Fen-Edebiyat FakültesiFizik

Fizik

Plazma Fiziği Araştırma Grubu

Araştırma Ekibi

Yrd. Doç. Dr. Şölen BALCI (Marmara Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi, Fizik Bölümü)

Prof. Dr. Necdet ASLAN  (Yeditepe Üniversitesi Fen Edebiyat Fakültesi, Fizik Bölümü)


Araştırma Konuları

Magneto-hidrodinamik (MHD) denklemleri, akışkanlar dinamiğinin yanı sıra, elektromagnetik etkileri de içermektedir. Bu denklemler  kütle, momentum ve enerji korunumu şeklinde ifade edilen akışkan denklemleri ile elektromagnetik etkileşmeleri temsil eden Maxwell denklemlerinin bir arada ele alınmasıyla oluşmaktadır.

MHD denklemleri lineer olmayan hiperbolik denklemler türünde olup, kesikli çözümler içerebilen denklemlerdir. Bu tür denklemlerin çözümleri, labaratuar plazmalarının elektrik ve manyetik alanlarla etkileşimlerinin incelenmesinde, astrofizik plazmalarının stabilitelerinin araştırılmasında, atmosferde elektromagnetik dalgaların yayılmalarının gözlenmesinde,   simetrik ve asimetrik patlamaların incelenmesinde, güneşten gelen  radyasyonun gezegenler ve uçan cisimlerin üzerindeki etkilerinin araştırılmasında ve diğer pek çok fiziksel problemin anlaşılabilmesinde son derece önemlidir.

 

 

MHD denklemlerinin çözümleri için yeni ve hassas metotlara geliştirilmesi, Plazma fiziğinde,  dolayısıyla da Füzyon teknolojisinde enerji üretimi için çok önemli rol oynayacak ve bu konudaki deneysel çalışmalara da ışık tutacaktır.

Fizikte önemli bir yer tutan lineer olmayan korunum denklemlerini içeren  bu tür problemler, ancak nümerik olarak çözülebilir. Yüksek çözünürlükte sonuçlar elde etmek için sıkı yapılı örgüler (grid) gereklidir. Bu tür sistemlerin nümerik çözümleri ise yüksek işleme gücü, bellek alanı ve ağ kapasitesi gerektirir. Bunların yanısıra, çözümlerin fiziksel özelliklerinin görsel olarak izlenebilmesi nümerik tutarsızlıkların ve süreksizliklerin daha kolay belirlenmesini sağlar.

Çalışmalarda Dengesizlik dağılımı Metodu (FS) kullanılarak, iki  boyutta düzlemsel MHD denklemleri için  yerçekimi etkilerini de içeren, ikisi hızlı, diğer ikisi de yavaş magneto-akustik dalga, bir entropi ve bir de manyetik monopol dalgasından oluşmuş 6 dalga karakterli yeni bir MHD-A dalga modeli tanımlanmıştır. Bu yeni model ve nümerik metotla sıkıştırılabilir ve sıkıştırılamaz akış türündeki  test problemlerinin (şok yansıması, Kelvin Helmholtz instabilitesi,  gravitasyon problemi)  iki boyutlu nümerik çözümleri elde edilmiştir. Bu sonuçlar, MHD-A modelinin hem sıkıştırılabilir hem de  sıkıştırılamaz akışların incelenmesinde güvenilir olduğunu göstermektedir.[1],[2]

 

 

PV-MHD-A ise , iki boyutlu hidrodinamik (HD) ve magneto-hidrodinamik (MHD) problemlerinin paralel ortamda ve görsel olarak etkin bir sekilde çözümü için geliştirilmiş bir yazılımdır. Iki boyutlu MHD-A dalga modeli yardimiyla düzenli ve düzensiz üçgensel örgülerde dengesizlik dagilimi metodu kullanarak çalismakta olan PV-MHDA, sürekli çözümlerin yanısıra şok ve kesiklikler içeren HD ve MHD problemlerini de hassas bir şekilde çözebilmektedir. Bu metot, ses hızına göre oldukça yavaş ve sıkıştırılamaz akışların yanısıra ses hızından yüksek sıkıştırılabilir akışları da başarıyla çözebilmektedir. [3]

 

Referanslar

[1] Şölen Balcı, Ph.D Thesis, “İki Boyutlu Magneto-Hidrodinamik Denklemlerinin Üçgensel Örgülerde Dengesizlik Dağılımı Metodu ile Nümerik Çözümleri” University of Marmara, İstanbul, Turkey, 2000.

