Search

This study aimed to develop fiber-enriched cookies by partially replacing wheat flour (WF) with alternative fiber sources including yellow lentil flour (YLF), green lentil flour (GLF), banana powder (BP), and banana peel powder (BPP). The ratios of YLF, GLF, and WF were identified as 24.5, 10.7, and 64.8 % (flour basis), respectively, considering the mixture experimental design for an optimal breaking strength of cookies. Four types of cookies were studied: (i) wheat-based cookies (WC), (ii) lentil flour, BP and BPP-incorporated cookies (LBC), (iii) BP and BPP-incorporated cookies (BC), (iv) lentil flour-incorporated cookie (LC). LC showed a higher spread ratio and lightness than LBC and BC. Although alternative ingredients enhanced dietary fiber content compared to wheat-only cookies, the liking degree of sensory attributes was lower in LBC and BC. Overall, LC was superior to LBC and BC samples, indicating possible use of lentil flours for partial replacement of wheat flour for desired physical, chemical, and sensory attributes., çalışma, sarı mercimek unu (YLF), yeşil mercimek unu (GLF), muz tozu (BP) ve muz kabuğu tozu (BPP) gibi alternatif lif kaynakları kullanarak buğday unu (WF) miktarı kısmen azaltılmış ve diyet lif içeriği açısından zenginleştirilmiş bisküvi geliştirmeyi hedeflemektedir. YLF, GLF ve WF’nin un bazındaki oranları karışım deney tasarımı çerçevesinde sırasıyla %24,5, %10,7, 64,8 olarak belirlenmiştir. Dört çeşit bisküvinin kalite özellikleri üzerinde çalışılmıştır: (i) buğday unu bazlı bisküvi (WC), (ii) mercimek unu, muz meyve ve kabuk tozu katkılı bisküvi (LBC), (iii) muz meyve ve kabuk tozu katkılı bisküvi (BC), (iv) mercimek unu katkılı bisküvi (LC). LC numuneleri, LBC ve BC'den daha yüksek yayılma oranı ve açık renk özellikleri göstermiştir. Alternatif lif kaynakları, yalnızca buğday unu içeren ürüne kıyasla diyet lifi içeriğini arttırsa da LBC ve BC numunelerinin duyusal özelliklerinin beğeni derecesi daha düşük kalmıştır. Genel olarak, mercimek unu katkılı bisküvi (LC), LBC ve BC örneklerinden daha üstün nitelikler göstermiş olup istenen fiziksel, kimyasal ve duyusal özelliklerdeki bisküvi üretimini sağlamak için baklagil unu kullanımıyla buğday ununun kısmi olarak azaltılmasının mümkün olabileceğine işaret etmektedir.

Son yıllarda kalp hastalıkların hızla artışı ile birlikte bu hastalıklardan ölen insanların sayısı da hızla artmaktadır. Bu nedenle hastalıkların erken teşhisi, insan yaşam ömrünü arttırmada oldukça önemlidir. Çalışmada 2015 yılı nisan ve aralık aylarını kapsayan kalp yetmezliği hastalarına ait toplam 299 klinik hastaya ait kayıtlar açık erişimli internet sitesinden alınarak kullanılmıştır. Açık erişimli internet sitesinden elde edilen veriler veri ön işleme aşamasından geçirilerek yapay zekâ ile analiz için hazır hale getirilmiştir. Veri seti ilk olarak Rasgele Orman algoritmasının hiper parametreleri belirlenmiştir. Elde edilen hiper parametreler, ikili parçacık sürü zekâ yöntemi kullanılarak veri seti üzerinde global bir özellik seçimi gerçekleştirilmiştir. Elde edilen sonuçlar tekrar rasgele orman algoritması ve 10 kat 10 iterasyonu ile çapraz doğrulama ile eğitilerek ölüm risk durumunu gösteren en uygun model elde edilmiştir. Elde edilen modelin 100 eğitimin ortalama doğruluk oranı ise %79.66 olarak belirlenmiştir., With the rapid increase of heart diseases in recent years, the number of people who die from these diseases is also increasing rapidly. Therefore, early diagnosis of diseases is very important in increasing human life span. In the study, records of 299 clinical patients with heart failure, covering the months of April and December 2015, were taken from the open access website and used. The data obtained from the open access website were made ready for analysis with artificial intelligence by passing through the data preprocessing stage. Firstly, the data set was determined by hyper parameters of the Random Forest algorithm. Using the obtained hyper parameters, binary particle swarm intelligence method, a global feature selection was made from the data set. The obtained results were trained again with random forest algorithm and 10 times 10 iteration cross validation, and the most appropriate model showing death risk situation was obtained. The average accuracy rate of 100 trainings of the model obtained was determined as 79.66%.

Karayolu ve demiryolu projeleri gibi ulaştırma projelerinde toprak işleri, proje maliyetinin önemli bir kısmını oluşturmaktadır. Bu nedenle, bu tür projelerde, genel olarak, yarma, dolgu ve taşıma işlemlerinin (toprak dağıtımının) en ekonomik şekilde gerçekleştirilmesi hedeflenmektedir. Ulaştırma mühendisliğinde, bu amacı gerçekleştirmek için kullanılan farklı yöntemler bulunmaktadır. Bu yöntemlerden birisi de Genel toprak dağıtımı yöntemidir. Bu çalışmada, Genel toprak dağıtımı yönteminde özel bir durum teşkil eden “girişim” oluşumu ele alınmıştır. Bu bağlamda, ardışık bir tepe ve bir vadiden veya bir vadi ve bir tepeden oluşan kütleler diyagramında, girişim oluşması durumunda, en uygun taşıma mesafelerinin yeniden belirlenmesi ve girişimin ortadan kaldırılması amaçlanmıştır. Çalışma kapsamında, girişim durumunun gözlemlendiği üç farklı örnek için en uygun taşıma mesafeleri kütleler diyagramına ait matematiksel, geometrik ve trigonometrik veriler göz önünde bulundurularak Diferansiyel Gelişim Algoritması ile yeniden belirlenmiştir. Sonuç olarak, optimizasyon tabanlı çözüm yaklaşımı ile oldukça başarılı sonuçlar elde edilebileceği ve girişim durumunun önlenebileceği görülmüştür., Earthworks for transportation projects such as highway and railway projects constitute a significant part of the project cost. For this reason, in these types of projects, it is aimed to carry out cutting-filling and hauling (earth distribution) in the most economical way. In transportation engineering, different methods are applied to achieve this goal. One of the these methods is, also, general earth distribution method. In this study, “overlapping” formation, which expresses a special situation for the general earth distribution method, is discussed. In this context, firstly, mass diagram consisting of the successive hills and valleys, or the successive valleys and hills is considered. Then, in the case of overlapping, it is aimed to re-determine optimum hauling distance and eliminate the overlapping. Within the scope of the study, optimum hauling distances for three different samples in which overlapping is observed is re-determined by using Differenatial Evolution Algorithm, taking into account mathematical, geometric and trigonometric data related to mass diagram. As a result, it is seen that quite successful results are obtained and overlapping can be prevented with optimization-based solution approach.

Hammadde temininin zor olması ve doğal kaynakların hızla tüketilmesi alternatif bir yöntem olan kompozit üretimine yönelmeyi zorunlu hale getirmiştir. Bu nedenle son yıllarda kompozit malzemeler ile ilgili araştırmalarda ve endüstriyel kullanımda artışlar olmuştur. Bunun temel nedenleri hammadde teminindeki zorluklar, maliyet ve zaman faktörüdür. Diğer taraftan kompozitlerin tercih edilme nedenlerinden önemli bir sebep de diğer malzemelere göre mukavemet-yoğunluk oranının daha yüksek olması, daha dayanıklı ve daha hafif olmasıdır. Kompozit malzemelerin homojen yapısı, yüksek kalite ve üretim maliyetlerini kabul edilebilir seviyede tutabilmek için yüksek teknolojili üretim gerektirir. Kompozit üretim aşamalarında termoplastik ve dolgu takviye karışımları son derece karmaşık işlemlerle uygulanmaktadır. Bu tür formülasyonları optimize etmek çok fazla deneysel üretim gerektirir ancak yüksek maliyetler doğurur. Sonuç olarak, bu yüksek maliyetleri azaltmak ve optimize edilmiş karışım oranları ile üretim yapmak elzemdir. Bu çalışmada çözüm olarak bir yapay zekâ yöntemi olan Gri Kurt optimizasyon algoritması (GWO) kullanılmıştır. GWO algoritması ile optimum üretim reçetelerinin ve üretim proses parametrelerinin elde edilebildiği gözlemlenmiştir. Hibrit termoplastik kompozitlerin üretilebilmesi için olası tüm karışımlardaki hammadde oranları simülasyon ortamında hazırlanarak en iyi çözümü bulmaya dayalı bir yaklaşımla problem çözülmeye çalışılmış, deneysel kullanım için çok sayıda üretime gerek kalmadan istenilen kalitede ürün üretilmesi hedeflenmiştir., Difficulty in raw material supply and rapid consumption of natural resources have made it necessary to turn to composite production, which is an alternative method. Accordingly, there has been an increase in research and industrial use of composite materials in recent years. The main reasons for this are the difficulties in obtaining raw materials, the cost and time factor. On the other hand, another important reason why composites are preferred is that they have a higher strength-density ratio than other materials, they are more durable and lighter. Composite materials require high technology production in order to keep homogeneous structure, high quality, and production costs at an acceptable level. In the composite production stages, thermoplastic and filler reinforcement mixtures are applied with extremely complex processes. Optimizing such formulations requires a lot of experimental production but incurs high costs. As a result, it is essential to reduce these high costs and produce with optimized mixing ratios. In this study, the Gray Wolf Optimization algorithm (GWO), an artificial intelligence method was used as a solution. It has been observed that optimum production recipes and production process parameters can be obtained with the GWO algorithm. In order to produce hybrid thermoplastic composites, the raw material ratios in all possible mixtures were prepared in a simulation environment and the problem was tried to be solved with an approach based on finding the best solution, and it was aimed to produce the desired quality product for experimental use without the need for a large number of productions.

Ülkemizde ve dünyada nüfusun sürekli artması ile birlikte, toplu taşıma ve ulaşım sistemlerinin planlanması ve bu süreçte yaşanan sorunların çözümü; çevresel duyarlılık, ekonomik ve toplumsal fayda açısından çok büyük önem arz etmektedir. Şehir içi toplu taşıma sistemlerinde sefer sıklıklarının ve sayılarının optimum seviyesinin belirlenmesi; maliyet, çevresel etki ve toplumsal refah ekseninde toplu taşımanın en önemli sorunlarından olup, şehirde yaşayan tüm bireyler için kritik bir konudur. Bu çalışmada; şehir içi toplu taşıma (otobüs) sistemlerinin verimli ve sürdürülebilir olarak planlanması amacıyla; Tekirdağ/Çorlu Belediyesi toplu taşıma ulaşım sistemlerinin günlük sefer sayılarının, sefer sıklıklarının ve yolcu taşıma kapasitelerinin mevcut durumu incelenerek sefer sayısı optimizasyonu yapılmıştır. Bu amaçla ulaşım yönetim sistemi verileri kullanılmış ve günlük sefer sayısı optimizasyonu için doğrusal hedef programlama modeli geliştirilmiştir. Model, LINGO paket programı yardımıyla çözülerek, gün bazında optimum sefer sayısı belirlenmiştir. Çalışmada seçilen pilot otobüs hattı için detaylı analizler gerçekleştirilmiştir. Mevcut durum sistem tasarımı ve optimum sistem tasarımı sonuçları karşılaştırmalı olarak değerlendirilmiş olup fayda maliyet analizi yapılmıştır. With the continuous increase in the population in our country and in the world, planning of public transportation and transportation systems and solving the problems experienced in this process is of great importance in order to provide environmental awareness, economic and social benefit. The issue of determining the optimum level of trip frequencies and number of trips in urban public transport systems is one of the most important problems and is a critical issue for all individuals living in the city. In this study; in order to plan urban public transport (bus) systems efficiently and sustainably; by examining the current situation number of daily trips, trip frequencies and passenger transport capacities of Tekirdağ / Çorlu Municipality public transportation systems, the number of trips has been optimized. For this purpose, a linear goal programming model was developed for the optimization of the number of daily trips. The model was solved with the help of the LINGO package program and the optimum number of trips per day was determined. In the study; detailed analyzes were carried out for the selected pilot bus line. The current state system design and optimum system design results were evaluated comparatively, and cost-benefit analysis was performed. Çorlu Belediyesi ile TEKULAŞ Araç Takip ve Koordinasyon Merkezi’ne katkılarından dolayı teşekkür ederiz.

In this study, the effects of cutting parameters on cutting force are investigated in turning of AISI H13 hot work tool steel with ceramic cutting tools. Turning experiments have been performed at three different cutting speeds (180 and 240 m min-1), three different feed rates (0.12, 0.15 and 0.18 mm rev-1) and three different depths of cut (0.6, 1 and 1, 4 mm) on a CNC lathe under dry cutting conditions. At the same time, turning simulations have been made with Third Wave AdvantEdge software based on finite element analysis (FEA). The cutting force data obtained by experimental and numerical analyzes have been also statistically analyzed using the Taguchi method, Anova, and regression analysis. The analysis results revealed that the most effective parameter on the main cutting force (Fc) values obtained by both methods was the depth of cut with the contribution rates of 80.97% and 80.32%, respectively. Moreover, an average of 9% difference was obtained between the main cutting force values (Fc) obtained in the turning simulations and experimentally and the optimum parameter group for the Fc values obtained by both methods were A3B1C1 (cutting speed = 240 m min-1, feed rate = 0.12 mm rev-1, and depth of cut = 0.6 mm)., Bu çalışmada, seramik kesici takımlar ile AISI H13 sıcak iş takım çeliğinin tornalanmasında kesme parametrelerinin kesme kuvveti üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Tornalama deneyleri, üç farklı kesme hızında (120, 180 ve 240 m dak-1), üç farklı ilerleme miktarında (0.12, 0.15 ve 0.18 mm dev-1) ve üç farklı talaş derinliğinde (0.6, 1 ve 1.4 mm) kuru kesme şartlarında CNC torna tezgahında gerçekleştirilmiştir. Aynı zamanda, tornalama simülasyonları da sonlu elemanlar analizine (FEA) dayalı olarak Third Wave AdvantEdge yazılımı ile gerçekleştirilmiştir. Deneysel ve nümerik analizler ile elde edilen kesme kuvveti verileri, Taguchi methodu, Anova ve regresyon analizleri kullanılarak istatistiksel olarak analiz edilmiştir. Analiz sonuçları her iki yöntem ile elde edilen esas kesme kuvveti (Fc) değerleri üzerinde sırasıyla %80.97 ve %80.32 katkı oranları ile en etkin parametrenin talaş derinliği olduğunu göstermektedir. Dahası, tornalama simülasyonlarında ve deneysel olarak elde edilen esas kesme kuvveti (Fc) değerleri arasında ortalama %9'lik bir fark elde edilmiştir ve her iki yöntem ile elde edilen Fc değerleri için optimum parametre grubu A3B1C1 (kesme hızı = 240 m dak-1, ilerleme miktarı = 0.12 mm dev-1 ve talaş derinliği = 0.6 mm)’dir.

This study aims to examine, regulate, and update the land transportation of the Erzurum Metropolitan Municipality (EMM), Turkey using computerized calculation techniques. In line with these targets, some critical information has been obtained for study: the number of buses, the number of expeditions, the number of bus lines, and the number and maps of existing routes belonging to EMM. By using the information that has been obtained, this study aims at outlining specific outputs according to the input parameters, such as determining the optimal routes, the average travel, and the journey time. Once all of these situations were considered, various optimization algorithms were used to get the targeted outputs in response to the determined input parameters. In addition, the study found that the problem involved in modeling the land transport network of the EMM is in line with the so-called “traveling salesman problem,” which is a scenario about optimization often discussed in the literature. This study tried to solve this problem by using the genetic algorithm, the clonal selection algorithm, and the DNA computing algorithm. The location data for each bus stops on the bus lines selected for the study were obtained from the EMM, and the distances between these coordinates were obtained by using Google Maps via a Google API. These distances were stored in a distance matrix file and used as input parameters in the application and then were put through optimization algorithms developed initially on the MATLAB platform. The study’s results show that the algorithms developed for the proposed approaches work efficiently and that the distances for the selected bus lines can be shortened. Bu çalışma, Erzurum Büyükşehir Belediyesi'nin (EBB) Türkiye kara ulaşımını bilgisayarlı hesaplama teknikleri kullanarak incelemeyi, düzenlemeyi ve güncellemeyi amaçlamaktadır. Bu hedefler doğrultusunda, çalışma için bazı önemli bilgiler: otobüs sayısı, sefer sayısı, otobüs hattı sayısı ve EBB’ye ait mevcut güzergâh sayısı ve haritaları elde edilmiştir. Bu çalışma, elde edilen bilgileri kullanarak, optimal rotaların belirlenmesi, ortalama seyahat ve yolculuk süresi gibi girdi parametrelerine göre belirli çıktıların ana hatlarını çizmeyi amaçlamaktadır. Tüm bu durumlar göz önüne alındığında, belirlenen girdi parametrelerine karşılık hedeflenen çıktıları elde etmek için çeşitli optimizasyon algoritmaları kullanılmıştır. Çalışma, EBB’ nin ulaşım ağının modellenmesindeki problemin, literatürde sıklıkla tartışılan optimizasyonla ilgili bir senaryo olan “gezgin satıcı problemi” ile uyumlu olduğunu bulmuştur. Çalışmada genetik algoritma, klonal seçim algoritması ve DNA hesaplama algoritması kullanılarak bu problem çözülmeye çalışılmıştır. Çalışmada seçilen otobüs hatlarındaki her bir durak için konum bilgisi EBB'den alınmış ve bu koordinatlar arasındaki mesafeler bir Google API üzerinden Google Maps kullanılarak elde edilmiştir. Bu mesafeler bir mesafe matrisi dosyasında saklanmış ve uygulamada giriş parametreleri olarak kullanılmış daha sonra MATLAB platformunda geliştirilen optimizasyon algoritmalarına aktarılmıştır. Çalışmanın sonuçları, önerilen yaklaşımlar için geliştirilen algoritmaların verimli çalıştığını ve seçilen otobüs hatları için mesafelerin kısaltılabileceğini göstermektedir.

