Researcher:
Şengil, Uluç

Profile Picture
ORCID

Job Title

Master Student

First Name

Uluç

Last Name

Şengil

Name

Name Variants

Şengil, Uluç

Email Address

Birth Date

Filters

2013 - 20165

Advanced Search

Filter by

Settings

Researcher Of Publications: search.filters.isAuthorOfPublication.7291e0e4-9775-4887-8ff7-6bfade22c053

Search Results

Now showing 1 - 5 of 5
  • Placeholder
    PublicationMetadata only
    Operating temperatures of the solar cells used in the concentrator system with radiating plates
    (Turkish Society for Thermal Science and Technology, 2016) Şengil, Nevsan; Güleren, Kürşad Melih; Şengil, Uluç; Master Student; Graduate School of Social Sciences and Humanities; N/A
    A solar cell concentrator system is offered to satisfy the energy requirement of the satellites orbited around the Earth. The solar cells coupled to the system are exposed to sunlight concentrated 124 times with a Cassegrain type reflector system. To dissipate the waste heat to the space, the cells are bonded on a radiating plate. To calculate the temperature distribution on the surface of the radiating plate, a new FAS (Full Approximation Scheme) solver is developed. This new FAS solver is validated with the Newton method. Additionally, the FAS solver is shown to be 92 times more efficient computationally than the Newton method. Afterwards, radiating plate efficiencies are calculated. These efficiency figures change between 0.1 and 0.02 for different cell temperatures. Next, an energy balance equation is constructed in order to calculate the theoretical operating temperatures of the solar cells. Using energy balance equation and the FAS solver iteratively, solar cell operating temperatures are calculated successfully for different radiating plate thicknesses and solar cell conversion efficiencies. Solar cell operating temperatures are found between 500 K and 1000 K. The present study points out that concentrator systems require highly efficient solar cells operating in the very high temperatures. For instance, in order to operate the cell temperature at 750 K for a 3 mm radiating plate thickness, the cell conversion efficiency should be 70%. Ongoing projects which aim to develop solar cells capable of operating in high intensity-high temperature environments are believed to make it possible to embed solar cell concentrator systems on the next generation satellites. / Dünya çevresinde yörüngede dönen uyduların enerji ihtiyacını karşılamak için bir yoğunlaşmalı güneş hücresi sistemi önerilmiştir. Cassegrain tipi bir yansıtıcı kullanılarak 124 defa yoğunlaştırılan güneş ışığı sistemde yer alan güneş hücrelerine yönlendirilmektedir. Artık ısı enerjisini uzaya aktarmak için güneş hücreleri bir radyasyon levhasına yapıştırılmaktadır. Radyasyon levhası yüzeyindeki sıcaklık dağılımını hesaplamak için yeni bir FAS çözücü geliştirilmiştir. Bu yeni FAS çözücü Newton yöntemi ile yapılan bir çözüm ile doğrulanmıştır. İlaveten, FAS çözücünün Newton yöntemine nazaran 92 kez daha hızlı çalıştığı gösterilmiştir. Takiben, radyasyon levhasının ısı transferi verimliliği hesaplanmıştır. Verimliliğin hücre sıcaklığına bağlı olarak 0.1 ile 0.02 arasında değiştiği görülmüştür. Daha sonra, güneş hücrelerinin çalışma sıcaklığını hesaplamak için bir enerji denge denklemi oluşturulmuştur. Enerji denge denklemi ve FAS çözücüsünü birlikte ardışık çalıştırarak, güneş hücresi çalışma sıcaklıkları farklı radyasyon levha kalınlıkları ve güneş hücresi verimlilikleri için başarı ile hesaplanmıştır. Güneş hücresi çalışma sıcaklıklarının 500 K ile 1000 K arasında değiştiği görüldü. Bu çalışmada, yoğunlaşma sistemlerinde yüksek verimli ve yüksek sıcaklıklara dayanıklı güneş hücrelerinin kullanılması gerektiği belirlenmiştir. Örneğin 750 K çalışma sıcaklığı ve 3 mm kalınlığında bir radyasyon levhası için hücre verimliliğinin 70% olması gerekmektedir. Yüksek yoğunlukta ve yüksek sıcaklıkta çalışabilen güneş hücresi geliştirme projelerinden görülmektedir ki, gelecek nesil uydularda güneş hücresi yoğunlaştırma sistemlerinin kullanılması mümkün olacaktır.