 

[2] Şölen Balcı, Necdet Aslan, “Two dimensional  MHD solver by fluctuation  splitting and dual time stepping”,  International Journal. for Numerical Methods in Fluids, 53, 1585-1611, (2007).

 

[3]. Necdet Aslan, Esin Onbaşıoğlu, Şölen Balcı, Adem Erdoğan,  “Parallelization of visual magneto-hydrodynamics code based on fluctuation distribution scheme on triangular grids”, International Journal. Of  Computers & Fluids, 36, 961-973, 2007.

 

Uluslararası ve Ulusal Dergilerde Yayınlanmış Makaleler

  1.  “Two dimensional MHD solver by fluctuation splitting and dual time stepping”, Şölen Balcı, Necdet Aslan, International Journal. for Numerical Methods in Fluids, 53 (2007), 1585–1611.
  2. “Parallelization of visual magneto-hydrodynamics code based on fluctuation distribution scheme on triangular grids”, Necdet Aslan, Esin Onbaşıoğlu, Şölen Balcı, Adem Erdoğan,  International Journal. Of  Computers & Fluids, 36 (2007), 961-973.
  3. “Sıkıştırılabilir ve Sıkıştırılamaz Magneto-Hidrodinamik Akışların Dengesizlik Dağılımı Methodu ile İki Boyutlu Nümerik Çözümleri’, Ş.Balcı, N. Aslan,  Fen Bilimleri Enstitüsü Dergisi (Journal of Science Institute). , Süleyman Demirel Üniversitesi,  Isparta,  Cilt:8 (2004), Sayı:2,  ISSN 1300–7668, S:56–62.
  4. “MHD-A: Paralel ve Görsel 2-Boyutlu Hidrodinamik ve Magneto-hidrodinamik Çözümleri’, E.Onbaşlıoğlu, N.Aslan, A.Erdoğan, Ş. Balcı,  Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü,  (2002), S:19–23. 

Kongre, Sempozyum, Konferans vb. Etkinlikler

  1. A Fluctuation Splitting Scheme on Triangular Grids for Euler and MHD Equations with Wave Models”, N. Aslan, Ş. Balcı, T. Kammash, 10th Int. Conf. for Num. Meth. in Laminar & Turbulent Flow, July 21–25, Swansea, UK, Vol.10 (1997), page: 659–672.
  2. ‘MHD-A: A New Wave Model for Magneto-hydrodynamics Equations’, N. Aslan, T. Kammash and Ş. Balcı, in Godunov Symposium, University of Michigan, May 1–2, (1997)  Ann Arbor, USA.
  3. ‘Euler ve MHD Denklemlerinin Dalga Modelleri ile Üçgensel Örgülerde Dengesizlik Dağılımı Metodu ile Nümerik Çözümleri’, N. Aslan, Ş. Balcı ve Vildan Üstoğlu, Türkiye Atom Enerjisi Kurumu, Çekmece Nükleer Araştırma ve Eğitim Merkezi, ÇNAEM-TR–332,  Haziran,  İstanbul, (1997).
  4. ”Euler ve MHD Denklemlerinin Dalga Modelleri ile Üçgensel Örgülerde Dengesizlik Dağılımı Metodu ile Nümerik Çözümleri’, Ş. Balcı ve N. Aslan, TFD 17. Fizik Kongresi,  AMF33, 27–31 Ekim,  Alanya, Türkiye, (1998), s:33.
  5. C. Çoban, N.Aslan, Ş. Balcı,  “Relativistik ve relativistik olmayan magneto-hidro-dinamik ve uygulamaları”, TFD 18. Fizik Kongresi, Çukurova Üniversitesi, Özet Kitapçığı, 259. Adana, Tükiye , (1999).
  6. PV-MHD-A: Paralel ve Görsel 2-Boyutlu Hidrodinamik ve Magneto-hidrodinamik Çözümleri’, E.Onbaşlıoğlu, N.Aslan, A.Erdoğan, Ş. Balcı,  Gebze Yüksek Teknoloji Enstitüsü,  (2002)S:19–23.
  7. ‘Sıkıştırılabilir ve Sıkıştırılamaz Magneto-Hidrodinamik Akışların Dengesizlik Dağılımı Methodu ile İki Boyutlu Nümerik Çözümleri’, Ş.Balcı, N. Aslan,  TFD 21. Fizik Kongresi, Süleyman Demirel Üniversitesi, Isparta, 11–14 Eylül,(2002),  S:11.

Bu sayfa Fizik tarafından en son 06.08.2014 16:02:20 tarihinde güncellenmiştir.