Son yıllardaki hızlı nüfus artışı ile birlikte, toplu taşımada kullanılan şehir içi otobüslerin sayısının artması nedeniyle; çevre kirliliği, gürültü, yolcu memnuniyetsizliği, maliyet vb. gibi sorunlar da artmaktadır. Bu kapsamda; otobüslerin güzergahı, otobüs sefer sayısı ve sıklığı, yolcu taşıma kapasitesi, bekleme süreleri gibi faktörlerin planlanması büyük önem arz etmektedir. Toplu taşıma ve ulaşım sistemlerinde yapılacak yatırımların ekonomik maliyetlerinin çok yüksek olması nedeniyle toplu taşıma ve ulaşım sistemlerinin verimli ve rasyonel planlanması ve sürdürülebilirliği, mevcut kapasitenin optimum kullanılması, karar vericiler için kritik bir konudur. Bu nedenle, çevresel, ekonomik ve toplumsal refah boyutları açısından şehir içi toplu taşıma sistemlerinin optimum planlanması, verimli ve sürdürülebilir olması mutlak bir zorunluluk olarak görülmektedir. Bu çalışmada; doğrusal hedef programlama yaklaşımı uygulanarak, yolcu taleplerini karşılamayı temel alan yeni bir sistem tasarımı geliştirilerek, şehir içi otobüs sefer çizelgeleme optimizasyonu yapılmıştır. Otobüs ulaşım sistemi için; sefer sayısı, sefer sıklığı, yolcu kapasitesi vb. gibi parametreler açısından mevcut durum analiz edilmiş olup, günlük yolcu talebini karşılayan sefer sayısı optimizasyon modeli oluşturulmuştur. Sonuçta; optimum sefer sayısı ve sefer sıklığı model sonuçları değerlendirilmiş ve elde edilen maddi kazanımların boyutu irdelenmiştir., With the rapid population growth in recent years, due to the increase in the number of city buses used in public transportation; environmental pollution, noise, passenger dissatisfaction, cost, etc. such problems are also increasing. In this context; it is of great importance to plan factors such as the route of the buses, the number and frequency of bus trips, passenger carrying capacity, and waiting times. Efficient and rational planning and sustainability of public transport and transportation systems, optimum use of the existing capacity are critical issues for decision makers, due to the high economic costs of investments in public transport and transportation systems. Therefore, in terms of environmental, economic and social welfare aspects, it is seen as an absolute necessity for urban public transportation systems to be optimally planned, efficient and sustainable. In this study; by applying a linear goal programming approach, a new system design based on meeting passenger demands was developed and city bus schedule optimization was performed. For the bus transportation system; number of voyages, voyage frequency, passenger capacity, etc. The current situation has been analyzed in terms of such parameters, and an optimization model has been created to meet the daily passenger demand. After all; the optimum number of voyages and voyage frequency model results were evaluated and the size of the financial gains obtained was examined.

In this study, machinability of Caldie cold work tool steel on EDM machine was experimentally investigated by using Cu-Cr-Zr electrode for tool wear rate (TWR) and overcut. In the experiment tests, discharge current, pulse duration and duty cycle were used as processing parameters. Machinability levels were determined for the lowest TWR and overcut. The effect of level parameters on TWR and overcut were calculated with the help of ANOVA. Experimental results are interpreted with using three-dimensional graphics. While the optimum machining test condition for electrode wear rate was A1B1C1, the optimum machining level for overcut was determined as A1B1C2. As a result of ANOVA analysis, it was calculated that discharge current was the most powerful parameter on TWR and overcut., Bu çalışmada, Caldie soğuk iş takım çeliğinin EEİ tezgahında işlenebilirliği, takım aşınma oranı ve yanal açıklık için Cu-Cr-Zr elektrot kullanılarak deneysel olarak incelenmiştir. Deneysel çalışmada işleme parametreleri olarak boşalım akımı, vurum süresi ve çevrim süresi kullanılmıştır. En düşük takım aşınma oranı ve yanal açıklık için işlenebilirlik seviyeleri belirlenmiştir. Seviye parametrelerinin takım aşınma oranı ve yanal açıklık üzerindeki etkisi ANOVA yardımıyla hesaplanmıştır. Deneysel sonuçlar üç boyutlu grafikler kullanılarak yorumlanmıştır. Elektrot aşınma oranı için optimum işleme deney koşulu A1B1C1 iken, yanal açıklık için optimum işleme koşulu A1B1C2 olarak belirlenmiştir. ANOVA analizi sonucunda elektrot aşınma oranı ve yanal açıklık üzerinde en güçlü parametrenin boşalım akımı olduğu hesaplanmıştır.

Bu çalışmanın temel amacı, bitkinin polifenolik profilinde etkin önemli bir bileşen olan ve antioksidan, antibakteriyel ve antiviral özellikleri ile öne çıkan rosmarinik asit (RA) ile diğer antioksidan bileşenlerin hidroalkolik çözücü ekstraksiyonuna dayalı bir yöntem geliştirmek ve optimize etmektir. Ekstraksiyon gibi karmaşık süreçleri modellemek ve optimize etmek için yumuşak bilgi işlem tabanlı kemometrik çalışmalara ihtiyaç duyulmaktadır. Bu sebeple yapılan çalışmada, değerli bir tıbbi aromatik bitki kaynağı olan Ocimum bacilicum L.’den biyoaktif RA’in yeşil ve basit bir teknikle ekstraksiyon koşullarını, kemometrik yöntemler kullanılarak modellenmesi ve optimizasyonu sağlanmıştır. Bunun yanı sıra O. basilicum’ da bulunan RA’in potansiyelini, Toplam fenolik madde (TFM) miktarı ve Toplam antioksidan aktivite (TAA) ile değerlendirmek de hedeflenmektedir. Yapılan çalışmada RSM-CCD/dar faktöriyel tasarım kullanılmış, çok yanıtlı optimizasyon Pareto çözümleri yardımıyla çözülmüş ve optimum girdi değişkeni değerlerini belirlemek için İstenebilirlik fonksiyonu kullanılmıştır. Sonuç olarak, O. basilicum L. ekstraksiyonun optimum koşulları; %47,7 EtOH konsantrasyonu, 30,0°C sıcaklık, 77,6 dk ekstraksiyon süresi ve 10 mL/g çözücü/katı oranı bulunmuştur. Optimum koşullar altında elde edilen deneysel sonuçlar TFM, TAA ve RA için sırasıyla 171,46±1,87 mg GAE/g, 4,76±0,32 mg Troloks/mL ve 8,93±0,65 mg/g’dır. Matematiksel modelden tahmin edilen sonuçlar sırasıyla (172,26 mg GAE/g), (4,13 mg Troloks/mL) ve (8,89 mg/g) olarak bulunmuştur.

Bu çalışmada, en düşük toplam proje maliyetli iş programı oluşturmayı amaçlayan zaman maliyet ödünleşim problemine küçük ölçekli yüklenicilerin de uygulayabileceği çözüm yöntemleri aranmıştır. İş programını insan müdahalesine ihtiyaç duymayacak şekilde oluşturan bir hesap tablosu geliştirilmiş ve her aktivite için veri girişi ve revizyonların hızlı bir şekilde yapılması sağlanmıştır. Böylece planlama ve inşaat aşamasında ortaya çıkabilecek öngörülmeyen durumların olumsuz etkileri ve başka projeler için tekrarlanan hesaplamalar azaltılmıştır. Bu çalışmada çözülen iki farklı senaryodaki zaman maliyet ödünleşim problemleri için hesap tablosu uygulamasında yazılan makro üzerinde çalıştırılan Genetik Algoritma ile optimizasyon yapılmıştır. En düşük proje maliyet değeri ve yapım alternatifleri kayıt altına alınmıştır. Alternatifler arasındaki en düşük proje maliyeti ile işin gerçekleştirilmesini sağlayan iş programı oluşturulup planlama mühendislerinin iş yükü önemli ölçüde azaltılmıştır. Hesap tablosu uygulamasını kullanacak yüklenicilerin maliyette kayda değer bir iyileşme elde ederek net kârlarını en üst düzeye çıkarmaları amaçlanmıştır. Sadece yapım yönetimi profesyonellerinin kullandığı proje yönetimi yazılımlarının yanı sıra bu çalışmada oluşturulan hesap tablosu uygulaması sağladığı kullanım kolaylığı ve en düşük toplam proje maliyeti ile sektör içerisindeki tüm aktörlere rekabet avantajı sağlamaktadır. In this study, solutions that can be implemented by small-scale contractors are searched for the time-cost trade-off problem which aims to create a work schedule with minimum total project cost. A spreadsheet that creates the work schedule in a way that does not require human intervention has been developed and quick data entry and revision opportunity is provided for each activity. Thus, the adverse consequences of unforeseen situations that may arise during the planning and construction stages and repeated calculations for other projects have been reduced. In this study two different scenarios of the time-cost trade-off problems are solved by Genetic Algorithm running on the macro written for the spreadsheet application and the lowest total project cost and construction alternatives are provided. The workload of planning engineers is reduced significantly by creating a schedule that enables the construction to be carried out with the lowest total project cost. It is aimed that the contractors who use the spreadsheet application would maximize their net profits by achieving a significant reduction in cost. Contrary to the project management software used only by construction management professionals, the ease of use of the spreadsheet application and the provided minimum total project cost offer competitive advantage to all actors in the sector.

In today’s world, where we move forward technologically, we spend more and more time to make agricultural activities efficient. We can shorten the time we spend by supporting the resources we have with technological methods. We can diagnose the disease of the plant with each prediction we make using models trained by the effective operation of computer vision and deep learning methods. We will be examining what results we have obtained when the models, which are image-based classification algorithms, were used for our problem, which were previously trained for different purposes. This method, which we call transfer learning, and the results of the dataset we collect, will give us the answer to the question of how more effective methods are needed for current and future studies., Teknolojik olarak ileriye gittiğimiz günümüz dünyasında tarımsal faaliyetlerin verimli hale getirilmesi her geçen gün daha da çok zaman harcıyoruz. Elimizdeki kaynakları teknolojik yöntemler ile destekleyerek bu harcadığımız zamanı kısaltabiliriz. Bilgisayarlı görü ve derin öğrenme yöntemlerinin etkin olarak işletilmesi ile eğitilen modelleri kullanarak yapacağımız her bir tahmin ile bitkinin hastalığını teşhis edebiliriz. Görüntü tabanlı sınıflandırma algoritmaları olan daha önceden farklı amaçlar için eğitilmiş modellerin bizim problemimiz için kullanıldığında ne gibi sonuçlar almışız onu inceliyor olacağız. Adına aktarımlı (transfer) öğrenme dediğimiz bu yöntem ve topladığımız veri setinin verdiği sonuçları, bize şimdiki çalışma ve gelecekteki çalışmalar için nasıl daha etkili yöntemlere ihtiyaç var sorusunun cevabını verecektir.

In this study, the effects of different welding parameters applied during laser welding of AA2024 aluminum alloy materials on the tensile strength were investigated and their optimizations were made using Taguchi and ANOVA methods to obtain the most suitable welding parameters. The variable welding parameters such as laser power, pulse duration, beam power density and pulse energy were used in the study. As a result, it was concluded that the lowest tensile strength was obtained when 1800 W laser power, 5 ms pulse duration, 6000 W/mm2 beam power density and 9.5 Joule pulse energy were used, while the highest tensile strength was obtained using 2600 W laser power, 6 ms pulse duration, 6500 W/mm2 beam power density and 9.5 Joule pulse energy. When the results of the highest tensile strength (174 MPa) and the lowest tensile strength (113 MPa) were compared, it was found that the highest tensile strength was 53.98%, which was higher than the lowest tensile strength., Bu çalışmada, AA2024 alüminyum alaşımı malzemelerin lazer kaynağı sırasında uygulanan farklı kaynak parametrelerinin çekme mukavemeti üzerindeki etkileri araştırılmış ve en uygun kaynak parametrelerini elde etmek için Taguchi ve ANOVA yöntemleri kullanılarak optimizasyonları yapılmıştır. Değişken kaynak parametreleri olarak lazer gücü, darbe süresi, ışın güç yoğunluğu ve darbe enerjisi kullanılmıştır. Sonuçlar, en düşük çekme dayanımının, 1800 W lazer gücünde, 5 ms darbe süresinde, 6000 W/mm2 ışın güç yoğunluğunda ve 9,5 Joule darbe enerjisi kullanılarak elde edildiğini, en yüksek çekme dayanımının ise 2600 W lazer gücünde, 6 ms darbe süresinde, 6500 W/mm2 ışın güç yoğunluğunda ve 9,5 Joule darbe enerjisi kullanılarak elde edildiğini göstermiştir. En yüksek çekme dayanımı (174 MPa) ile en düşük çekme dayanımı (113 MPa) sonuçları karşılaştırıldığında, en yüksek çekme dayanımının en düşük çekme dayanımından %53,98 daha yüksek olduğu bulunmuştur. S/N oranlarına göre, 2600 W lazer gücü, 6 ms darbe süresi, 7000 W/mm2 ışın güç yoğunluğu ve 10,5 Joule darbe enerjisinin AA2024 alüminyum alaşımının lazer kaynağı ile kaynak edilmesi için en optimum kaynak parametreleri olduğu anlaşılmıştır. ANOVA analizine göre ortalama çekme dayanımı üzerinde en etkili parametrenin lazer gücü (%82,45) olduğu belirlenmiştir.

Bu çalışmada, havayolu şirketlerinin en büyük gider kalemlerinden biri olan ekip planlama konusu ve bu sürecin ilk adımı olan ekip rotasyonlarının üretimi için genetik algoritmalar ile bir optimizasyon algoritmasının geliştirilmesi ele alınmıştır. Ekip planlama konusu havayolu şirketlerinin yakıt maliyetlerinden sonraki en büyük gider kalemidir. Ayrıca bu konu havacılık kanun ve yönetmeliklerinde yer alan kısıtlardan dolayı personellerin kullanım oranını da etkilediğinden şirketlerin bünyesinde yer alan personellerin verimli kullanımı da ekip planlaması yapılırken etkilenen önemli bir parametredir. Çalışmada ekip rotasyonu optimizasyonu konusunda literatürdeki çalışmalar incelenmiş ve pas uçuş sayısının azaltılmasıyla maliyetin minimize edilmesi konusunda geliştirilmeler yapılmıştır. Çalışmada literatürde var olan genetik algoritma operatörleri geliştirilerek daha optimize sonuçlar elde edilmiştir. Daha önce bu konuda hazırlanmış olan çözümlerin sonuçları ile karşılaştırmalar yapılmış ve değerlendirilmiştir., In this study, it is addressed the airline crew scheduling problem which is one of the biggest cost elements for airline companies and to develop a new method with genetic algorithms to generate crew pairings which is the first part of airline crew scheduling with better optimization. Crew scheduling topic is the biggest cost element for the airline companies after the fuel costs. Also this topic relates to worker effiency parameter,which is one of the most important parameters for airline companies,due to it’s constraints about worker usage which are written on civil aviation laws. In this study, previous works about crew pairing optimization examined and upgrades developed for the cost reduction with minimizing the number of deadhead flights. Genetic algorithm operators existing in the previous studies have been upgraded and better results provided with new improved operators. Methods and the results were compared with the previous work about the topic.

Depremler can ve mal kaybına neden olan, en sık görülen, etkileri oldukça büyük afet türüdür. Deprem sonrası kaotik koşullar müdahale ve kurtarma sürecini zorlaştırır. Bu sürecin yönetilebilmesinde, eldeki kaynakların (sağlık, barınma, AFAD ekipleri vb.) başarılı bir şekilde enkaz bölgelerine tahsisi gerekmektedir. Depremlerden sonraki ilk saatlerde yaralıların, yaralanma şiddetlerine göre (ağır ve geciktirilebilir yaralı) ve geçen süreyle doğru orantılı olarak hayatta kalma olasılıkları daha fazladır; zaman ilerledikçe bu ihtimal azalır. Dolayısıyla enkazdan çıkarılan yaralılara ilk müdahalelerinin yapılması, ihtiyaç görülenlerin acilen hastaneye sevk edilmesi gerekmektedir. Bu nedenle sağlık kaynakları planlaması depremin yıkıcı etkilerinin azaltılmasında son derece önemlidir. Bu çalışmada deprem sonrası hayatını kaybeden yaralı sayısının en aza indirilmesini amaçlayan 0-1 karışık tam sayılı bir matematiksel model geliştirilmiştir. Model içerisinde enkaz bölgelerine olay yeri triyajını gerçekleştirecek sağlık birimlerinin (doktor, hemşire, ekipman) tahsis edilmesi, olay yeri triyajı görmüş yaralıların hastaneye sevk işlemi için ambulans ataması yapılması ve ambulansların hangi hastanelere yönlendirilmesi gerektiği kararları verilmek istenmektedir. Geliştirilen modelin çok periyodlu ve yaralıların sağlık durumlarındaki değişimin markov zinciri olarak modellemesi literatüre katkı olarak öne çıkmaktadır. Geliştirilen model, Kırıkkale ili için olası bir deprem senaryosu verileriyle GAMS CPLEX çözücüsü kullanılarak test edilmiştir. Test sonuçları, geliştirilen modelin sağlık kaynakları tahsisi için etkin bir planlama aracı olarak kullanılabileceğini göstermektedir.

Bu çalışmada, kestane (Castanea sativa Mill.) sütü ve rekonstitüe süt karışımı ile starter olarak ticari kültür ve dane kullanılarak üretilen kefirlerin mikrobiyolojik, fiziko-kimyasal, tekstürel, antioksidatif ve duyusal özellikleri araştırılmıştır. Kestane sütü üretimi optimizasyonu, yüzey yanıt yöntemi (RSM)’ne göre, sulandırma oranı (𝑥1), sulandırma sıcaklığı (𝑥2), pastörizasyon süresi (𝑥3) ve pastörizasyon sıcaklığı (𝑥4) değişkenleri kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Optimizasyon sonuçlarına göre, kestane sütü üretiminde sulandırma oranı 1/4, sulandırma sıcaklığı 37,562°C, pastörizasyon süresi 24,996 dk ve pastörizasyon sıcaklığı 84,433°C olarak kullanılmıştır. Kestane sütü konsantrasyonları % 0, 10, 20, 30, 40, 50 ve 100 olacak şekilde rekonstitüe süte ilave edilerek kefir üretimi gerçekleştirilmiştir. Kefir örneklerinde Lactobacillus sayısı 7,24-9,51 kob/mL; Lactococcus sayısı 7,27-10,33 kob/mL; asetik asit bakteri sayısı 5,08-8,75 kob/mL; maya sayısı 1,48-7,90 kob/mL; titrasyon asitliği % 0,20-1,16; serum ayrılması 0-14,50 mL/25 g; kurumadde % 9,02-14,29; kül % 0,53-0,92; protein % 2,20-4,40; yağ % 0,13-0,47; asetaldehit 0,82-3,66 mg/100 mL; diasetil değeri 1,11-117,28 mg/100 mL; etil alkol 26,61-146,51 mg/100 mL; karbondioksit 92,40-507,10 mg/100 mL; ABTS 8,62-37,05 mg/100 mL; FRAP 5,31-25,84 mg/100 mL; DPPH 8,67-24,26 mg/100 mL ve toplam fenolik madde 77,67-341,47 mg/100 mL değerleri arasında değişmiştir. Kefir örneklerinde arjinin, lösin ve alanin amino asitleri; oleik, palmitik ve linoleik yağ asitleri; sitrik, formik ve okzalik organik asitleri; K, Ca ve P elementleri ile C, A ve E vitamini değerlerinin yüksek olduğu gözlenmiştir. Kefir örneklerinde renk değerleri ve tekstürel parametreler arasındaki farklılıkların istatistiksel olarak önemli (p

Günümüzde suya olan talebin artması, mevcut su kaynaklarının korunması ve projelendirilmesi konusunu çok önemli hale getirmiştir. Projelendirme aşamasının en uygun şekilde yapılabilmesi için veri toplama, analiz etme ve gelecek verilerin tahmini gereklidir. Gelecek verilerin tahmin edilebilmesi için pek çok yöntem geliştirilmiştir. Bu çalışmada Yeşilırmak Nehri üzerinde bulunan 3 adet istasyonun gelecek dönemdeki akış miktarlarının yapay sinir ağları ile tahmin edilmesi amaçlanmıştır. Yapay sinir ağları (YSA) ile zaman serisi analizi yapılırken geriye dönük olarak kaç dönemlik verinin kullanılması gerektiği problemin başarısını doğrudan etkilemektedir. Geriye dönük olarak bakılan veri sayısı (zaman gecikmesi) bir optimizasyon problemi olarak ele alınabilmektedir. Bu aşamada Karınca Aslanı Algoritması (KAA) kullanılarak, zaman gecikmesi boyutunun optimize edilmesi gerçekleştirilmiştir. Zaman gecikmesine ek olarak yapay sinir ağlarında kullanılan gizli katman sayısı da modele eklenerek optimize edilmiştir. Elde edilen sonuçlara bakıldığında; YSA ile birlikte sezgisel optimizasyon tekniklerinin kullanılmasının modelin başarısını artırdığı sonucuna varılmıştır Today, the increase in demand for water has made it very important to preserve and design the existing water resources. Data collection, analysis and forecasting of future data are required for optimum project planning. Many methods have been developed to predict future data. In this study, it is aimed to estimate the flow rates of 3 stations on Yeşilırmak River by artificial neural networks. The success of the problem directly affects how many periods of data should be used retrospectively when performing time series analysis with artificial neural networks. The number of data retrospectively (time delay) can be considered as an optimization problem. At this stage, time lag size optimization was performed by using Ant lion algorithm. In addition to time delay, the number of hidden layers used in artificial neural networks has been optimized by adding to the model. When the results obtained are examined; It was concluded that the use of heuristic optimization techniques together with ANN increased the success of the model.

