Tez No İndirme Tez Künye Durumu
313804
Analysis of single phase fluid flow and heat transfer in slip flow regime by parallel implementation of Lattice Boltzmann method on gpus / Kaygan akış rejimindeki tek fazlı akış ve ısı transferinin Lattice Boltzmann metodu ile grafik kartları üzerinde paralel çalışacak şekilde analizi
Yazar:SITKI BERAT ÇELİK
Danışman: DOÇ. DR. CÜNEYT SERT ; DOÇ. DR. BARBAROS ÇETİN
Yer Bilgisi: Orta Doğu Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Konu:Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin:
Onaylandı
Yüksek Lisans
İngilizce
2012
109 s.
Bu projede iki boyutlu mikrokanallarda, kaygan akış rejiminde tek fazlı akış ve ısı transferiproblemi sayısal olarak çalışılmıştır. Bu amaçla Lattice Boltzmann Metodu (LBM) kullanılarakbir kod geliştirilmiştir. MATLAB ve Jacket yazılımları kullanılarak geliştirilen kodunönemli bir özelliği grafik kartları (GPU) üzerinde paralel çalışabilmesidir. Geliştirilenkod ile mikro ve makro kanallarda benzetimler yapılmış, elde edilen hız profilleri ve Nusseltsayıları literatürdeki Navier-Stokes tabanlı analitik ve sayısal sonuçlarla karşılaştırılmış veuyumlu sonuçlar alınabildiği gösterilmiştir. Kaygan akış rejimini kapsayan Knudsen sayısıaralığı için yapılan mikrokanal benzetimlerinde hız kayması ve sıcaklık atlaması sınır şartlarıkullanılmıştır. Gelis¸tirilen kodun grafik kartı üzerindeki paralel performansı ana işlemciüzerinde çalıçan hali ile kıyaslanmış ve belli bir büyüklükten sonraki ağlarda 14 kattan dahabüyük hızlanmalar elde etmenin mümkün olabildiği gösterilmiştir.
In this thesis work fluid flow and heat transfer in two-dimensional microchannels are studiednumerically. A computer code based on Lattice Boltzmann Method (LBM) is developed forthis purpose. The code is written using MATLAB and Jacket software and has the importantfeature of being able to run parallel on Graphics Processing Units (GPUs). The code is used tosimulate flow and heat transfer inside micro and macro channels. Obtained velocity profilesand Nusselt numbers are compared with the Navier-Stokes based analytical and numerical resultsavailable in the literature and good matches are observed. Slip velocity and temperaturejump boundary conditions are used for the micro channel simulations with Knudsen numbervalues covering the slip flow regime. Speed of the parallel version of the developed code runningon GPUs is compared with that of the serial one running on CPU and for large enough meshes morethan 14 times speedup is observed.