İTÜDERGİSİ/c, Cilt 8, Sayı 1 (2010)

Yazı Büyüklüğü:  Küçük  Orta  Büyük

Parçacıklı viskoz akışkanla dolu lifli elastik tüplerde harmonik dalga yayılımı

Rahmiye ERGÜN, Ali ERCENGİZ

Özet


Bu çalışmada içerisinde akışkan bulunan öngerilmeli, elastik, sıkışmaz, lifli tüplerde harmonik dalga yayılımı problemi incelenmiştir. Kalın duvarlı olarak ele alınan elastik tüpün içerisinde sürekli liflerin bulunduğu varsayılmıştır. Akışkanın sıkışmaz, Newton akışkanı olduğu ve içerisinde parçacıklar bulundurduğu düşünülmüştür. Tüpün  eksenel germesi ve sabit Pi iç basıncının etkisinde ve böylece radyal genleşme ve eksenel uzama ile ön şekildeğişimine uğramış olduğu kabul edilmiştir. Akışkana ait alan denklemler silindirik koordinatlarda ifade edilmiştir. Lifli elastik ortama ait yönetici denklemler, “Büyük başlangıç şekil değiştirmelerinin üzerine küçük yer değiştirmelerin süperpozisyonu” teorisi kullanılarak silindirik koordinatlarda elde edilmiştir. Uygulama açısından büyük öneme sahip olan, içi akışkanla dolu tüplerde dalga yayılması problemi, bu çalışmada kan damarlarındaki dalga yayılımı üzerinde incelenmiştir. Dalga yayılımına ait yönetici diferansiyel denklemlerin harmonik dalga çözümleri eksenel simetrik hareket durumu için ele alınmıştır. Akışkana ait diferansiyel denklemlere kapalı bir çözüm vermek mümkün olabilmiş, fakat tüpe ait alan denklemlerinin katsayılarının karmaşık bir şekilde radyal koordinatın fonksiyonu olmaları nedeniyle katı malzemeye ilişkin denklemlere kapalı bir çözüm vermek mümkün olamamıştır. Bu nedenle katı fazı yöneten diferansiyel denklemler ile sınır koşullarına ilişkin denklemlere, dalga karakteristiklerine tüp kalınlığının etkisini de elde etmek için sonlu farklar yöntemi ile sayısal çözüm aranmıştır. Önce bazı özel durumlar incelenmiş, sonra ise ele alınan tüp için, uzun dalga yaklaşımında, dispersiyon bağıntısı elde edilmiş,  dalga hızları ve taşıma katsayıları hesaplanmıştır.    

 

Anahtar Kelimeler: Harmonik dalga yayılımı, lifli malzeme, parçacıklı akışkan, sonlu farklar yöntemi.


Tam Metin: PDF