu Gösteren Bir Akışkanın Serbest Yüzeyindeki Hız ve Sıcaklık Profillerinin ANSYS Fluent ile Sayısal İncelenmesi. Teknik Bilimler Dergisi, 15(2), 27-32. https://doi.org/10.35354/tbed.1739645

AMA

1.Katı Sunay E, Selver R. Farklı Ortam Sıcaklıklarında Marangoni Konveksiyonu Gösteren Bir Akışkanın Serbest Yüzeyindeki Hız ve Sıcaklık Profillerinin ANSYS Fluent ile Sayısal İncelenmesi. Teknik Bilimler Dergisi. 2025;15(2):27-32. doi:10.35354/tbed.1739645

Chicago

Katı Sunay, Ela, ve Ramazan Selver. 2025. “Farklı Ortam Sıcaklıklarında Marangoni Konveksiyonu Gösteren Bir Akışkanın Serbest Yüzeyindeki Hız ve Sıcaklık Profillerinin ANSYS Fluent ile Sayısal İncelenmesi”. Teknik Bilimler Dergisi 15 (2): 27-32. https://doi.org/10.35354/tbed.1739645.

EndNote

Katı Sunay E, Selver R (01 Temmuz 2025) Farklı Ortam Sıcaklıklarında Marangoni Konveksiyonu Gösteren Bir Akışkanın Serbest Yüzeyindeki Hız ve Sıcaklık Profillerinin ANSYS Fluent ile Sayısal İncelenmesi. Teknik Bilimler Dergisi 15 2 27–32.

IEEE

[1]E. Katı Sunay ve R. Selver, “Farklı Ortam Sıcaklıklarında Marangoni Konveksiyonu Gösteren Bir Akışkanın Serbest Yüzeyindeki Hız ve Sıcaklık Profillerinin ANSYS Fluent ile Sayısal İncelenmesi”, Teknik Bilimler Dergisi, c. 15, sy 2, ss. 27–32, Tem. 2025, doi: 10.35354/tbed.1739645.

ISNAD

Katı Sunay, Ela - Selver, Ramazan. “Farklı Ortam Sıcaklıklarında Marangoni Konveksiyonu Gösteren Bir Akışkanın Serbest Yüzeyindeki Hız ve Sıcaklık Profillerinin ANSYS Fluent ile Sayısal İncelenmesi”. Teknik Bilimler Dergisi 15/2 (01 Temmuz 2025): 27-32. https://doi.org/10.35354/tbed.1739645.

JAMA

1.Katı Sunay E, Selver R. Farklı Ortam Sıcaklıklarında Marangoni Konveksiyonu Gösteren Bir Akışkanın Serbest Yüzeyindeki Hız ve Sıcaklık Profillerinin ANSYS Fluent ile Sayısal İncelenmesi. Teknik Bilimler Dergisi. 2025;15:27–32.

MLA

Katı Sunay, Ela, ve Ramazan Selver. “Farklı Ortam Sıcaklıklarında Marangoni Konveksiyonu Gösteren Bir Akışkanın Serbest Yüzeyindeki Hız ve Sıcaklık Profillerinin ANSYS Fluent ile Sayısal İncelenmesi”. Teknik Bilimler Dergisi, c. 15, sy 2, Temmuz 2025, ss. 27-32, doi:10.35354/tbed.1739645.

Vancouver

1.Ela Katı Sunay, Ramazan Selver. Farklı Ortam Sıcaklıklarında Marangoni Konveksiyonu Gösteren Bir Akışkanın Serbest Yüzeyindeki Hız ve Sıcaklık Profillerinin ANSYS Fluent ile Sayısal İncelenmesi. Teknik Bilimler Dergisi. 01 Temmuz 2025;15(2):27-32. doi:10.35354/tbed.1739645