Bu çalışmada, düşük ağırlığa sahip, tabanında diş kesit bulunan betonarme bir konsol istinat duvarıtasarımı optimizasyonu konu edilmiştir. Optimizasyon süreci için, daha önce istinat duvarı problemineuygulanmamış bir algoritma olan Rao_1 algoritması kullanılmıştır. İstinat duvarı optimizasyonunda,problemi tanımlamak için 12 tasarım değişkeni ve 26 kısıt kullanılmıştır. Tasarım, Rankine yanal basınçteorisi yardımıyla, duvarın geoteknik stabilitesini korumak amacıyla duvarın kayma, dönme ve temelintaşıma gücüne karşı güvenlik katsayıları ile sınırlandırılmıştır. Betonarme tasarımın iç stabilitesinisağlamak üzere moment ve kayma kapasitesi için ACI 318-05 standardından faydalanılmıştır. Tasarım,taban plağı dişli ve dişsiz konsol istinat duvarları olan iki ayrı sayısal örnekle desteklenmiştir., In this study, low-weight reinforced concrete retaining wall with the shear key designoptimization is subjected. For optimization process, Rao_1 algorithm, which was not implemented to theretaining wall problem before, is used. Twelve design variables and twenty-six constraints, which wereconstituted in order to define the problem, were used for retaining wall optimization. The design isrestricted with the purpose of preserve the geotechnical stability of the wall with the safety factors againstto sliding, overturning and bearing capacity failure modes by the help of the Rankine theory for lateralearth pressure. In order to provide internal stability of the wall for moment and shear capacity, it isutilized from ACI 318-05 standards. The design was supported with 2 different numerical examples,which they are the cantilever retaining wall with the shear key and without shear key

Tornalama işlemlerinde, istenmeyen yüksek değerlerdeki yüzey pürüzlülük ve titreşim değerlerini gidermek için iş parçaları tezgâha doğru bir şekilde bağlanması gerekmektedir. Bir iş parçası; uygun bir basınç ile ayna ve punta arasına bağlanmadığında, bu, onun eksenden kaçık salgılı bir şekilde dönmesine ve ölçü tamlığının bozulmasına yol açmaktadır. Bunun sonucunda, iş parçasında istenmeyen, yüksek değerlerde yüzey pürüzlülük ve titreşim değerleri meydana gelir. Bu çalışmanın amacı, Taguchi metodunu kullanarak AISI 304 paslanmaz çeliğinin tornalanmasında en düşük yüzey pürüzlülüğü ve titreşim değerlerini elde etmek için en uygun ayna ve punta basıncını tespit etmektir. İşleme deneylerinde, sabit kesme hızı, ilerleme ve kesme derinliğinde 5 farklı ayna ve punta basıncı kullanılmıştır. Deney tasarımı için Taguchi L25 (5^2) ortogonal dizilimi seçilmiştir. En küçük en iyidir yaklaşımına göre S/N (sinyal/gürültü) oranı kullanılarak yüzey pürüzlülüğü ve titreşim değerleri için en uygun ayna ve punta basıncı belirlenmiştir. S/N oranlarına göre optimum ve en düşük titreşim değerlerini veren ayna ve punta basıncı sırasıyla 18 bar ve 5 bar iken, optimum yüzey pürüzlülük değerlerini veren ayna ve punta basıncı değerleri ise sırasıyla 18 bar ve 11 bar olarak tespit edilmiştir. Fakat en düşük yüzey pürüzlülük değeri ise ayna basıncı 18 bar ve punta basıncı 5 barda elde edilmiştir. Taguchi deney tasarımındaki S/N oranı sonuçlarına göre, yüzey pürüzlülüğü ve titreşim üzerinde ayna basıncının punta basıncından daha etkili olduğu ortaya çıkmıştır. Sonuç olarak; ayna ve punta basıncı parametrelerinin optimizasyonu için Taguchi yöntemindeki faktör tasarımının; basit, sistematik ve verimli bir yöntem olduğu anlaşılmıştır., In turning operations, the workpieces must be correctly attached to the workbench to eliminate undesirable high values of surface roughness and vibration. When a workpiece is not attached with an appropriate pressure between chuck and tailstock, this will cause it to rotate eccentrically out-of-axis and deterioration of dimensional accuracy. As a result of this, undesirable high surface roughness values and vibrations in the workpiece occur. The aim of this study is to determine the optimum chuck and tailstock pressure using Taguchi method in order to obtain the lowest surface roughness and vibration values in turning of AISI 304 stainless steel. In the machining experiments, at constant cutting speed, feed and depth of cut, 5 different chuck and tailstock pressures, were used. For the experimental design, Taguchi L25 (5^2) orthogonal array was chosen. According to the-smaller-thebetter approach, optimum chuck and tailstock pressures were determined for surface roughness and vibration values using S/N (signal/noise) ratio. According to S/N ratios, the optimum and lowest vibration values were determined as 18 bar and 5 bar, respectively, while the optimum surface roughness values were determined as 18 bar and 11 bar, respectively. However, the lowest surface roughness value was obtained when the chuck pressure was 18 bar and tailstock pressure was 5 bar. According to the results of the S/N ratio in Taguchi test design, it was revealed that the chuck pressure on surface roughness and vibration was more effective than the tailstock pressure. In conclusion, it was understood that factor design in Taguchi method is a simple, systematic and efficient method for optimization of chuck and tailstock pressure parameters.

The optimum cost of the structure design is one of the major goals of structural engineers. The availability of large datasets with preoptimized structural configurations can facilitate the process of optimum design significantly. The current study uses a dataset of 7744 optimum design configurations for a cylindrical water tank. Each of them was obtained by using the harmony search algorithm. The database used contains unique combinations of height, radius, total cost, material unit cost, and corresponding wall thickness that minimize the total cost. It was used to create ensemble learning models such as Random Forest, Extreme Gradient Boosting (XGBoost), Light Gradient Boosting Machine (LightGBM), and Categorical Gradient Boosting (CatBoost). Generated machine learning models were able to predict the optimum wall thickness corresponding to new data with high accuracy. Using SHapely Additive exPlanations (SHAP), the height of a cylindrical wall was found to have the greatest impact on the optimum wall thickness followed by radius and the ratio of concrete unit cost to steel unit cost.

Diğer betonarme yapılarda olduğu gibi istinat duvarlarının da geleneksel tasarım süreci deneme yanılma yöntemini temel almaktadır. Geleneksel tasarımda yönetmelik kriterleri sağlanmaya çalışılmakta, ancak yapının minimum ağırlıkta ya da minimum maliyetle tasarımı için mühendislik önsezisi dışında özel bir çaba gösterilememektedir. Bu çalışmada bir istinat duvarının optimum tasarımı minimum ağırlık veya minimum maliyet için tek amaç fonksiyonlu ve her ikisi birlikte dikkate alınarak çok amaç fonksiyonu olarak Jaya algoritmasıyla gerçekleştirilmiştir. Optimum tasarım sonucunda duvar boyutları ve kesitlerde kullanılacak asal donatılar detaylı olarak belirlenebilmektedir. Çalışmada ayrıca aşağıya algoritmasının Bu problem üzerindeki başarımı da incelenmiştir.

Havzalarda su kalitesi gözlem ağlarının işletilmesinde numune alma ve örnekleme çalışmaları büyük bir önem arz etmektedir. Örnekleme çalışmaları esnasında belirlenmiş su kalitesi istasyonlarından numunelerin elde edilmesi ve laboratuvar analizleri için merkeze götürülmesi belirli fiziksel ve ekonomik kısıtlar dahilinde gerçekleştirilmek zorundadır. Örnekleme işleminin aynı gün içinde bitirilmesi ve laboratuvara ulaştırılması diğer taraftan gözlem sıklığını da etkilemektedir. Yapılan çalışmada bu kısıtları gözeterek aylık örnekleme sıklığına sahip bir ağda örnekleme çalışması yapacak ekiplerin en az masraf ile hangi rotaları izlemeleri gerektiği sorusuna cevap aranmıştır. Problem, Gezgin Satıcı Problemine uyarlanarak En Yakın Komşu algoritması ile çözülmeye çalışılmıştır. Ortaya çıkan metodoloji Gediz Havzasında var olan su kalitesi gözlem ağına uygulanmış ve sonuçta örnekleme çalışmalarının yedi gün içinde tamamlanabileceği bir rota tavsiyesi elde edilmiştir. Sampling works in river basin water quality monitoring networks have a big importance in operation. Extraction of samples from assigned monitoring stations and transfer of samples to laboratories for further analysis should be realized regarding some certain physical and economic constraints. Extraction of samples and their transfers to laboratories are due to be accomplished within a day and this situation affects the sampling interval of monitoring stations. The presented study seeks an answer to the question “which travel routes are to be followed in a monthly observed network in order to maintain minimum costs?” with the consideration of physical and economic constraints. Traveling Salesman Problem with a Nearest Neighbour algorithm approach is utilized to find a solution to the problem. The adapted methodology is applied to Gediz River Basin’s current water quality monitoring network and a traveling route proposition, which carries out the sampling work in seven days, is obtained.

Kurutulmuş soğan, gıda sanayiindeözellikle yemekçilik sektörü ile hazır çorba, soslar, salata ve marine edilmişçeşitli gıdalarda kullanım potansiyeli olan bir gıda maddesidir. Bu nedenlekurutma koşullarını optimum hale getirmek (fiziksel ve kimyasal kayıpları enaza indirerek), ürün kalitesinin arttırılabilmesinde önem teşkil etmektedir. Buçalışmada, konveksiyonel, mikrodalga ve vakumlu fırında kurutulan soğandilimlerinin, tüketici açısından en önemli kalite kriterlerinden biri olan renküzerine, bazı bağımsız değişkenlerin etkisi incelenmiştir. Bu amaçla, her birkurutma yöntemi için, yanıt değer olarak kabul edilen toplam renk değişimi (ΔE) değeri üzerine, kurutma sıcaklığı/gücü(°C veya W), tuzluluk (%) ve dilim kalınlığının (mm) etkisi tarama veoptimizasyon basamakları ile araştırılmıştır. Konveksiyonel, mikrodalga vevakum altında kurutma için belirlenen optimum koşullarda soğan dilimlerinintoplam renk değişimi değerleri birbirine yakındır. Yapılan denemeler sonucundatüm kurutma teknikleri için, soğan dilimlerinin toplam renk değişimini (ΔE) ifade eden birer polinomiyelmodel önerilmiştir., Dried onion is a food materialwhich has potential for using in instant soup, sauce, salad formulations,marinated foods as well as catering sector. Hence, it is important to optimizedrying conditions (by reducing physical and chemical losses) for enhancing foodquality. In this study, some independent parameters which affect color - one ofthe significant quality criteria with respect to consumers - of onion slicesdried by conventional, microwave and vacuum techniques were investigated. Forthat purpose, the impacts of drying temperature/power (°C or W), saltness (%)and thickness (mm) on total color change levels (ΔE) of onions as the responsevalues were screened and optimized for each dehydration procedure. The totalcolor change values obtained under the optimum conditions of conventional, microwave and vacuum dryinghave approximated. As a result of experiments, polynomial equations thatdefined the ΔE of slices was suggested for each technique.

Geomatik mühendisliği dahil olmak üzere çok sayıda mühendislik disiplininde önemli rol oynayan matematiksel programlama veya optimizasyon bir uygulamalı matematik konusu olup bilgisayar bilimi ve yöneylem araştırması ile yakından ilişkilidir. En basit şekliyle reel değişkenlere sahip bir fonksiyonun, bu değerler için optimum değerlerin bulunması suretiyle minimum veya maksimum yapılması optimizasyon olarak adlandırılır. Parametre kestirimi, optimal jeodezik ağ tasarımı ve karayolu yatay ve düşey aliynman optimizasyonu geomatik mühendisliğindeki önemli optimizasyon uygulamalarıdır. Bu çalışmada optimizasyon ile ilgili temel kavramlar ve başlıca jeodezik optimizasyon problemleri ele alınmıştır. Son zamanlarda yaygın bir şekilde kullanılır hale gelen metasezgisel optimizasyon algoritmaları üzerinde durulmuştur. Metasezgisel bir optimizasyon algoritması olan Kurbağa Sıçrama Algoritması (KSA) incelenmiştir.

In this study, a cement plant location was determined by considering essential parameters such as the locations of resources and their importance in the manufacturing process. A crucial mathematical problem, named Weber problem, reinforced the decision of the method of allocating the factory. Additionally, not only the limitations of the cement production but also the importance weights of goods used in the manufacturing were taken into account in the iterative methodology in order to answer the engineering question via the mathematical problem. As a result, by optimizing the case through the iterations introduced in the paper, the location of the cement plant was set. Hence several losses such as extra travel distances and time wasting in transportation were minimized. No sponsor