  • Placeholder
    PublicationMetadata only
    Operating temperature soft he solar cells used in the concentrator system with radiating plates
    (Türk Isı Bilimi ve Tekniği Dergisi, 2016) Şengil, Nevşan; Güleren, Kürşad Melih; Şengil, Uluç; Master Student; Graduate School of Social Sciences and Humanities; N/A
    A solar cell concentrator system is offered to satisfy the energy requirement of the satellites orbited around the Earth. The solar cells coupled to the system are exposed to sunlight concentrated 124 times with a Cassegrain type reflector system. To dissipate the waste heat to the space, the cells are bonded on a radiating plate. To calculate the temperature distribution on the surface of the radiating plate, a new FAS (Full Approximation Scheme) solver is developed. This new FAS solver is validated with the Newton method. Additionally, the FAS solver is shown to be 92 times more efficient computationally than the Newton method. Afterwards, radiating plate efficiencies are calculated. These efficiency figures change between 0.1 and 0.02 for different cell temperatures. Next, an energy balance equation is constructed in order to calculate the theoretical operating temperatures of the solar cells. Using energy balance equation and the FAS solver iteratively, solar cell operating temperatures are calculated successfully for different radiating plate thicknesses and solar cell conversion efficiencies. Solar cell operating temperatures are found between 500 K and 1000 K. The present study points out that concentrator systems require highly efficient solar cells operating in the very high temperatures. For instance, in order to operate the cell temperature at 750 K for a 3 mm radiating plate thickness, the cell conversion efficiency should be 70%. Ongoing projects which aim to develop solar cells capable of operating in high intensity-high temperature environments are believed to make it possible to embed solar cell concentrator systems on the next generation satellites. / Dünya çevresinde yörüngede dönen uyduların enerji ihtiyacını karşılamak için bir yoğunlaşmalı güneş hücresi sistemi önerilmiştir. Cassegrain tipi bir yansıtıcı kullanılarak 124 defa yoğunlaştırılan güneş ışığı sistemde yer alan güneş hücrelerine yönlendirilmektedir. Artık ısı enerjisini uzaya aktarmak için güneş hücreleri bir radyasyon levhasına yapıştırılmaktadır. Radyasyon levhası yüzeyindeki sıcaklık dağılımını hesaplamak için yeni bir FAS çözücü geliştirilmiştir. Bu yeni FAS çözücü Newton yöntemi ile yapılan bir çözüm ile doğrulanmıştır. İlaveten, FAS çözücünün Newton yöntemine nazaran 92 kez daha hızlı çalıştığı gösterilmiştir. Takiben, radyasyon levhasının ısı transferi verimliliği hesaplanmıştır. Verimliliğin hücre sıcaklığına bağlı olarak 0.1 ile 0.02 arasında değiştiği görülmüştür. Daha sonra, güneş hücrelerinin çalışma sıcaklığını hesaplamak için bir enerji denge denklemi oluşturulmuştur. Enerji denge denklemi ve FAS çözücüsünü birlikte ardışık çalıştırarak, güneş hücresi çalışma sıcaklıkları farklı radyasyon levha kalınlıkları ve güneş hücresi verimlilikleri için başarı ile hesaplanmıştır. Güneş hücresi çalışma sıcaklıklarının 500 K ile 1000 K arasında değiştiği görüldü. Bu çalışmada, yoğunlaşma sistemlerinde yüksek verimli ve yüksek sıcaklıklara dayanıklı güneş hücrelerinin kullanılması gerektiği belirlenmiştir. Örneğin 750 K çalışma sıcaklığı ve 3 mm kalınlığında bir radyasyon levhası için hücre verimliliğinin 70% olması gerekmektedir. Yüksek yoğunlukta ve yüksek sıcaklıkta çalışabilen güneş hücresi geliştirme projelerinden görülmektedir ki, gelecek nesil uydularda güneş hücresi yoğunlaştırma sistemlerinin kullanılması mümkün olacaktır.
  • Placeholder
    PublicationMetadata only
    Aerothermal load and drag force analysis of the electromagnetically launched projectiles under rarefied gas conditions