In the thesis, Navier Stokes solvers have been developed for incompressible and compressible flows. Then the codes have been matched with the optimization algorithms and optimisation studies have been performed. For an incompressible 2d flow, only 3 equations (u, v, P) are required whereas for a compressible 2d flow 5 equations (u, v, P, T, ρ) are required. Compressible flow solution takes longer to complete in general. Normally available commercial flow solvers work either as incompressible or compressible flow solvers. Faster convergence is achieved by using a lower order algorithm, or using a coarse mesh or solving the problem as incompressible. Besides, in computational aerodynamics fast solutions for 3d geometries are achieved first for incompressible flow, then improvement in the solution is obtained with a compressible solver, so generally two solutions are performed. (two step approach) The main idea here is to solve the problem as if it was an incompressible problem first, then use the results obtained as initial conditions for the compressible solution to speed up the convergence. Benefits of the code: • The development of a code that has a structure capable of handling the two solutions together is preferable. • The development of an in-house Navier stokes solver code provides flexibility in the applications of different problems that makes it possible to utilise various physical models (such as, non-standart viscosity, turbulence, non-ideal gas equation representations) and different discretisation methods. • An in-house code (flow solver) is much easier to use along with optimization codes compared to commercial solvers. For commercial flow solvers matching the flow solver with the optimization code requires scripting, i.e., reading specific lines on the output files of the program which can cause problems and slow down the overall solution due to writing/deleting thousands of files, processing them, opening the external flow solver many times. The flow solver developed for the compressible flows has been preconditioned with incompressible flow solver. The coherence between compressible and incompressible flow solvers have been improved by using pseudo-transient under-relaxation. It has been observed that preconditioning increases the solution stability and it can also offer savings in solution time. The developed flow solvers have been applied to lid driven cavity and impinging jet flow problems. Results that have been obtained for incompressible and compressible flow regimes have been compared with the results in the literature, and a good coherence has been observed. Finally, optimisation studies have been performed. Within the context of the optimisation of solver parameters, reduction in computational time has been realised by varying under-relaxation parameters, iteration numbers for the momentum and pressure correction equations. Within the scope of the optimisation studies for impinging jet flow, stagnation point Nusselt number that is important for heat transfer has been studied to be maximised, and for this, boundary conditions as well as geometric parameters have been taken as variable. As an optimisation case study towards lid driven cavity flow problem, optimisation implementation for lid driven cavity flow has been developed and for a specific temperature target, location of the required heat sink and boundary conditions have been optimised. 1. INTRODUCTION 1 2. THEORY 4 2.1 EQUATIONS SOLVED 4 2.2 FINITE VOLUME METHOD WITH DIFFERENT FLUX CALCULATION SCHEMES 5 2.2.1 Diffusive Fluxes 5 2.2.2 Convective Fluxes 5 2.3 SOLUTION OF PRESSURE EQUATION 7 2.3.1 Definition of Under-relaxation Terms for Momentum and Pressure Terms 9 2.4 SELECTION OF ITERATIVE TECHNIQUE 11 2.5 STAGGERED GRID 11 2.6 COLLOCATED GRID 12 3. PROBLEM OF INTEREST 1- LID DRIVEN CAVITY PROBLEM 15 3.1 LITERATURE SURVEY FOR THE PROBLEM 15 3.2 RESULTS FOR LID DRIVEN CAVITY PROBLEM 22 3.2.1 INCOMPRESSIBLE FLOW, STAGGERRED GRID (Problem No: 1-3) 23 3.2.2 INCOMPRESSIBLE FLOW, COLLOCATED GRID (Problem No:4) 28 3.2.3 COMPRESSIBLE FLOW, STAGGERED GRID (Problem No: 6-9) 32 3.3 DISCUSSION OF THE RESULTS 46 3.4 COMBINED CODE 46 3.4.1 Fixed pseudo-temporal advancement for incompressible and compressible solutions 46 3.4.2 Fixed residual for incompressible and compressible solutions 47 4. PROBLEM OF INTEREST 2- IMPINGING JET FLOW 48 4.1 LITERATURE SURVEY FOR THE PROBLEM 48 4.2 DOUBLE SLOT IMPINGING JET FLOW 66 4.3 SINGLE SLOT IMPINGING JET FLOW 75 5. OPTIMISATION STUDIES 80 5.1 OPTIMISATION WITH GENETIC ALGORITHM 80 5.2 OPTIMISATION STUDIES WITH STAGGERED GRID 82 5.2.1 Optimisation With A Target Middle Temperature 83 5.2.2 Optimisation With Top Lid Velocity As An Optimisation Variable 85 5.2.3 Optimisation With Top Lid Velocity And Location of a Heat Sink As Optimisation Variables 86 5.3 OPTIMISATION STUDIES WITH COLLOCATED GRID 87 5.3.1 Solver Settings Used As Optimisation Variables(Number Of Iterations for Momentum and Pressure correction equation) 87 5.3.2 Solver Settings Used As Optimisation Variables (Number Of Iterations for Momentum and Pressure correction equations, Under-relaxation Terms for Pressure and Momentum) 89 5.3.3 First Impinging Jet Optimisation With Only Thermal Parameters 90 5.3.4 Second Impinging Jet Optimisation With Thermal, Fluid and Geometric Parameters 91 6. CONCLUSION 94 7. REFERENCES 96 APPENDICES 100 APPENDIX 1: DISCRETISATION OF FLUXES 100 Tezde, sıkıştırılamaz ve sıkıştırılabilir akışlar için Navier Stokes çözücüleri geliştirilmiştir. Kodlar, sonrasında optimizasyon algoritmalarıyla eşlenerek optimizasyon çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Sıkıştırılamaz 2 boyutlu akışta, sadece 3 denklem (u, v, P) gerekliyken sıkıştırılabilir 2 boyulu akışta 5 denklem (u, v, P, T, ρ) gereklidir. Sıkıştırılabilir akış çözücüleri genellikle çözüm için daha uzun süre gerektirir. Normalde mevcut olan ticari akış çözücüleri sıkıştırılabilir ya da sıkıştırılamaz akış çözücüsü olarak çalışırlar. Daha hızlı bir şekilde çözüme yakınsama daha düşük mertebeden bir algoritma, kaba bir ağ ya da problemi sıkıştırılamaz olarak çözmekle mümkün olur. Bunun yanında, hesaplamalı aerodinamikte, 3 boyutlu geometrilerde hızlı çözümler öncelikle sıkıştırılamaz akış çözümleriyle mümkün olur, daha sonra çözümde iyileştirme sıkıştırılabilir akış çözücüsüyle elde edilir, böylece iki çözüm gerçekleştirilir (iki adımlı yaklaşım). Buradaki temel düşünce, problemi önce bir sıkıştırılamaz akış problemi olarak çözüp, daha sonra elde edilen sonuçları sıkıştırılamaz akış çözümünde ilk şart olarak kullanarak yakınsamayı iyileştirmektir. Böyle bir kodun yararları: • İki çözümü birlikte ele alabilecek yapıya sahip bir kodun geliştirilmesi tercih sebebi olacaktır. • Kökten geliştirilmiş bir Navier Stokes çözücünün geliştirilmesi çeşitli fiziksel modelleri (viskozite, türbülans, ideal olmayan gaz denklemi modelleri) ve farklı ayrıklaştırma modellerini uygulamaya imkan vererek farklı problem uygulamalarında esneklik sağlayacaktır. • Kökten geliştirilen bir kodu (akış çözücüsü) optimizasyon kodlarıyla birlikte kullanmak, hazır ticari çözücülerle birlikte optimizasyon kodlarını kullanmaya kıyasla çok daha kolaydır. Ticari akış çözücülerinde, akış çözücüsünün kodun optimizasyon koduyla eşlenmesi scriptleme işlemini (programın çıktı dosyasında belirli satırları okuma) gerektirir, bu problemlere sebep olabilir ve binlerce dosyanın yazılması/silinmesi, işlenmesi ve akış çözücüsünün pek çok kez açılmasını gerektirdiği için genel çözümü yavaşlatabilir. Sıkıştırılabilir akışlar için geliştirilen akış çözücüsü, sıkıştırılabilir akış çözücüsüyle ön koşullandırmaya tabi tutulmuştur. Sahte geçici relaksasyon uygulanarak sıkıştırılabilir ve sıkıştırılamaz akış çözücüleri arasındaki uyum arttırılmıştır. Ön koşullandırmanın çözüm stabilitesini arttırdığı, çözüm süresinde tasarruf sağlayabildiği gözlemlenmiştir. Geliştirilen akış çözücüleri, kapak güdümlü kavite ve çarpan jet akış problemlerine uygulanmıştır. Sıkıştırılamaz ve sıkıştırılabilir akış rejimleri için elde edilen sonuçlar, var olduğu durumda literatürdeki sonuçlarla kıyaslanmış, iyi bir uyum gözlemlenmiştir. Son olarak, optimizasyon çalışmaları gerçekleştirilmiştir. Çözücü parametrelerinin optimizasyonu kapsamında, relaksasyon parametreleri, momentum ve basınç düzeltme denklemlerine uygulanan iterasyon sayısı değiştirilerek hesaplama zamanında azalma sağlanmıştır. Çarpan jet akışına yönelik optimizasyon çalışmaları kapsamında, ısı transferi açısından önem taşıyan durma noktası Nusselt sayısı maksimize edilmeye çalışılmış, bunun için sınır şartlarının yanı sıra, geometrik parametreler değişken olarak alınmıştır. Durma noktası Nusselt sayısını maksimize eden parametreler seti elde edilmiştir. Kapak güdümlü akış problemine yönelik örnek bir optimizasyon uygulaması olarak, kapak güdümlü akış için optimizasyon uygulaması geliştirilerek belirli bir hedef sıcaklık için gerekli ısı kuyusu yeri ve sınır şartları optimize edilmiştir.

Çalışmada; bir tedarikçi ve bir perakendeciden oluşan iki aşamalı bir tedarik zinciri yapısı talep değişkeninin bulanık parametre olması durumunda incelenmiştir. Tedarik zinciri üyelerinin her birinin farklı hedefleri bulunmakta ve kendi performanslarını optimum yapmayı istemektedirler. Bu sebeple tedarik zinciri üyeleri arasındaki koordinasyonun sağlanması gerekmektedir. Bu koordinasyona göre tedarik zincirleri; merkezi ve merkezkaç tedarik zincirleri olarak değerlendirilmektedir. Çalışmada merkezi ve merkezkaç tedarik zinciri modelleri için talep parametresinin bulanık değişken olması şartıyla optimum sipariş miktarı ve tedarik zinciri üyeleri kar fonksiyonlarının genelleştirilmiş kapalı formlu çözümleri beklenen değer fonksiyonu ve güvenilirlik teorisi (credibility theory) kullanılarak elde edilmiştir. Ardından talep bulanıklığına ek olarak toptan satış fiyatının da bulanık değişken olması halinde merkezkaç tedarik zinciri modeli için tedarik zinciri üyeleri ve tedarik zinciri toplam karları elde edilmiştir. Son aşamada geliştirilen modeller sayısal değerler verilerek analiz edilmiştir.

Bu çalışmada elma dilimlerinin mikrodalga ile kurutulması üzerine mikrodalga çıkış gücü ve dilim kalınlığının etkileri yanıt yüzey metodu (YYM) kullanılarak modifiye edilmiş ev tipi bir mikrodalga fırında incelendi. Deneysel tasarım için dönebilen merkezi kompozit deney tasarım (CCRD) yaklaşımı kullanıldı. Tasarım koşullarında gerçekleştirilen deneylerden etkin difüzyon katsayısı, kuruma hız sabiti, renk değişimi, Hue açısı, toplam kuruma süresi ve enerji tüketimi yanıt değişkenlerinin değerleri belirlendi. Elde edilen ikinci derece polinom denklemlerinin yanıt değişkenlerini temsil etmede başarılı oldukları görüldü. Varyans analizi (ANOVA) sonuçları ve yanıt yüzey eğrilerinden yanıt değişkenleri üzerinde mikrodalga çıkış gücü ve dilim kalınlığının önemli düzeyde etkili oldukları tespit edildi. Bağımsız değişkenlerin yanıtlar üzerindeki etkileri ve anlamlılık düzeyleri istatistiki olarak değerlendirildi ve en az renk değişimi, en kısa kuruma süresi, en az enerji tüketimi ve en yüksek Hue açısı için optimum çalışma şartları belirlendi. Optimum deney koşullarında en fazla % 9.54 hata ile doğrulama deneyleri gerçekleştirildi. Mikrodalga ile elma kurutmada yanıt yüzey metodunun başarılı bir şekilde uygulanabildiği görüldü.

Saf molibden, titanyum-zirkonyum-molibden (TZM) ve molibden-hafniyum-karbon (MHC) alasimlari endustride yogun olarak kullanilan baslica molibden alasimlaridir. Bu malzemeler savunma ve havacilik sanayileri basta olmak uzere pek cok farkli sektorde kullanilmaktadir. Talas miktari dusuk olan son isleme operasyonlari, nitelikli yuzey geometrisinin elde edilmesi gerekliliginden dolayi kritik imalat sureclerindendir. Yuksek yuzey kalitesi ve boyut tamligi gereksiniminden dolayi, son islemeyi etkileyen parametrelerin onceden belirlenmesi ve optimize edilmesi onemlidir. Bu nedenle kesme hizi, ilerleme miktari, talas derinligi ve kesici takim malzemesi ve geometrisi gibi isleme parametrelerinin tespit edilmesi gerekmektedir. Bu calismada, uc farkli molibden alasiminin frezelemesi isleminde olusan kesme kuvveti ve ortalama yuzey puruzlulugu icin uygun kesici takim ve kesme parametrelerinin belirlenmesi amaclanmistir. Deneyler, Taguchi L16 dikey dizini kullanilarak yapilmistir. Deneyler sonucunda elde edilen esas kesme kuvveti (F c ) ve ortalama yuzey puruzluluk (R a ) degerleri uzerinde kesme parametrelerinin onem seviyelerini belirlemek icin varyans analizi (ANOVA) uygulanmistir. Sinyal/Gurultu oranlari kullanilarak elde edilen degiskenlerin optimum degerleri esas kesme kuvveti ve ortalama yuzey puruzlulugu icin farkli seviyelerde bulunmustur. ANOVA analizine gore, kesme kuvvetleri icin en onemli degiskenin ilerleme miktari ve yuzey puruzlulugunu etkileyen en onemli degiskenin de kesme hizi oldugu belirlenmistir.

We propose a stochastic model and provide an easy-to-implement optimization tool for admission decisions to specialized training programmes designed for service industries. The model can be applied for staffing of trainees in medical residency programmes, vocational schools, management trainee programmes, and similar. Especially towards graduation, trainees in these programmes substantially contribute to workforce of their affiliated institutions, thus having a targeted number of advanced level students become a potential performance metric for administration. For uncertain attrition rates and study duration, we model and provide an iterative solution algorithm to find the optimal annual admission number for these programmes. Our numeric analysis results show that the solution is robust to changes in attrition and study duration probabilities; hence, our model is robust against specification errors for these parameters, which could be hard to estimate due to data unavailability and fluctuations in educational and economic conditions. No sponsor

Pleurotus ostreatus that known as poplar, beech and oyster mushrooms is second generation after Agaricus bisporus with the fungal species. Fresh and processed mushrooms products are in great demand worldwide in terms of taste and flavor. Edible mushrooms produced in the world is consumed fresh 40-50%. However, due to the high moisture content and enzyme, harvested mushrooms that can be stored for about one week and shows rapid loss of quality in the storage process. This situation limits the consumption of fresh edible fungus, so the marketing of canned mushrooms, drying and freezing and storage technology has come to the fore. In this study, besides the drying, unlike other studies it is intended to optimize the pulverization of the fungus accordingto the food processing operation. As a result of optimization, drying conditions of 50 °C and 269.02 minutes was concluded as the most suitable drying standard. EC50 value, Total Phenolic Content and desirability rate are determinated respectively; 275.464, 0.762 and 0.976 in this norm., Ülkemizde kavak, kayın ve istiridye mantarı olarak bilinen Pleurotus ostreatus, Agaricus bisporus’dan (şapkalı mantar) sonra üretimi yapılan ikinci mantar türüdür. Taze ve işlenmiş mantarlar ürünleri dünya çapında tat ve lezzetleri bakımından büyük ilgi görmektedir. Dünyada üretilen yemeklik mantarın %40-50’si taze olarak tüketilmektedir. Ancak hasat edilen mantar yüksek nem ve enzim içeriği nedeniyle ancak ortalama bir hafta depolanabilmekte ve depolama sürecinde hızla kalite kaybı görülmektedir. Yapılan bu çalışmada diğer çalışmalardan farklı olarak mantarın kurutulmasının yanında gıda işleme prosesine uygun olarak toz haline getirilmesinin optimize edilmesi amaçlanmıştır. Yapılan optimizasyon sonucunda 50 °C’de 269.02 dk. yapılan kurutma işleminin en uygun kurutma normu olduğu sonucuna varılmıştır. Bu sıcaklık ve süre normlarında bulunan EC50 değeri, Toplam Fenolik Madde Miktarı ve istenebilirlik oranı sırası ile; 275.464, 0.762 ve 0.976 olarak belirlenmiştir.

Gerek artan nüfus gerekse sanayileşmede meydana gelen gelişmelerle birlikte suya olan ihtiyaç hızla artmaktadır. Bu artış iseberaberinde yeni su kaynaklarının bulunması ve mevcutların optimum şekilde kullanılması problemini beraberinde getirmiştir.Akarsular, başlıca su kaynakları içerisinde yer almaktadır. Bu kaynaklar üzerine yapılacak sulama ve depolama sistemleri ile suve enerji ihtiyaçları karşılanabilmektedir. Ancak planlama aşamasının çok titiz bir çalışma ile yapılması hem ihtiyaçlarınkarşılanması hem de ekonomik açıdan oldukça önemlidir. Bu nedenle ölçüm istasyonlarından elde edilen verilerin mevcut veyageliştirilen yöntemler içerisinde çalışılan bölgeyi en iyi temsil eden metotla analiz edilmesi gerekmektedir. Bu çalışmadaKöprüçay nehri Beşkonak akım gözlem istasyonundan elde edilen 63 yıllık aylık ortalama veriler kullanılmıştır. Literatürdemevcut Rippl, Eklenik Farklar ve Minimum Akımlar yöntemlerine ek olarak Yapay Arı Kolonisi (YAK) optimizasyonu ilemodellenmiş ve %67, %75 ve %90 verimle çalışan hazne kapasiteleri belirlenmiştir. Bu depo kapasiteleri ile minimum %20kapasite baz alınarak işletme çalışması yapılmıştır. %20 kapasitenin altına düşme oranına göre modeller arasından en iyiyöntem belirlenmiştir. Ayrıca çalışmada YAK modelinin otomatik olarak kullanımını sağlayan bir yazılımda literatürekazandırılmıştır.

Bu çalışmada otomotiv sanayiinde taşıt ağırlığını azaltmak için giderek artan şekilde kullanılan alüminyum alaşımlarının şekillendirilmesinde kullanılan geleneksel yöntemlerin yerini almaya başlayan ılık hidromekanik derin çekme prosesinin kapsamlı bir sonlu elemanlar modeli oluşturulmuştur. Farklı eleman sayıları ve eleman formülasyonları, temasta bulunan bileşenler için farklı sürtünme katsayıları ve malzeme modelleri sistematik bir şekilde denenerek sonlu eleman modeli için en uygun tercihler ve değerler belirlenmeye çalışılmıştır. Çalışmanın ikinci kısmında ise, oluşturulan sonlu elemanlar modeli ile ılık hidromekanik derin çekme işlemindeki takım sıcaklıklarının ve yükleme profillerinin (hidrolik basıncı ve baskı plakası kuvveti) en iyi şekillendirilebilirliği veren değerleri belirlenmeye çalışılmıştır. Bu çalışmalar neticesinde, malzeme davranışını en iyi elastik-viskoplastik-termal malzeme modelinin yansıttığı belirlenmiştir. Coulomb sürtünme katsayıları sac-kalıp ara yüzeyi için 0.05, sac-baskı plakası için 0.05 ve sac-zımba sürtünme yüzeyleri arasında 0.25 olarak tespit edilmiştir. En iyi şekillendirmenin sağlanabilmesi için kalıp ve zımbaya ait sıcaklık değerleri sırasıyla 300 ve 25 °C olarak belirlenmiştir. Hidrolik basıncın baskı plakasının kuvvetine göre daha etkin bir parametre olduğu görülmüştür.

Uçak yapısal güvenilirliği tasarım esnasında ve tasarım sonrasında alınan tedbirlerin belirsizlikleri azaltılması sayesinde artırılabilir. Tasarım esnasında alınan tedbirler; emniyet faktörü (safety factor) ve müsaade edilebilir malzeme özellikleri kullanımı ile yapısal testleri içerir. Kalite kontrol, muayene, sağlık denetimi, durum takibi, bakım gibi tedbirler ise tasarım sonrası uygulanan belirsizlik azaltma tedbirlerine örnektir. Bu çalışmada uygulama problemi olarak tipik bir yolcu uçağı gövdesindeki takviyeli bir panelin kırılmaya karşı tasarımı ele alınmış; panelin ve belirsizlik azaltma tedbirlerinden olan yapısal test adetlerinin eşzamanlı güvenilirlik tabanlı optimizasyonu gerçekleştirilmiştir. Optimizasyonda tasarım değişkenleri olarak kupon ve eleman testi adetleri ile mukavemet indirgeme faktörü, amaç fonksiyonu olarak ömür devri maliyeti kullanılmış ve panelin sertifikasyon testini geçme olasılığı kısıt olarak kullanılmıştır. Sertifikasyon testinin modellenmesinde "iki bölmede çatlak" durumu ele alınmıştır ve panelin bu testi geçme olasılığı Monte Carlo simülasyonu yöntemiyle hesaplanmıştır. Sertifikasyon testini geçme olasılığının hesabında kırılma tokluğu tahminindeki belirsizlikler, sınırlı sayıda kupon ve eleman testleri yapılmasından kaynaklanan hatalar, yükleme ve geometrideki belirsizlikler modellenmiştir. Eleman testlerinin güvenilirlik üzerine etkisi Bayes güncellemesi ile hesaba katılmıştır. Optimizasyonda kullanılmak üzere yapısal ağırlık ve güvenilirlik indisi için yanıt yüzeyler oluşturulmuştur. Birim ağırlık maliyetinin optimizasyon sonuçlarına etkileri de incelenmiştir. Elde edilen sonuçlar doğrultusunda; eleman testlerinin kupon testlerinden daha etkin olduğu görülmüş, eleman testi adeti arttıkça belirsizliklerinin azaldığı böylece de güvenilirliğin arttığı gözlenmiştir. Optimum eleman testi adetinin birim ağırlık maliyetine karşı olan duyarlılığının optimum kupon testi adetine göre daha fazla olduğu görülmüştür. Birim ağırlık maliyeti arttıkça, tasarımcı daha yüksek mukavemet indirgeme faktörü kullanmak istemekte, dolayısıyla optimum eleman testi adeti de artmaktadır. Son olarak, birim ağırlık maliyet değeri arttıkça optimizasyon ile elde edilen maliyet kazancının da artmakta olduğu görülmüştür., Aircraft structural reliability can be improved by design and post-design safety measures that reduce uncertainty. The design uncertainty reduction measures include the use of safety factor, the allowable material properties and structural testing.Quality control, inspection, health inspection, condition monitoring, maintenance measures are the examples of uncertainty reduction measures implemented after the design process. In this study, design of a stiffened fuselage panel of a typical passenger aircraft against fracture is considered as an application problem, and simultaneous optimization of the panel and the number of structural tests, which is an example of uncertainty reduction measures, is performed. The number of coupon and element test along with company knockdown factors are used as design variables. The objective function is taken as the life cycle cost and probability of passing certification test is used as a constraint. Certification test evaluates the capability of the panel to sustain a two bay skin crack with broken central stiffener and the probability of passing this test is calculated by Monte Carlo Simulation. Uncertainty in the fracture toughness prediction, variability due to the finite number of coupon tests, and uncertainties in geometry, loading conditions and optimization for minimum cost are investigated. The effect of element test on the reliability is calculated with Bayesian updating. Response surfaces for the reliability index and structural weight are created to be used in optimization. The effect of weight penalty on the optimization results is investigated. It is found that the number of coupon tests is only marginally sensitive to the weight penalty parameter, while the number of the element test is strongly dependent on it. When the weight penalty parameter increases, each pound of structural weight becomes more valuable, the designer tend to increase the additional knockdown factors to save weight and the number of element tests increases to compensate for the increased knockdown factor. Lastly, the cost saving increases as weight penalty parameter increases, as expected.

When reducing the cost of residential buildings, decreasing operational costs along with the construction costs will prove beneficial not only for the owner and/or user of the residence but also for national economy. In the design phase, decisions regarding building shape have a considerable effect on both construction costs and building heating energy costs. Therefore, this study will analyse the extent to which changes in building shape affect construction costs and building heating energy costs, and thereby provide pre-design information for future reference for residential buildings with less energy consumption and less environmental pollution. To this end, residential buildings with the same characteristics have been used by differentiating only building shapes, orientations and envelope alternatives to assess the changes they cause in construction, energy and life cycle costs.

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2015, Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Instıtute of Science and Technology, 2015, Türkiye hidroelektrik enerji üretim potansiyeli yüksek olan ve birçok projenin gelişim sürecinde bulunduğu bir ülkedir. İrili ufaklı birçok önemli proje tamamlanıp faaliyete geçmiş olmasına rağmen halen planlama, tasarım ve inşaat halinde olan birçok proje bulunmaktadır. Projeler için yukarıda bahsedilen aşamaların kat edilmesinde ve yapıların nihai hallerini almalarında mühendislik jeolojisinin çok büyük önemi vardır. Proje tasarım ve inşaatı başlamadan önce gerekli olan bütün mühendislik jeolojisi çalışmaları (haritalamalar, sondajlar, arazi ve laboratuvar deneyleri, vb.) yapılmalı, proje tasarımı ve inşaatı buna göre hayata geçirilmelidir. Arazi koşulları doğru ve yeterli düzeyde belirlenmediği durumlarda proje alanında beklenmedik jeolojik problemlerle karşılaşılabilir. İnşaat aşamasında karşılaşılan bu problemler, bir yandan projeye beklenmedik riskler getirirken, diğer yandan projenin maliyetini ve tamamlanma süresini etkiler. Mühendislik jeolojisi çalışmaları yapılacak olan projelerin temelini oluşturmaktadır. Projelerin planlama aşamasında yapılan mühendislik jeolojisi çalışmaları proje alanı hakkında tasarım için gerekli olan bilgileri verir. Bu bilgiler ışığında yapılan tasarım ile proje inşaatları, bütçesi ve tamamlanma süresi şekil alır. Bu nedenle mühendislik jeoloji çalışmaları büyük bir titizlik ve detay içerisinde, projelerin planlama aşamasında yapılmalıdır. Bu çalışma, Yukarı Ceyhan havzasında projelendirilen bir barajın eksen yerinde meydana gelmiş olan heyelan probleminin çözümüne yönelik yapılan araştırma ve değerlendirmeleri içermektedir. Yukarıda önemi vurgulanan mühendislik jeoloji çalışmalarının eksikliği, baraj projesinin inşası aşamasında sıkıntılar yaşanmasına neden olmuştur. Projenin planlama aşamasında eksik yapılan saha araştırmaları projeye ek maliyet getirmekle beraber, projenin hayata geçirilme süresini de olumsuz yönde etkilemiştir. Baraj yapıları detaylı olarak projelendirilmeden önce sahada mühendislik jeolojisi araştırmaları yapılmıştır. Bu kapsamda gerek baraj aks yeri gerekse diğer yapıların bulunduğu alanlarda sondajlar açılmış, bu sondajlara ait karotlardan numuneler seçilerek laboratuvar deneyleri yapılmıştır. Bunlara ek olarak eksen yerindeki geçirgenlik durumunu belirlemek amacı ile basınçlı su deneyi yapılmıştır. Yapılan arazi deneylerini takiben proje kapsamında inşa edilecek olan yapıların detay tasarımları yapılmış ve inşaat aşamasına geçilmiştir. Baraj aks yerini inşaat koşullarına hazırlamak amacı ile sol sahilde yapılan yamaç kazısı sırasında heyelan meydana gelmiştir. Kazı çalışmaları başlamadan önce sahada şiddetli yağış olmuş ve zemin suya doygun hale gelmiştir. Buna ek olarak eksen yerinde yapılan kazı çalışmaları da sol yamaçta pasif durumda bulunan heyelanın, aktif hale gelmesine neden olmuştur. Bu olaydan sonra hem güvenlik hem de heyelan sınırlarının detaylı araştırılması için baraj yerindeki çalışmalar durdurulmuştur. Meydana gelen duraysızlık probleminin proje planlaması sırasında ortaya çıkarılamamasının iki önemli sebebi vardır: bunlardan ilki yapılmış olan sondajların iyi irdelenmemiş olması, bir diğer sebep ise labaratuvar deneyleri için seçilen numunelerin baraj eksen yerinde yapılan sondajlardan alınmamış olmasıdır. Durdurulan inşaat çalışmaları sonrasında, heyelanın meydana geldiği ve etkilediği saha sınırları içerisinde detaylı saha gözlemleri yapılmıştır. Arazi incelemeleri sonucunda sahada ilave sondaj ve laboratuvar deneyleri yapılmasına karar verilmiştir. Yapılan bütün deney sonuçları göstermektedir ki; eksen yerini oluşturan metafiliş biriminin dayanımı heyelan sahasında düşüktür (34 MPa). Ana kayanın daha sağlam olan kısımlarından numune alınarak Schmidt çekici deneyi yapılmıştır. Bu deney ile ana kayayı oluşturan en sağlam tabakaların alabileceği dayanım değeri belirlenmiştir. Sahadaki heyelanın hareket yönü ve hızını belirlemek amacı ile sekiz adet inklinometre kuyusu açılmıştır. Yaklaşık bir yıllık süre içerisinde inklinometre okumaları yapılarak heyelan sahasındaki hareket izlenmiştir. Okuma sonuçlarından hem hareketin miktarı ve yönü hem de yaklaşık kayma derinliği belirlenmiştir. İzlemelerden hareketin miktarının yaklaşık olarak 15-20 mm/yıl mertebesinde olduğu saptanmıştır. Kayma derinliği ise yaklaşık olarak 20-25 m derinliktedir. Ancak kurulmuş olan bütün inklinometre kuyularından istenen veriler elde edilememiştir. Bazılarında sağlıklı okuma yapılamamış, bazılarında ise hareketin fazla olması, kuyunun göçmesine neden olmuştur. Tez kapsamında projeci tarafından heyelanı destekleme amacıyla yapılan tasarım irdelenmiştir. Projecinin yaptığı tasarım üzerinde optimizasyon çalışması yapılarak farklı alternatif çözümler geliştirilmiştir. Gerek irdelenen tasarım, gerekse de alternatif çözümlerin geliştirilmesi sırasında SLOPE/W uygulaması kullanılmıştır. SLOPE/W, GEO-SLOPE International tarafından üretilmiş olan ve dağıtımı yapılan GeoStudio yazılım programının bir alt uygulaması olup iki boyutlu sonlu elemanlar metodunu kullanarak analizler gerçekleştirmektedir. Bu kapsamda öncelikle projecinin tasarım aşamasında yapmış olduğu kabuller değerlendirilmiştir. Projeci tarafından tasarımda kullanılan mühendislik jeolojisi sayısal modelinde ortam üç tabakalı olarak tanımlanmıştır. Bu birimler yukarıdan aşağı doğru yamaç molozu, geçiş zonu (ayrışma zonu, weathered zone), ve metafiliştir. SLOPE/W programı gereken dayanım parametreleri ve uygulama projesinde verilen ankraj özellikleri tanımlandıktan sonra çalıştırılmıştır. İlk aşamada çalıştırılan model için, projede belirlenen ankraj yükü projeci tarafından kabul edildiği şekilde 469 kN olarak alınmıştır. Bu analizden güvenlik katsayısının 4,27 olduğu belirlenmiştir. Ancak modelin verdiği diğer bir sonuç da modelde tanımlanmış olan boylardaki dört ankrajın, 6 m olan kök bölgesinin, 469 kN’luk ankraj yükünü taşımıyor olmasıdır. 469 kN’luk ankraj yükünü bu ankrajların taşıyabilmesi için kök bölgesi uzunluklarının, programın hesapladığı şekilde 14,9 m olması gerekmektedir. Bu noktada SLOPE/W programının “Variable Load” (Değişken Yük) özelliği kullanılmış ve 6 m’lik kök bölgesi uzunluğu için ankraj yükünün kaç olması gerektiği hesaplanmıştır. Yeni ankraj yükleri orijinal kabul edilen değerin yaklaşık üçte biri mertebelerinde bulunmuş, buna rağmen hesaplanan güvenlik katsayısının minimum değerlerin üzerinde olduğu anlaşılmıştır. Bu iki analizin sonuçlarından elde edilen bilgiler doğrultusunda yeni kabuller yapılmış ve optimizasyon çalışmasına başlanmıştır. Yeniden yapılan değerlendirmede projeci tarafından üç tabakalı alınan model, iki tabakalı kabul edilmiştir. Bu kapsamda yamaç molozu ilk tabaka olarak alınmış, projeci tarafından geçiş zonu olarak kabul edilen birim ise metafiliş birimine dâhil edilmiştir. Projeci tarafından dört ankraj için seçilmiş olan ankraj boyları kısaltılmış ve kök bölge uzunlukları ise kıyaslama yapabilmek amacıyla 6 m olarak korunmuştur. Bu değerlendirmeler sonucunda; • Projenin planlama aşamasında yapılan mühendislik jeolojisi çalışmaları yeterli yapılmadığından ve arazi koşulları detaylı olarak belirlenmediğinden sol sahilde yamaçta askıda bulunan heyelanın aktif hale getirildiği belirlenmiştir. İnşaat başlangıç aşamasında karşılaşılan bu problem, bir yandan projeye beklenmedik riskler getirmiş, diğer yandan da projenin maliyetini ve tamamlanma süresini etkilemiştir. • Heyelan sorununun meydana gelmesinden sonra sahada yapılan ilave sondaj ve deneyler sahadaki formasyonların jeomekanik özellikleri ile ilgili daha detaylı bilgi vermiştir. • Heyelanın yönü, hızı ve ortalama derinliği inklinometre okumaları yardımıyla belirlenmiştir. • Projeci tarafından tasarlanan destekleme sistemi için alınan kabullerde gereksiz bir şekilde güvenli tarafta kalındığı saptanmıştır. Yapılan kabuller sırasında bazı tutarsızlıklar söz konusudur. Bunlardan ilki mühendislik jeolojisi modelinin yanlış oluşturulmasıdır. Geçiş zonu için alınan dayanım parametreleri aslında zayıf durumda olan ana kayanın (metafiliş) özelliklerini yansıtmaktadır. Ankraj tasarımı yapılırken amaç, tasarlanan dört ankrajın kök bölgesinin geçiş zonu altında bulunan sağlam kayaya (metafiliş) saplanmasıdır. Bütün bu nedenlerden ötürü; tasarımı yapılan dört ankrajın boyu olması gerekenden daha uzun seçilmiştir. Ankraj boyları gereğinden fazla tutularak maliyet artmıştır. Projeci tarafından yapılan diğer bir yanılgı ise seçilen ankraj yüküdür. Çünkü seçilen ankraj yükü, 6 m’lik kök bölgesi tarafından taşımamaktadır. 6 m’lik kök bölgesi uzunluğu için daha düşük bir ankraj yükünün seçilebileceği anlaşılmıştır. • Yapılan değerlendirme sonucunda daha kısa ankraj boyu ve daha az ankraj yükü ile ortam minimum güvenlik katsayısını sağlayacak şekilde yeniden dizayn edilmiş ve toplam ankraj uzunluklarında (kök bölgesi aynı kalmak suretiyle) yüzde ellilere varan azalmanın olabileceği görülmüştür. • Projenin başlangıç aşamasında eksik yapılmış olan mühendislik jeolojisi çalışmaları nedeni ile kaybedilen zaman ve ilave maliyetler, projeciyi destekleme sistemi tasarımı sırasında gereksiz güvenli tarafta kalarak, risk koşullarını ortadan kaldırmaya itmiştir. Oysaki sahadan elde edilen ilave bilgiler ışığında hem maliyet hem de güvenlik açısından optimum sonuçlar elde edilebileceği görülmüştür. • Sonuç olarak; doğru ve yeterli mühendislik jeolojisi çalışmaları hem projenin planlama hem de uygulama aşamalarında çok önem taşımaktadır. Projenin planlama ya da uygulama aşamalarında eksik yapılan çalışmalar projeye ilave maliyet getirmektedir., In Turkey, a significant number of hydropower projects are under planning, design, or construction stages. The geological engineering investigations comprise one of the most important parts of the project planning. The necessary geological investigations should be performed before the construction stage of the projects. Based on the investigation results, the locations of the structures are finalized and the design stage of the project begins. The geological risks at project areas increase if there is not sufficient number of geological investigations that cover the entire project area. Accordingly, unexpected geological problems may occur at project areas that may cause project budget increases and/or delay of the completion of the project. Several geological investigations performed at the site before the design of the proposed structures. Test borings and laboratory and in-situ tests were conducted to define the geological conditions at the site. In addition, water pressure tests were performed in the test borings to determine the permeability values of the bedrock formation. Based upon the site investigations, proposed structures were designed and the construction began. The construction of the project started with the excavation of the slopes and access roads. The slope excavation works was ongoing at dam axis area to prepare the slopes for dam body filling works. A landslide occurred which took place at the left bank of the dam axis after heavy rainfalls at the beginning of 2010. The works at the left abutment were stopped due to security reasons. As pointed out above, geological investigations are crucial part of the project planning. The landslide area could not be figured out during the planning stage due to lack of site investigations and misinterpretation of the existing ones. Immediately after the landslide occurred, a site visit performed to the landslide area. The affected areas were observed to define the landslide borders. The situation at the left bank revealed a highly unstable sliding mass, which has considerable amount of deformations and cracks. The reactivation of similar landslides cannot be ignored especially after heavy rain events. Based upon site visit findings, additional investigations (new borings and laboratory tests) were recommended to get more information about the geological conditions. The results of laboratory tests showed that the strength parameter of bedrock (meta-flysch) was around 34 MPa at the landslide area, which is low-medium strength, based on uniaxial compressive strength (UCS) classification. In addition to the aboratory tests, Schmidt hammer tests were performed to define the maximum strength characteristic of the bedrock. The maximum UCS estimated by using the Schmidt rebound value was around 146 MPa, which falls into high-strength rock category. Eight inclinometers installed to observe the speed and direction of the landslide zone. One-year-long inclinometer readings provided detailed information about the landslide zone. The average movement was measured to be 15-20 mm. Based on the readings of all inclinometers, the depth of slip surface was estimated to be around 20 to 25 m. It was assumed that all site investigations have been taken into consideration by the designer during the design of left bank stabilization. Tieback anchor installation was considered for the stabilization of the failed slope. The application drawings and methodology were prepared by the designer. Site application of the improvement initiated with the excavation of the slopes to the limits defined in the design drawings. The slope supported with two stages of steel mesh and shot-crete in order to allow the installation of the tieback anchors. The applied solution for the stabilization of left bank was debated in this study. The current design that was prepared by the designer was run by using SLOPE/W software in order to mimic the existing conditions. The assumptions of the designer were taken into consideration for the first model. Three different layers designated to the model, which were slope wash, transition zone, and meta-flysch from ground to bottom. The strength parameters of the layers and the characteristics of the tieback anchors given in the detail design drawings were input into the model. “Constant load” option of SLOPE/W program used to apply the anchor load of 469 kN that was given by the designer. The factor of safety was estimated to be 4.27, which is significantly higher than the allowable limits. The other result that was observed was the lack of the bond length to carry the designated tieback load. A bond length of 14.9 m was required for that purpose, which was selected as only 6 m by the designer. Whenever “Variable Load” option of SLOPE/W program used to determine the load that can be carried by a 6-m-long bonded zone, it was realized that the design loads drop almost one-third of the design values. Based on these observations, optimization study was performed to find the proper anchor length and associated load. Two different layers designated to the model, which is different from the assumption of the designer. The thickness of the transition zone was selected quite high by the designer. This conclusion was not supported by any of the boring results. The strength parameters of the transition zone used for the entire meta-flysch zone in the optimization model. The length of the tieback anchors was shortened, but the bond length was kept as 6 m in order to have a meaningful comparison. Based on all these analysis and assessments; • Unexpected landslide problem was occurred at the left bank of dam axis due to the lack of site investigation and misinterpretation of the project data. Landslide problem, which occurred at the beginning of the construction period, adversely affected the project cost and completion time. • Additional borings and investigations that were performed after the landslide gave detailed information about the geological formations at the site. • The direction, speed, and slip surface of the landslide zone were defined based upon the inclinometer readings. • The assumptions that were used for the design were on the conservative side. Although the selected section includes two layers based on test borings, three-layer solution was assumed by the designer, which forced the designer to lengthen the tieback anchors up until the strongest formation. In addition, the thickness of the transition zone was very high without sufficient supporting data. Therefore, the total length of the tieback anchors were unnecessarily increased which affects the project cost directly. This was one of the considerations for the optimization study. The current model optimized by decreasing the total length and the load of anchors as well until the minimum allowable factor of safety is satisfied. Total length of the anchors was decreased around 50 percent. • Project budget increase and schedule delay due to the landslide problem at dam axis at the beginning of the project forced the designer to choose rather a conservative design for the stabilization of the left bank. However, optimum solution could be found based on the additional site investigations. This case study shows the importance of the geological investigations during the planning stage of the projects. If the proper investigations are conducted at the site on time and the results are evaluated with care, the geological risk that can affect the projects in terms of economy and schedule may be minimized., Yüksek Lisans, M.Sc.