    (IEEE-Inst Electrical Electronics Engineers Inc, 2015) Şengil, Nevsan; Department of Physics; Şengil, Uluç; Master Student; Department of Physics; Graduate School of Social Sciences and Humanities; N/A
    Electromagnetically launched projectiles fly with hypersonic speeds in different regions of the Earth's atmosphere. Because of their hypersonic speeds, these projectiles are designed to withstand extreme thermal loads. Drag forces should also be considered to maximize the operational range. To reduce the thermal loads and drag forces, the geometric shape of these projectiles should be carefully designed. We can utilize either experimental or numerical methods to calculate these heating effects and drag forces. Numerical methods are more economic in terms of monetary cost and time. However, we cannot use the same numerical method in different regions of the Earth's atmosphere. In this paper, we used direct simulation Monte Carlo method to calculate thermal loads and drag forces of four different projectile geometries in the rarefied part of the atmosphere. Simulation results show that thermal loads and drag forces vary considerably depending on the projectile geometry.
  • Placeholder
    PublicationMetadata only
    Aerothermodynamics analysis of the electromagnetically launched projectiles under rarefied gas conditions
    (Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), 2014) Şengil, Nevsan; Şengil, Uluç; Master Student; Graduate School of Social Sciences and Humanities; N/A
    EML projectiles fly with hypersonic speeds in different regions of the Earth's atmosphere. Because of these hypersonic speeds, EML projectiles are designed to withstand extreme thermal loads. To reduce the thermal loads, the geometric shape of these projectiles should be carefully designed. We can utilize either experimental or numerical methods to calculate these thermal loads. Numerical methods are more economic in terms of monetary cost and time. However, we can not use the same numerical method in different regions of the Earth's atmosphere. In this work we used DSMC method to calculate thermal loads of four different projectile geometries in the rarefied part of the atmosphere. Simulation results show that thermal loads vary considerably depending on the projectile geometry.
  • Thumbnail Image
    PublicationOpen Access
    2D hybrid meshes for direct simulation Monte Carlo solvers
    (Institute of Physics (IOP) Publishing, 2013) Şengil, Nevsan; Department of Mathematics; Şengil, Uluç; Master Student; Department of Mathematics; College of Sciences
    The efficiency of the direct simulation Monte Carlo (DSMC) method decreases considerably if gas is not rarefied. In order to extend the application range of the DSMC method towards non-rarefied gas regimes, the computational efficiency of the DSMC method should be increased further. One of the most time consuming parts of the DSMC method is to determine which DSMC molecules are in close proximity. If this information is calculated quickly, the efficiency of the DSMC method will be increased. Although some meshless methods are proposed, mostly structured or non-structured meshes are used to obtain this information. The simplest DSMC solvers are limited with the structured meshes. In these types of solvers, molecule indexing according to the positions can be handled very fast using simple arithmetic operations. But structured meshes are geometry dependent. Complicated geometries require the use of unstructured meshes. In this case, DSMC molecules are traced cell-by-cell. Different cell-by-cell tracing techniques exist. But, these techniques require complicated trigonometric operations or search algorithms. Both techniques are computationally expensive. In this study, a hybrid mesh structure is proposed. Hybrid meshes are both less dependent on the geometry like unstructured meshes and computationally efficient like structured meshes.