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2015, Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Instıtute of Science and Technology, 2015, Son yıllarda tüketicilerin doğal ürünlere olan ilgisinin artması ve yapay antioksidanların sağlık üzerine olumsuz etkileri nedeniyle kullanımlarının sınırlandırılması ile oksidatif bozulmayı engellemek üzere bitkisel kaynaklardan elde edilen doğal antioksidanların gıdalarda koruyucu olarak kullanılmasına yönelik araştırmalar artmıştır. Serbest radikaller gıdalarda neden oldukları bozunma reaksiyonlarının dışında, canlı hücre ve organ sistemleri üzerinde kanserojen, erken yaşlanma, kalp damar hastalıkları gibi önemli sağlık etkilere neden olmaktadır. Bu doğrultuda serbest radikallerin neden oldukları olumsuz sağlık etkilerini yavaşlatmak ya da durdurmak için antioksidan içeriği yüksek olan gıdaların tüketilmesi gerektiğinden bu ürünlere ilgi ve talep artmıştır. Antioksidan özelliklerinin yüksek olması nedeniyle Lamiaceae familyasına ait biberiye, adaçayı, kekik, nane gibi aromatik bitkiler son yıllarda birçok araştırmaya konu olmuştur. Adaçayı (Salvia officinalis L.) çok eski çağlardan beri şifalı bir bitki olarak bilinmektedir. Adaçayının sağlık üzerine bilinen etkilerinden bazıları şu şekildedir; uyarıcı, iştah açıcı, antimutajen, ateş düşürücü, spazm çözücü, sindirimi kolaylaştırıcı, soğuk algınlığını iyileştirici, antimikrobiyal. Adaçayının temel antioksidan etkisi karsonik asit, karnosol, kafeik asit türleri ve rosmarinik asit bileşenlerinden gelmektedir. Bu çalışmada antioksidan özelliğinin yüksek olduğu bilinen adaçayından (Salvia officinalis L.) farklı ekstraksiyon metotları kullanılarak antioksidan ekstraksiyonu yapılmıştır. Kullanılan yöntemler; klasik çözücü, mikrodalga destekli, ultrason destekli ekstraksiyondur. Yanıt yüzey yöntemi kullanarak, her bir ekstraksiyon yöntemi için optimum ekstraksiyon koşulları belirlenmiştir. Bağımsız değişkenler; klasik çözücü ekstraksiyonunda; etanol konsantrasyonu (%60-80), sıcaklık (40-60 ˚C) ve ekstraksiyon süresi (60-120 dakika) olarak; ultrason destekli ekstraksiyonda; etanol konsantrasyonu (%60-80), sıcaklık (40-60 ˚C) ve ekstraksiyon süresi (15-45 dakika) olarak; mikrodalga destekli ekstraksiyonda; etanol konsantrasyonu (%60-80), mikrodalga gücü (300-600 Watt) ve ekstraksiyon süresi (30-90 dakika) olarak seçilmiştir. Yanıt olarak toplam fenolik miktarı, toplam flavonoid miktarı ve DPPH (1,1-difenil-2- pikrilhidrazil) radikali yakalama yöntemi ile antioksidan aktivitesi seçilmiştir. Sabit tartıma gelene kalar kurutulan adaçayı bitkisi, belirlenen her bir ekstraksiyon yöntemi için farklı ekstraksiyon koşulları altında Box-Behnken deney tasarımına göre merkez noktada 3 tekrarla toplamda 15 deney noktasında ekstrakte edilmiştir. Elde edilen ekstraktlar 2500 rpm de 20 dakika santrifüj edilmiş, üst faz alınarak gerçekleştirilecek analizlere kadar -20˚C'de muhafaza edilmiştir. Toplam fenolik madde analizi Folin-Ciocalteau yöntemine göre yapılmış, sonuçlar gallik asit cinsinden verilmiştir. Toplam flavonoid madde analizi alüminyum klorür kolorimetrik metoduna göre gerçekleştirilmiş ve antioksidan kapasite miktarı, DPPH radikali yakalama yöntemine göre yapılarak sonuçlar toplam flavonoid madde için kateşin cinsinden, antioksidan kapasite için trolox cinsinden hesaplanmıştır. Klasik ekstraksiyon yönteminde, belirlenen optimum koşullarda ekstrakte edilen toplam fenolik madde, toplam flavonoid miktarı ve antioksidan kapasitesi sırasıyla, 3847.10 mg GAE/100 g kuru madde, 3250.90 mg CE/100 g kuru madde, 506.28 mg TEAC/100 g kuru madde olarak tespit edilmiştir. Klasik ekstraksiyon yöntemi ile adaçayından antioksidan ekstraksiyonu için belirlenen optimum koşullar; %60 etanol konsantrasyonu, 53.93 ˚C ekstraksiyon sıcaklığı, 84.84 dakika ekstraksiyon süresidir. Ultrason destekli ekstraksiyon yönteminde belirlenen optimum koşullarda ekstrakte edilen toplam fenolik madde, toplam flavonoid miktarı ve antioksidan kapasitesi sırasıyla, 4196.00 mg GAE/100 g kuru madde, 3706.00 mg CE/100 g kuru madde, 496.88 mg TEAC/100 g kuru madde olarak tespit edilmiştir. Ultrason destekli ekstraksiyon yöntemi ile adaçayından antioksidan ekstraksiyonu için belirlenen optimum koşullar; %60 etanol konsantrasyonu, 60 ˚C ekstraksiyon sıcaklığı, 38.03 dakika ekstraksiyon süresidir. Mikrodalga destekli ekstraksiyon yönteminde, belirlenen optimum koşullarda alınan sonuçlar ise toplam fenolik madde, toplam flavonoid miktarı ve antioksidan kapasitesi sırasıyla, 6271.00 mg GAE/100 g kuru madde, 5033.00 mg CE/100 g kuru madde, 493.22 mg TEAC/100 g kuru maddedir. Mikrodalga destekli ekstraksiyon yöntemi ile adaçayından antioksidan ekstraksiyonu için belirlenen optimum koşullar; %60 etanol konsantrasyonu, 518.18 Watt mikrodalga gücü, 82.72 saniye ekstraksiyon süresidir. Uygulanan üç yöntem karşılaştırıldığında, mikrodalga destekli ekstraksiyon yönteminin en verimli yöntem olduğu görülmektedir. Bunu ultrason destekli ekstraksiyon ve klasik çözücü ekstraksiyonu takip etmektedir. Bu çalışmadan elde edilen sonuçlar neticesinde, kısa süreli ekstraksiyonla yüksek antioksidan elde edilen mikrodalga destekli ekstraksiyon yönteminin adaçayından antioksidan ekstrakte etmek için kullanılabileceği söylenebilir., Lipid oxidation is one of the major problem occurring in oils and foods rich in polyunsaturated fatty acids. In order to control lipid oxidation, synthetic compounds have been widely used in food industry. Nevertheless, toxicological effects together with consumer preference for natural products have resulted in increased interest in the use and research of natural antioxidants. Plant antioxidants protect human tissues against stress and diseases as well as they prevent the oxidation of foods. Presence of phenolics help protect against cardiovascular diseases, cancer and other degenerative diseases. The use and consumption of natural antioxidants from plant material has become an important to prevent from disease. Phenolics are complex molecules found in all plants as their secondary metabolites. These include simple phenols, hydroxybenzoic acid and cinnamic acid derivatives, flavonoids, coumarines and tannins, among others. Phenolics can complex with carbohydrates, proteins, and other compunds which can influence the extraction effeciency. Phenolics are also not uniformly distributed in plants at the tissue, cellular and subcellular levels. Insoluble phenolics are the components of cell walls, while soluble phenolics are compartmentalized within the plant cell vacuoles. This is why all phenolics or phenolic specific groups is not possible to extract completely from plant material. Extraction parameters such as solvent selection and concentration, particul size of sample, extraction temperature, extraction time, solid:solvent ratio are effect the extraction yield of phenolic compounds. Extraction method is also important for extraction phenolic compounds from plant materials. Because of some drawback of solvent extraction, new extraction processes have been developed with the aim of providing characteristics such as enhanced selectivity, automation, lower consumption of organic solvents, and higher extraction efficiency. Techniques such as supercritical fluid extraction, pressurized liquid extraction, subcritical water extraction, ultrasound-assisted extraction, microwave-assisted extraction, solid-phase extraction, solid-supported liquid–liquid extraction, high hydrostatic pressure extraction, matrix solid-phase dispersion, and countercurrent chromatography are some advanced extraction techniques that have been applied to phenolic compound extraction, isolation, and fractionation. Response surface method (RSM) is a mathematical and statistical tool, which has been widely used to optimise various parameters in industry processing. RSM can evaluate the impact of different multiple parameters, and simultaneously optimise experimental conditions. Box–Behnken design (BBD), a type of RSM, is a second-order multivariate technique based on three-level incomplete factorial design. BBD has been widely applied in the past decade to optimize the extraction procedure of bioactive compounds from natural sources, such as phenolic compounds. The interest has been increased to medicinal and aromatic plants due to high antioxidant activity. Sage (Salvia officinalis L.) is one of the most important medicinal and aromatic plant which belongs to Lamiacaea family. Recently, they have been extensively studied for their antioxidant activities as well. Sage is widely also used in traditional medicine since ancient times for their health beneficial effects such as stimulating, appetizing, antimutagenic, and fever reducer, anti-spasmodic, digestive, colds healing, antimicrobial. The main phenolic compounds identified in sage samples are rosmarinic acid, carnosic acid, carnosol, rosmanol. In this study, solvent extraction, ultrasound assisted extraction and microwave assisted extraction techniques were applied for the extraction of antioxidant compounds from sage (Salvia officinalis L.). Response surface methodology was employed to optimize the extraction conditions according to the total phenolic content, total flavonoid content and total antioxidant capacity (DPPH method). Ethanol concentration (60-80%), extraction temperature (40-60 °C), extraction time (60-120 min) for solvent extraction; ethanol concentration (70-90%), extraction temperature (40-60 °C), extraction time (15-45 min) for ultrasound assisted extraction; and ethanol concentration (70-90%), microwave power (300-600 Watt), extraction time (30-90 s) for microwave assisted extraction were selected as the independent variables. Total phenolic content, total flavonoid content and total antioxidant capacity were selected for response. Fresh sage was dried in an oven at 35 ˚C until it reached a constant weight. Dry samples were finely grounded with high speed coffee grinder to 1-2 mm pieces. The fine, dried samples (1 g) were extracted with 20 ml solvent for solvent and ultrasound assisted extraction, 2 g dried samples were extracted with 40 ml solvent for microwave assisted extraction. Extractions were performed using Box-Benken design at 15 different experiment condition. Extracts centrifuged 20 min at 2500 rpm than the upper layer was taken and stored at -20˚C until they were analysed. All samples were extracted in duplicate and average values were reported. Total phenolic content was determined with Folin-Ciocalteu method. The results were expressed as mg Gallic acid equivalent (GAE) per 100 g DW sample. Total flavonoid analysis was done according to aluminum chloride colorimetric method. The results were expressed as milligrams of (+)-catechin equivalent (CE) per 100 g of DW sample. Total antioxidant capacity was analyzed with 2,2 diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) analysis method. The results were expresed as mg of Trolox equivalent (TE) per 100 g of DW of sample. Samples of each extraction were analyzed in triplicate and average values were reported. The optimal extraction conditions for solvent extraction method were 60% ethanol concentration, 53.93 ˚C extraction temperature, 84.84 min extraction time, while maximal theoretical total phenolic content was 3847.1 mg GAE/100 g DW, total flavonoid content was 3250.9 mg CE/100 g DW, total antioxidant capacity was 506.28 mg TEAC/100 g DW. The optimal extraction conditions for ultrasound assisted extraction method were 60% ethanol concentration, 60 ˚C extraction temperature, 38.03 min extraction time. Under these optimum conditions, predicted total phenolic content, total flavonoid content and DPPH values were as follows 4196 mg GAE/100 g DW, 3706 mg CE/100 g DW, 496.88 mg TEAC/100 g DW. The optimal extraction conditions for microwave assisted extraction method were 60% ethanol concentration, 518.18 Watt microwave power, 82.72 s extraction time, while maximal theoretical total phenolic content was 6271 mg GAE/100 g DW, total flavonoid content was 5033 mg CE/100 g DW, total antioxidant capacity was 493.22 mg TEAC/100 g DW. Total phenolic content and total flavonoid content of sage obtained by microwave assisted extraction at the optimum conditions were higher than those obtained by solvent extraction and ultrasound assisted extraction. Total antioxidant capacity with DPPH method of sage obtained by solvent extraction was higher than the other extraction techniques., Yüksek Lisans, M.Sc.

Tez (Doktora) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2015, Thesis (PhD) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2015, Açık ocak işletmelerinde üretim planlaması; ocağın başlangıcından ömrünün sonuna kadar süren, bu süreç içerisinde optimize edilmesi ve karar verilmesi gereken birçok değişkeni olan bir planlama sürecidir. Üretim planlamasının ana amacı, fiziksel ve ekonomik koşullar altında ocaktan elde edilecek ekonomik değerin maksimize edilmesidir. Ekonomik değerin maksimizasyonunun belirlenmesinde ise açık ocağın nihai sınırları ve üretim sıralaması oldukça etkilidir. Açık ocak nihai sınırlarının belirlenmesi, kazancı maksimize etmek amacıyla yapılan önemli bir optimizasyon işlemidir. Bu adımın esas amacı, açık ocak nihai sınırlarının iskontosuz kazancın maksimize edildiği yere kadar getirilmesidir. Nihai sınırları belirleme konusunda en güvenilir yöntemler Lerchs-Grossmann algoritması ile Maksimum Akış algoritmasıdır. Hareketli Koni yöntemi ise hızlı olması, kolay anlaşılması ve kullanım kolaylığı nedeniyle tercih edilebilmektedir. Açık ocak işletmelerinde üretim sıralaması veya kazı sıralaması ise hangi malzemenin ne zaman kazılacağı ile ilgilidir. Üretim sıralaması optimize edilirken, ocaktan elde edilen net bugünkü değerin (NBD) diğer bir deyişle iskontolu kazancın maksimize edilmesi için uğraşılır. Üretim sıralamasında net bugünkü değerin maksimize edilmeye çalışılmasının nedeni, ekonomik değişkenlerin zamana göre değişiyor olması yani paranın zaman değeridir. Üretim sıralamasının optimize edilmesi amacıyla birçok yöntem geliştirilmiştir. Bu yöntemler arasında en çok kullanılan yöntem parametreleştirme tekniği ile elde edilen iç içe ocaklar serisinin oluşturulmasıdır. Açık ocak işletmelerinde üretim planlamasının optimizasyonu amacıyla birçok çalışma yapılmıştır. Bu çalışmalarda genellikle, açık ocak nihai sınırları öncelikli olarak tespit edilmekte ve daha sonra bu sınırlar içerisinde üretim sıralaması yapılmaktadır. Ancak, nihai sınırlar elde edilirken kullanılan blok ekonomik değerlerinin şimdiki zamana göre alınması ve bu blokların gerçekte çıkarılacağı zamandaki değerlerinin hesaba katılmaması nedeniyle bu sınırların gerçekten de optimum olduğu tartışma konusudur. Bu nedenle araştırmacılar, açık ocak nihai sınırları ve üretim sıralamasını eş zamanlı olarak optimize edebilen yöntemlerin geliştirilmesi için uğraşmaktadırlar. Bu yöntemlerde; hangi malzemenin hangi zamanda çıkarılacağı belli olduğundan dolayı, çıkarılış zamanına göre ekonomik değerler verilebilmektedir. Bu durumda paranın zaman değeri de hesaba katılmış olur. Bu doktora tezi kapsamında, açık ocak işletmelerinde uzun vadeli üretim planlaması üzerine yapılan çalışmalar incelenmiş ve bu çalışmalara alternatif olabilecek bir algoritma geliştirilmiştir. Tezin amacı, açık ocaklarda net bugünkü değerin maksimizasyonunu sağlayacak üretim sıralamasının elde edilmesi ve aynı zamanda açık ocak nihai sınırlarının bulunmasıdır. Bu amaçla geliştirilen algoritmada hedef; bloklara net bugünkü değerlerin girilmesinden ziyade bu değeri belirleyen değişkenlerden faydalanarak net bugünkü değeri maksimize edebilecek sıralamanın belirlenmesi yönündedir. Bunun için; blok ekonomik değerleri ve kazı miktarı değişkenleri göz önünde bulundurularak birim hacim kazısı başına elde edilen ekonomik kazancın maksimize edilmesi yoluna gidilmiştir. Kazı sıralamasında istenilen blok kümelerinin bulunabilmesi için de klasik hareketli koni yönteminden faydalanılmıştır. Yöntemin çalışma içerisinde belirtilebilmesi için “Gelişmiş Hareketli Koni Yöntemi” ismi verilmiştir. Geliştirilen algoritma, ekonomik değerleri girilmiş olan blok model üzerinde çalışmaktadır. Her iterasyonda, birim hacim başına düşen ekonomik değerin maksimum olduğu ve yıllık üretim kapasitesini geçmeyen blok kümeleri bulunup blok modelden çıkarılmaktadır. Bu blok kümeleri aranırken pozitif koni kullanılmaktadır. Pozitif koni ile elde edilen blok kümelerinin, negatif koni ile optimize edilmesinden sonra belirlenen blok kümesi blok modelden çıkarılır. Bu işlem alınabilecek pozitif değerli blok kalmayıncaya kadar devam etmektedir. Alınabilecek blok kümesi kalmadığında nihai sınırlara erişilmiş olur. Her iterasyonda bulunan blok kümeleri, yıllık üretim miktarına göre gruplandırılmakta ve net bugünkü değerleri hesaplanmaktadır. Açık ocak nihai sınırlarının ve üretim sıralamasının diğer yöntemlere göre uygulanabilirliğinin test edilmesi, karşılaştırılabilmesi ve sonuçların değerlendirilebilmesi için; geliştirilen algoritma öncelikle 2B bir örnekte uygulanmıştır. Elde edilen sonuçlar; Lerchs ve Grossmann (1965) algoritması ile Wang ve Sevim (1992) tarafından önerilen parametreleştirme yöntemi ile karşılaştırılmıştır. Sonuçların 2B örnek üzerinde olumlu sonuçlar vermesinden dolayı 3B bir uygulama yapılması uygun görülmüştür. Bu uygulama için MS Visual Basic programlama dili kullanılarak kodlanan yazılımdan faydalanılmıştır. 3B uygulama için gerçek bir sahadan elde edilen manyetit içerikli (Fe3O4) maden yatağının verileri kullanılmıştır. Bu maden sahasından elde edilen sondaj verileri ve topoğrafya üzerinde rastgele ve mantıksal değişiklikler yapılarak yeni bir saha düzenlenmiştir. Daha sonra cevher ve yan kayaç için blok model oluşturulmuştur. Oluşturulan blok modelde toplam 279.658 blok bulunmaktadır. Bu blok model üzerinde öncelikle; madencilikte tasarım ve planlama üzerine geliştirilmiş olan Micromine programı kullanılarak, Lerchs ve Grossmann algoritması kullanarak çalışan parametreleştirme yöntemi ile iç içe ocaklar serisi elde edilmiş daha sonra da bu çalışmanın konusu olan Gelişmiş Hareketli Koni yöntemi ile üretim planlaması yapılmıştır. Bu örnek saha üzerinde yapılan üretim planlaması sonuçlarına bakıldığında gelişmiş hareketli koni algoritması, açık ocak nihai sınırlarını bulma konusunda Lerchs ve Grossmann algoritması ile tamamen aynı optimum sonuçları vermektedir. Üretim sıralaması konusunda ise iç içe ocaklar serisi (parametreleştirme) yöntemiyle elde edilen ve ardından en iyi durum senaryosuyla hesaplanan net bugünkü değerin daha da üzerine çıkabileceği görülmüştür. Ayrıca yıllık üretim miktarı hedeflerinin daha başarılı bir şekilde gerçekleştirilmiş olduğu yapılan uygulamalarda görülmektedir. Sonuç olarak; geliştirilen yöntemin (Gelişmiş Hareketli Koni) açık ocaklarda uzun vadeli üretim planlaması amacıyla bulunan nihai sınırların ve üretim sıralamasının optimizasyonu için alternatif olarak kullanılabilecek bir yöntem olduğu düşünülmektedir. Diğer taraftan yöntemin işlem zamanı açısından geliştirilmesi gerekmektedir., Open pit mine production planning is an optimization process involving many parameters from the beginning of mine life to end of mine life. Main idea behind the open pit production planning is the maximization of net present value or maximization of the total profit considering physical and economical constraints. When maximizing the net present value, determining ultimate open pit limit and production scheduling are decisive parameters. Finding ultimate pit limit is finding optimum boundaries of an open pit that maximizes the total profit. However, this procedure maximizes the undiscounted profit. The time value of the money is not considered. The best and the most reliable methods to find the ultimate pit limit is Lerchs and Grossmann algorithm and maximum flow algorithm as everyone agrees. On the other hand, Moving Cone or Floating Cone algorithm is fast, simple, easy to understand and program therefore is used in many integrated mine design and planning software because of these reasons. Open pit production scheduling or block scheduling are the problem of when to excavate which ore or waste block. When optimizing production scheduling net present value (NPV) from the pit should be maximized by considering the time value of money (discount rate). This means that profit obtained from pit at any time should be discounted. One reason this should be done, because the economical parameters such as mineral prices and costs can change in time. Another reason mine operator wants to recover capital cost invested at the beginning of the mine as early as possible. Many methods are developed in order to find the optimum open pit production schedule from 1960s to the present year like Linear Programming (LP), Integer Programming (IP), Mixed Integer Programming (MILP), Dynamic Programming (DP), Genetic Algorithms, Artificial Intelligence and Heuristic methods. The most commonly used method among these is to find nested pits by using parameterization technique. This technique is used by many mining software and can be applied changing input parameters like Revenue Adjustment Factor (RAF) and find a series of nested pits in every change. There are many researchers and researches on open pit mine production planning optimization. Many of these researches first find ultimate open pit limit then tries to schedule production considering pit limits. However, when finding ultimate pit limit, time value of blocks are not considered and assumed they all have present values it remains the question of the ultimate pit limit is optimum or not. Because of this reason many researchers tried to develop methods that optimize the production planning and the ultimate pit limit simultaneously. In these methods, it is known which block is excavated when therefore it is possible to assign economical values to the blocks considering time factor. In this doctoral research, previous researches tries to optimize long term production planning in open pit mines are examined and an alternative algorithm for open pit mine planning is developed. It is claimed that new algorithm developed works better than previous algorithms. The new algorithm optimizes open pit scheduling problem and finds the ultimate pit limit simultaneously by considering the time value of money. The algorithm gives higher total profit or net present value (NPV) than any other methods. In the algorithm developed, the net present value (NPV) is maximized by using the variables determine the net present value (NPV) of the blocks instead of using a constant net present value (NPV) of the blocks. In order to that, unit profit is maximized by considering the variables such as block economical values and production rate. The aim is to maximize block economic value per extracted unit volume. In other words, the best sequence to maximize net present value (NPV) is to maximize block economic value per block (BEVPB). To find these BEVPBs the moving cone algorithm is utilized. The algorithm developed is called “Improved Moving Cone” algorithm. Improved moving cone algorithm works on block with economical values. In every iteration, block clusters not exceeding yearly production rate and with maximum economical value per cubic meter are found and deleted from the block model. When searching for the block clusters positive cone is used. When a positive block cluster is found these blocks are deleted from the model after they are optimized with negative cone (Reverse Cone). This step is repeated until no block with positive or zero value is remained. When there is no block cluster remains it means that ultimate pit limit is reached. After every iteration, block clusters are grouped according to yearly production amount and then net present value is calculated for every production rate in the block model. In order to test and compare developed improved moving cone algorithm with other previously developed ultimate pit limit and production planning algorithms, a 2D example problem is developed. The results obtained are compared with Lerchs and Grossmann (1965) algorithm and parameterization method developed by Wang and Sevim (1992). When the results are compared, it has been seen that the results were promising. The algorithm gives the same results with Lerchs and Grossmann algorithm for determining ultimate open pit limit and better results than Wang and Sevim’s suggestion for maximizing net present value (NPV). Because of the promising results, a program is developed for 3D problems by using MS Visual Basic programming language. For 3D problem, a magnetite ore deposit is chosen as sample study area. The drillhole logs and topographic map is reorganized and used for example study. After that block model for ore and waste is developed in Micromine software. Block model has 279.658 blocks. On this block model, first ultimate pit is found by using Lerchs and Grossman algorithm, and then nested pits are obtained by parameterization method. Production planning is achieved by using Improved Moving Cone Algorithm. After examining the results, it is concluded that Improved Moving Cone Algorithm gives the same optimum results with Lerchs and Grossman algorithm. There are 104.166.000 tons of ore and 144.504.000 tons of waste in the optimum pit limits. Stripping ratio was found 1,39 ton/ton. Revenue was 1.380.800.860TL as undiscounted cash. When it comes to production scheduling, Improved Moving Cone Algorithm gives higher net present value (934.557.426TL) than The Best Case Scenario (928.238.520TL) in nested pit parameterization method if the discount rate is %10. In addition, annual production targets are better achieved than nested pits. The algorithm does not gives gap problem. As a results, developed Improved Moving Cone Algorithm, optimizes ultimate open pit limit and production scheduling problems simultaneously and results in higher net present value. Therefore, it is a better alternative to previously developed algorithms. In the future, it can be possible to apply easily different slope angles or some important constraints like annual production rate to the algorithm., Doktora, PhD

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2015, Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2015, Bir turbofan motor fanının yapısal davranışının incelenmesi ve optimizasyonu isimli tezde turbofan motor fanı yapısal optimizasyonu yapılmıştır. Optimizasyon en iyi çözümü veya en iyi tasarımı bulmak anlamına gelmektedir. Turbofan motor fanının optimizasyonunda CFM 56-7motoru örnek alınmıştır. CFM 56 serisi motorları sivil havacılıkta birçok uçak modelinde kullanılmıştır ve günümüzde en yaygın kullanılan motorlardandır. Havacılık sektöründe uçan aracın ağırlığı sistem performansı açısından çok önemlidir. Bu nedenle uçak motorlarının performansını arttırmaya yönelik çalışmalar yapılmıştır ve hala yapılmaktadır. Optimizasyon için en az bir hedef gerekmektedir. Bir sistemin ağırlığı, maliyeti, süresi veya performansı gibi etkenler hedef olarak seçilebilmektedir. Bu çalışmada kütlenin azaltılması amaçlandığından hedef fonksiyonu olarak kütle seçilmiştir. Fan çalışma şartı olarak 4200 rpm seçilmiştir ve bu çalışma şartı için fanın yapısal olarak uygun olması gerekmektedir. Fan üzerinde oluşacak gerilmelerin 1.1 emniyet katsayısı ile sınırlı olması şartı istenmiştir. Bunun yanı sıra fan kanat ucu uzamalarının 30 mm’den daha fazla olmaması istenmiştir. Bu nedenle optimizasyonda kütle hedef fonksiyonu ile birlikte gerilme ve kanat ucu uzaması kısıt fonksiyonları oluşturulmuştur. Optimizasyon sırasında fan malzemesi olarak Al 7050-T7651 veya Ti-6Al-4V malzemeleri kullanılmıştır. Al 7050-T7651 malzemesi alüminyum alaşımlı bir malzemedir. Ti-6Al-4V malzemesi ise titanyum alaşımlı bir malzemedir. Her iki malzeme türü de uçak motorlarında yaygın kullanılmaktadır. Al 7050-T7651 ve Ti-6Al-4V malzemeleri yoğunlukları düşük olmasının yanında dayanımları yüksek olan bir malzemelerdir. Optimizasyon sonunda bu malzemelerden Al 7050-T7651 malzemesinin en iyi sonucu verdiği görülmüştür ve optimum model uygunluk analizlerinde Al 7050-T7651 malzemesi seçilmiştir. Fan 22 kanatçıktan oluşmaktadır ve 1.55 m çapa sahiptir. Optimizasyon çalışması için fan parametrik tasarlanmış olup fan kanatçık profilleri ve fan gövdesi boyutları değiştirilmiştir. Optimizasyon çalışması sırasında fan statik yapısal analizleri yapılmıştır ve bu analizlerde ANSYS programı kullanılmıştır. Analiz sınır şartı olarak fan, gövde mil deliğinden dönme hareketine izin verilecek şekilde tutulmuştur. Yükleme şartları için 4200 rpm dönüş hızı verilmiş ve fan kanatçıklarının basma yüzeylerine basınç etki ettirilmiştir. Basınç değerleri turbo makine formülleri ile hesaplanmıştır. Fanın sonlu elemanlar ağ yapısında tetrahedral elemanlar kullanılmıştır. 230520 eleman kullanılan sistemde eleman kalitesi 0.82 olup ANSYS çözümlerinde iyi seviye kabul edilen bir kalitedir. Başlangıç tasarımının optimizasyon kısıtlarını sağlayıp sağlamadığı kontrol edilmiştir. Başlangıç tasarımı Al 7050-T7651 malzemesi için gerilme ve kanat ucu uzaması kısıtlarını sağlamaktadır. Ancak fan malzemesinin Ti-6Al-4V olarak seçildiği durumda kanat ucu uzaması 30 mm üzerinde çıkmıştır. Ti-6Al-4V malzeme fanın kanat ucu uzama kısıdını sağlaması gerekmektedir ve bu nedenle fan gövde boyutlarının ve kanatçık profillerinin değiştirilmiştir. Tüm bu değişiklikler modeFRONTIER optimizasyon programı ile otomatik olarak yapılmıştır. Fan kanatçık profilleri ve fan gövdesi boyutları için 13 parametre belirlenmiştir. Bu parametrelerin 5 tanesi fan kanatçıkları içindir. Diğer 8 parametre ise fan gövdesi üzerinde belirlenmiştir. Belirlenen parametreler için modeFRONTIER içerisinde boyut kısıtları ve değişim adımları tanımlanmıştır. Bu program ANSYS programı içerisinde fan geometrisini otomatik olarak değiştirmektedir. Boyut değişimlerini optimizasyon algoritmaları ile daha uygun tasarımlar oluşturacak şekilde yapmıştır. Optimizasyon için kullanılan algoritmalar Simplex ve MOGA II algoritmalarıdır. Simplex tek hedef fonksiyonu olan problemlerde kullanılmaktadır. MOGA algoritması ise optimizasyon yaparken Simplex metodu ve Pareto fonksiyonunu kullanan bir algoritmadır. Fan optimizasyonu sırasında hangi algoritmanın daha iyi sonuç verdiği araştırılmıştır. Optimizasyon için DOE (Desing of Experiments) sayısı 32 olarak seçilmiştir. 150 tasarım iterasyonu yapılmıştır. Başlangıç fan tasarımı kütlesi Al 7050-T7651 malzemesi için 165.5 kg, Ti-4Al-4V malzemesi için ise 276.0 kg çıkmıştır. Simplex optimizasyonu ile Al 7050-T7651 malzeme fan kütlesi 135.5 kg olmuştur. Ti-4Al-4V malzeme fan kütlesi 235.1 kg’a düşürülmüştür. Al 7050-T7651 malzemesinin daha düşük bir kütleye sahip olduğu görülmüştür. Al 7050-T7651 malzeme fan için MOGA II optimizasyonu ile belirlenen tasarım kütlesi 145.7 kg’dır. Sonuç olarak Simplex yöntemi daha iyi sonuç vermiştir. Bu çalışma ile fan malzemesi olarak Al 7050-T7651 belirlenmiştir. Başlangıç tasarımı kütlesi 165.5 kg fan tasarımı değiştirilmiş ve 135.5 kg kütleye sahip yeni bir tasarım belirlenmiştir. Çalışma ile kütle %18.1 azaltılmıştır. Oluşturulan optimum tasarımın titreşim ve ömür şartlarını sağlayıp sağlamadığı kontrol edilmiştir. Titreşim kontrolü için titreşim modlarının çalışma frekansı olan 70 Hz için sorun oluşturmaması şartı göz önünde bulundurulmuştur. Sonuç olarak bu optimizasyon çalışmasında fan kütlesini %18.1 azaltacak bir tasarım bulunmuştur. Bu sayede uçuş sırasında yakıt sarfiyatı düşürülmüş olacaktır. Yakıt sarfiyatının düşürülmesi çevreye salınan zararlı gazların miktarını düşüreceğinden dolayı bu çalışmanın doğal yaşamı korumak üzerinde yararlı etkileri olacaktır., Structural behavior investigation of a turbofan engine fan and its optimization named thesis is based on optimization of a turbofan engine fan. Optimization is used for finding the best design of a system or design. The best design is named optimum design and it is founded or calculated by optimization methods. CFM 56-7 engine fan was been taken as an example for this optimization study. This engine is commonly used for civil aviation industry. Reducing the weight of an aircraft is so important for aviation industry because weight effect on stability, fuel consumption and structure. For this reason, it has been worked to increase the performance of an aircraft for decades and also will be done for decades. Thus, optimization has a big affect in engineering. It is needed to have an objective for optimization at least. Weight of a system, cost, time and performance can be chosen as an objective for optimization. In this study, mass was been chosen as objective function and it was been minimized. Fan rotates with 4200 rpm and it must be suitable for working condition. Thus, structural behavior of fan investigated for suitability. Fan was designed to have a safety factor of 1.1 and because of this reason stresses were taken as lower than yield stress by 1.1 safety factor. This stress criteria was been chosen as an constrain function for optimization. Another constrain function is blade tip elongation on radial direction and it is limited by a value of 30 mm. Blade tip elongations must be smaller than 30 mm. As a result of this, mass was been identified as objective function. And also stresses and blade tip elongations was been identified as constrain functions. The fan material was been selected as one of the Al 7050-T7651 and Ti-6Al-4V. Al 7050-T7651 is an aluminum based material. And Ti-6Al-4V is an titanium based material. Both these materials are commonly used in aviation industry. These materials density is low and also their strength is high contrast with their density. It was seen that Al 7050-T7651 material is more suitable than Ti-6Al-4V because it gave the best optimization results. All the structural convenience analysis done for Al 7050-T7651 material fan. Fan has 22 blades and its diameter is 1.55 m. Fan designed parametrically for optimization. This made because of finding new designs. Blade profiles and fan disk dimensions changed to get new design iterations of optimization. Static structural analysis of fan was done during optimization and ANSYS was used for this analysis. For the boundary conditions, fan disk hole was fitted by let the rotating motion on mil axis. Fan has a rotating speed of 4200 rpm for loading condition. Also a pressure was given on blades impression surfaces for loading. Pressure calculation was done by turbo machine formulas. Tetrahedral elements were used for fan mesh. Fan consists of 230520 elements and these elements quality is about 0.82. This is accepted as a good quality for ANSYS static structural analysis. Before optimization, beginning design was controlled if it ensures the constraints of the optimization. The beginning design ensures the stress and blade tip elongations constraints for Al 7050-T7651 material. However, blade tip elongations were bigger then 30 mm for Ti-6Al-4V material fan. Dimensions of fan disk and fan blade profiles were changed because Ti-6Al-4V material fan must be ensured the blade tip elongation constrain. All these changes were done by modeFRONTIER optimization program automatically. There are 13 parameters for fans disk and fan blades. 5 parameter for blade profiles and 8 for fans disk dimensions. Blade profiles have 4 section planes that were positioned in radial direction. Top and bottom plane profiles didn’t change. Other profiles positions were changed in x and z directions. All parameters were identified by dimension limits and changing step in modeFRONTIER. This program changes the parameters in ANSYS automatically by using step and parameters limits. For the optimization, Simplex and MOGA II algorithms were used. Simplex algorithm is used for optimizations that have one objective. MOGA II is used for more objective optimization problems. MOGA II consists of Simplex algorithm and Pareto elitism theory. In fan optimization study, it was investigated which algorithm gives better results for optimization. In this study, 32 DOE (Design of Experiments) are identified and 150 iterations were done for optimization. Behavior of Simplex and MOGA II algorithms were also investigated in this study. Beginning design mass was obtained as 165.5 kg for Al 7050-T7651 material fan and 276.0 kg for Ti-6Al-4V material fan. Al 7050-T7651 material fan mass was reduced to 135.5 with Simplex algorithm optimization. Also with Simplex algorithm, the mass of fan made from Ti-6Al-4V was reduced to 235.1 kg. It was seen that the mass of aluminum fan was lower than the mass of titanium fan. Thus, MOGA II optimization was done for the fan of Al 7050-T7651 material and at the result, the mass of fan was obtained as 145.7 kg. The Simplex algorithm optimization gave better results than MOGA II algorithm optimization. Finally, the mass was obtained as 135.5 kg. The material of fan was selected as Al 7050-T7651. The mass of preliminary design was 165.5 kg and it was reduced to 135.5 kg by changing the blade profiles and disk dimensions. The mass was reduced %18.1 with this optimization study. After obtaining the optimum design by the Simplex optimization algorithm, the vibration fatigue analyses of the fan were done by using ANSYS software. The optimum design was controlled for the fatigue life, and vibration characteristics and resonance. The fan rotates with 4200 rpm that has a frequency of nearly 70 Hz. The optimum design is suitable for vibration conditions in the service. The life curves of Al 7050-T7651 were used for confirming the life analyses results. The optimum fan is also suitable for life constraints. As a result, an optimum design that was %18.14 lighter than preliminary design was obtained by this optimization study. Fuel consumption of aircraft will been reduced in this way. Reducing the fuel consumption will reduce the unhealthy gases from the environment. For this reason, this study will be helpful for protecting the nature of earth., Yüksek Lisans, M.Sc.

Tez (Doktora) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2015, Thesis (PhD) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2015, HEA’ların verimlilik artışını sağlayacak ve komponentlerin optimal şartlarda bir arada çalışmasını sağlayacak HEA Enerji Yönetim Sistemleri’nin geliştirilmesi araç tasarımının önemli bir parçasıdır. Öte yandan, HEA Enerji Yönetim Sistemleri birçok komponentin, zaman zaman birbirlerine ters düşen verim özelliklerini bir arada iyileştirmeyi amaçlaması açısından bu tez kapsamında da görüleceği üzere bir optimizasyon probleminin bir parçasıdır. Bu tez öncelikle HEA ve ŞE-HEA Enerji Yönetim Sistem’lerinin bir optimizasyon problemi olarak tanımlamakta ve bu problemin çözümü için teorik ve pratik temelde farklı yöntemler uygulamaktadır. HEA için kat edilen sürüş manevrasında (Ör: Sürüş Çevrimi), sürüş başlangıç ve sonundaki şarj dengesi optimizasyon problemi için kullanılan kısıtlardan bir tanesidir. ŞE-HEA için problem daha farklı olup, yüksek batarya kapasitesi nedeni ile batarya şarj dengesi aranmaz. Dolayısı ile HEA ve ŞE- HEA arasında problem tanımı olarak bazı farklar yer almaktadır. Enerji Yönetim Sistem’inin amacı, bu tez kapsamında yakıt tüketiminin minimizasyonu olarak ele alınmıştır. Bu iki farklı problem tanımının çözümüne yönelik farklı tipte yöntemler uygulanmıştır. Problemin teorik olarak optimum davranışını biliyor olmak, geliştirilecek diğer yöntemler için bir “Benchmark Çözüm” oluşturması açısından önemlidir. Öte yandan global optimum davranışı veren bu çözümün pratikte uygulanabilirliği mümkün değildir. Bu tez kapsamında, Dinamik Programlama (DP) metodu ile HEA ve ŞE-HEA için global optimum davranış elde edilmiştir. DP çözümü problemi zaman ve durum değişkenleri açısından ayrık bir yapıya dönüştürmekle beraber, yukarıda bahsedilen sistem kısıt ve davranışlarını göz önüne alarak, problemi sondan başa doğru çözen iteratif bir algoritmadır. Öte yandan bu tezde irdelenen paralel hibrid topolojisinde yer alan vites geçiş davranışlarının yakıt tüketimine bir etkisi vardır. Bu etkiyi irdelemek adına DP çözüm kontrol girişi olarak vites seçiminin de serbestçe yapıldığı bir versiyon için de tekrarlanmıştır. Gerek DP çözümün işlem ve hafıza yükünün çok yüksek olması gerekse de çözüm için tüm sürüş özelliklerinin önceden bilinmesi gerektiği gerçeği, DP çözümü teorik bir yapıdan öteye geçiremez. Dolayısıyla alternatif bir optimizasyon çözümü için Eşdeğer Yakıt Tüketimi Minimizasyonu (EYTM) aynı hibrid araç tiplerine uygulanmıştır. EYTM metodu, fiziksel ve optimal kontrol teorisi ile açıklanabilmekte olup, anlık optimizasyon yapıldığından işlem yükü DP’ye göre çok daha hafiftir. EYTM temel olarak, bataryaya giren ve çıkan elektrik enerjisinin eşdeğer yakıt tüketimi eşleniğini göz önüne alarak gerçek yakıt tüketimi ile beraber değerlendirildiği eşdeğer yakıt tüketimi değerine dayanmaktadır. Bu eşdeğer yakıt tüketimi değeri, aslında anlık olarak minimize edilecek bir bedel fonksiyonudur. EYTM metoduna optimal kontrol yöntemi aracılığı ile de ulaşılabilir. Problem klasik optimizasyon yöntemleri aracılığı ile ifade edildiğinde oluşturulacak Hamilton fonksiyonun çözümü için, eşdeğer durum değişkeni ile ilgili diferansiyel denklemin analitik olarak çözülmesi gerekmektedir. Gerçek uygulamada karşılaşılan bir problem özellikle HEA için yol topoğrafyasının şarj kontrolü üzerinde yarattığı bozucu etkidir. Özellikle, negatif eğimli yollardaki reküperatif şarj imkânından, bataryanın erken dolmasından dolayı kısıtlı olarak faydalanılabilir. Benzer bir durumda ise, pozitif eğimli bir yolda, bataryanın erken boşalmış olması, yol yükünün fazla olacağı kısımlarda İYM yükünün daha da artacağı, dolayısı ile tüketimin yüksek olacağı anlamına gelir. Bu problem, yol topoğrafyasının önceden bilinmesi sayesinde, öngörülü şarj ve deşarj stratejileri ile giderilebilir. Bu çerçevede, bu tez kapsamında HEA için iki farklı tipte şarj dengeleme kontrolcüsü geliştirilmiştir. İlk yöntem, klasik EYTM formülasyonuna yapılan bir eklenti sayesinde, pozitif ya da negatif eğimden meydana gelen yol enerjisinin, eşdeğer yakıt karşılığının formülasyonda kullanılmasına dayanır. Böylece, yeni EYTM formülasyonu ile eğim öncesi duruma göre, ön şarj ya da ön deşarj yapılması sağlanır. İkinci yöntem, ilk formülasyonda bulunan parametrelerden bazılarının Model Öngörülü Kontrol – Model Predictive Control (MPC) formülasyonunda tekrar kullanılmasıyla elde edilmiştir. Buna göre, EYTM bedel fonksiyonu, kontrol girişine yani hibrid güç aktarma oranına bağlı olarak lineerleştirilir. Daha sonra birinci dereceden bir sistem dinamiği fonksiyonu toplam batarya enerjisi ve bataryadan öngörülü olarak çekilecek batarya gücü cinsinden oluşturulur. Problem, yüksek mertebeden bir parametre optimizasyonu problemi haline getirilerek anlık olarak çözülür. Geliştirilen tüm kontrolcüler ve enerji yönetim sistemleri aslında iki farklı modelleme metodolojisine dayandırılarak test edilmiştir. İlki bir kontrol modeli niteliğindeki sanki statik araç ve güç aktarma organları modellemesi olup, ters modelleme metodolojisine sahiptir. Yani sürüş hızlarının gerçekleştiği kabulü ile buna karşılık gelecek yol yüklerinin hesaplanmasına dayanır. İkinci modelleme metodolojisi ise, sürüş çevriminin bir giriş değeri olup, sürücü modelinin aracın bu hızı takip etmesi için gereken kontrol sinyallerini ürettiği bir yapıdır. İkinci durum, gerçek araç yapısını daha iyi ifade ettiğinden ve tüm araç-aktarma organı dinamiklerini göz önüne aldığından, daha yüksek güvenilirlikte bir model yapısındadır. Bu tez kapsamında, birinci tip modeller için MATLAB/Simulink ve MATLAB Komut Dosyası kullanılmış olup, ikinci tip model yapısı için AVL CRUISE ve IPG CarMaker paket programlarından faydalanılmıştır. Tezin modelleme ile ilgili kısmında her iki modele ait davranışlar karşılaştırmalı olarak sunulmuştur. Tezin son bölümünde ise, araç ve sürücü destek sistemlerine örnek iki kontrolcü Model Öngörülü Kontrol yönteminde faydalanılarak geliştirilmiştir. Bunlardan ilki boylamsal bir hız ve konum kontrolcüsü olan Adaptif Seyir Sistemi ile yeni geliştirilmiş olan Trafik Işığı Asistanı sistemi tanıtılmıştır. Her iki boylamsal kontrol algoritması öncelikle basit model üzerinde test edildikten sonra kompleks nonlineer araç modellerine uygulanmıştır. Öte yandan Trafik Işığı Asistanı Sistemi aynı zamanda gerçek zamanlı bir platform çerçevesinde sürücü içeren simülasyon ortamında bir araç simülatörüne entegre edilmiştir. Bu entegrasyon aynı zamanda fonksiyonun sürücü ile iletişiminin sağlandığı sürücü arayüzüne ilişkin sinyallerin sağlanması ve ekrana aktarılmasını da içermektedir., Stringent legislations regulate exhaust and particle emissions emitted as a result of fuel combustion in Motor Vehicles that use Internal Combustion Engines (ICEs). This encourages the manufacturers to investigate alternative propelling technologies, which paves the way of developing environmentally friendly vehicles. Vehicle Performance Emission standards recently sets also Greenhouse gas emissions particularly CO2 which implies indirect limitations on fuel economy behaviour of vehicles. Hence, Hybrid Electric Vehicles (HEVs) increase their popularity to unlock these limitations by introducing electricity based driving. Development of an Energy Management System that improves the total powertrain system efficiency as well as a harmonic and effective operation of various components under their optimal conditions is a very critical but equivalently challenging part of the overall vehicle and powertrain design. On the other hand, HEV Energy Management System development, as will be depicted along this thesis, is an optimisation problem aiming to improve regularly compromising efficiency behaviours of various powertrain components. This study targets to solve this problem, not only by utilizing the most appropriate modelling and simulation techniques but also by formulating it as an optimization problem and then solving it by numerical and optimal control techniques. Plug-in Hybrid Electric Vehicles (P-HEV), become more popular with the recent development in battery technologies. On the other hand, they are considered as an interim technology towards a Zero Emission Vehicle Technology, Fully Electric Vehicles. In principle, these vehicles have an additional charging interface that allow to be charged through electrical means. This charging process is independent from any on-board energy conversion, therefore is kept usually out of the energy management problem. Consequently, depending on the power requirements and range characteristics, they have relatively larger battery capacity. This of course implies, less fuel consumption and exhaust emission over the same range. This thesis primarily defines the development of Energy Management System of HEV and P-HEV as an optimization problem, and investigates various methods in theoretical and practical basis. Firstly, the optimization problem of Energy Management for HEV and P-HEV are depicted as two distinct problems. For a HEV, along a driving mission (e.g. Drive Cycle), the initial charge and final charge equivalence of the battery poses a constraint for the optimization problem definition. Additionally, limited capacity of the battery allows only limited usage of the state of the charge. This implies that the state if the charge is forced to remain inside a limited charge band. Finally, physical behaviours of the hybrid components such as speed and torque define further system constraints for the optimization problem. For P-HEV, the situation is slightly different: due to the charging behaviour of the system over an external source, the charge balance is not mandatory. Having the knowledge of theoretical optimal behaviour of the system is substantially important since it defines a “Benchmark Solution” which is used to compare other available local optimal solutions. However, theoretical solutions providing the global optimal behaviour are not feasible for real applications mainly due to their computational burden. In this thesis, such a global optimal behaviour is obtained using Dynamic Programming (DP) for both HEV and P-HEV. DP formulates the energy optimization problem in discrete form for system states and time. Then by considering aforementioned system constraints, it produces the solution iteratively from the final time towards the start of the problem. The quasi-static vehicle and powertrain model developed for HEV and P-HEV is solved via this DP algorithm. There is a clear influence of gear shifting schedule on fuel consumption. In order to analyse this correlation, a second DP solution is obtained, where the shifting rules are modelled as control inputs. Although this approach significantly improves the fuel consumption behaviour, there is no obvious optimal shifting characteristics, which can be captured for offline usage out of this global behaviour. Computational and storage capacity requirements and the dependency of a-priori knowledge of the overall load of the overall cycle prevents the usage of DP solution to in real world conditions. Therefore, a casual alternative solution, namely Equivalent Consumption Minimization Strategy (ECMS), has been applied to the aforementioned Hybrid Vehicle topology. Both physical analogy and optimal control theory is capable to describe the ECMS. Due its instantaneous optimization characteristics, the computational load is relatively low with respect to DP solution. In principle, ECMS relies on calculation of an “equivalent fuel consumption value” based on the battery energy. This virtual consumption constitutes with the real consumed fuel, a “total equivalent fuel consumption”. In fact, this value establishes a cost function, which needs to be minimized instantaneously. The equivalence factor balances the fuel equivalence of the battery energy with respect to fuel chemical energy. Obtaining the value of such factor is possible through a calibration process. This equivalence factor actually is different for the two main hybrid modes. Same solution is obtained by optimal control techniques as well. When the energy minimization problem is formulated via classical optimal control methods, the result of a differential equation formed by the co-state of the Hamiltonian function needs to be solved, according to Pontryagin Minimum Principle. On the other hand, a small assumption enables the solution of this differential equation. If we assume a constant behaviour of the battery charge vs. battery terminal voltage, then the Hamiltonian function becomes to an equivalent function previously formulated by ECMS. This assumption is reasonable especially for the limited charge behaviour of HEVs where the SOC dependency of the terminal voltage is inferior. Local optimal solution of ECMS and global optimal solution of DP have very similar behaviours. The main drawback of ECMS is a good equivalence factor calibration for a complete charge sustaining over a drive cycle. Therefore, an additional factor for a closed-loop control of battery state-of-charge is necessary. On the other hand, this additional term disturbs the original optimal behaviour of ECMS. The instantaneous local optimization ability of the ECMS makes it a candidate for realtime application. However, there is an additional problem disturbance effect of road topology for the charge sustaining of HEVs. Especially, on negative-slopes, if the battery charge is relatively high, only part of free breaking energy can be recovered. Similarly, on the positive slopes due to early depletion of battery charge, the higher load of the road is only covered by engine, which results higher fuel consumption. This problem can be solved by anticipation of road topology and then applying pre-charge or pre-discharge strategies. In this sense, two different charge control strategies are developed for HEVs. First method is based on the addition of a new term that correspond to the “equivalent fuel consumption energy” of the upcoming road section with positive or negative slope in classical ECMS formulation. Hence, thanks to this predictive behaviour, an accurate pre-charge and pre-discharge is done for the upcoming road section to exploit the free recuperation energy. This additional term is actually, fuel equivalent of the electrical energy consumed or recovered of the upcoming road. This value is a function of the upcoming slope value, the expected speed over the hill, the electrical energy required by the non-predictive strategy until the slope. The last one differs depending on the actual hybrid mode. Therefore, problem is analysed for two different hybrid modes, power split and parallel charging. Second method uses some of the prediction values of the first method and implement in Model Predictive Control (MPC) formulation. For that, ECMS cost function is linearized for the control inputs-power split values. Then a first order dynamics represent the relation between battery power and battery energy. All system and control constraints are considered in the MPC formulation. Here, with an assumption of taking all control values for each step-time along the control horizon as unknown constant parameters, the complete problem are solved like a parameter optimization problem. Due to the linear nature of obtained equations, this problem can be solved instantaneously via Linear Programming. All developed controllers and energy management strategies are actually tested based on two different simulation-modelling methodologies. First one is the quasi-static model of vehicle and powertrain and is based on backwards modelling methodologies. It relies on an assumption of perfect speed tracking and on calculation of road load, corresponding to this speed tracking behaviour. Second modelling methodology considers the drive cycle as a desired input speed to the driver model. Then the driver model acts as a speed tracking control that generates corresponding control inputs for the powertrain components through acceleration and brake pedals. Second modelling methodology considers all type of vehicle and powertrain dynamics and transient behaviour as well as the detailed lateral dynamics of the vehicle. In the course of this thesis, for the first modelling methodology, MATLAB/Simulink and MATLAB Script environments are used. For the second modelling platform, AVL CRUISE and IPG CarMaker tools and models are co-simulated. At the very last part of the thesis, two Driver Assistant System, Adaptive Cruise Control (ACC) and Traffic Light Assistant System are developed using Model Predictive Control approach. ACC works as a speed and position regulator to maintain a safe distance between the vehicles ahead. TLA is a similar semi-autonomous speed controller developed regulates the vehicle speed based on the information obtained from Traffic Lights to assess an on-board green-wave. Traffic Light Assailant System is additionally implemented on a real-time platform for a driver in the loop System. This integration furthermore includes the interaction of the controller functionality with the programmable Human Machine Interface to inform and interact with the driver., Doktora, PhD

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2014, Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2014, Havacılık sanayisinin gelişmesiyle birlikte havayolu taşımacılığına olan ilgili de gün geçtikçe artmaktadır. Özellikle yolculukların daha kısa sürmesi ve giderek ekonomik olması hava taşımacılığındaki talebe ivme kazandırmıştır. Yolcu uçak üreticileri gerek yolcuların gerekse de havayolu şirketlerinin taleplerini karşılamak amacıyla arayışlara girmişler, asgari maliyetlerle, daha uzaklara daha kısa zamanda ve daha konforlu yolculukları sağlayabilecek tasarımlar yapmak için çalışmalara başlamışlardır. Günümüzde, havayolu taşımacılığının her yere ulaşması amacıyla açılan hatlarda, havayollarının filolarındaki uçakların yolcu sayıları, talep edilen yolcu kapasitesinin çok üstünde olması veya eldeki uçakların boyutlarından dolayı ilgili noktalara iniş-kalkış yaparken yaşadığı ve/veya yaşayacağı sorunlardan dolayı bölgesel yolcu uçaklarının önemi artmıştır. Daha kısa mesafelerde ekonomik olacak, daha küçük havaalanlarına iniş kalkış yapabilen, konforlu ve maliyeti düşük, ortalama 80-120 yolcu kapasitesine sahip uçaklar bölgesel yolcu uçağı olarak adlandırılır. Bugün dünyada, Embraer, Bombardier gibi sektörün lider konumundaki firmaların yanında, Japonya, İran gibi yolcu uçağı tasarımı ve üretim sürecine yeni dahil olmak isteyen ülkeler, gerek üretiminin büyük,uzun menzilli, geniş gövdeli yolcu uçaklarına göre kolay olması gerekse de markete daha çok hitap etmesi nedeniyle bölgesel yolcu uçaklarını üretmekte veya üretmeyi planlamaktadırlar. Uçak tasarım süreci, birçok değişkene ve kısıtlamaya bağlı olan bir süreçtir. Bu süreçte herhangi bir değişkenin olabilecek en iyi değeri alması sağlanırken diğer değişkenlerin kötü değer alması yüksek ihtimaldir. Bu bakımdan, uçak tasarımı yapılırken, bütün değişkenler ve kısıtlamalar kontrol altında tutulmalıdır. Değişken ve kısıt sayısı çok fazla olduğu için, bunu elle yapmak mümkün değildir. Optimizasyon, uçak tasarımının istenen düzeyde yapılabilmesine olanak sağlamaktadır. Optimizasyon birçok farklı yöntem kullanılarak yapılabilirken, tezde, optimizasyon Genetik Algoritma kullanılarak yapılmıştır. Genetik algoritma temel olarak biyolojide kullanılan, gen, kromozom ve populasyon gibi terimlere dayanan, doğadaki çoğalma ve farklılaşma olaylarını temel alan optimizasyon yöntemidir. Uçak tasarımı farklı disiplinlerin aynı anda çözüldüğü (Multidisciplinary Design Optimization), yani optimizasyon sürecinin aynı anda birbirini etkileyen farklı değişken fonksiyonlarıyla yapılması daha uygun olsada; tezde tek bir değişkene bağlı olarak yazılan objektif fonksiyonun çözülmesiyle yapılmıştır. Bu değişken fonksiyonu, azami kalkış taşıma ağırlığı ve menzildir. Her iki çözümde de kullanıcı tarafından aralıkları verilen 18 farklı tasarım değişkeni, çözümün mantıklı ve istenilen değerlerde olmasını sağlayan yine kullanıcı tarafından kontrol edilebilen kısıtlamalar ve tasarlanması istene uçağın hangi fiziksel özelliklerde olacağı ve kullanıcının belirlediği performans isterleri kullanılmıştır. Tasarlanmak istenen hava aracının hangi kabin özelliklerine sahip olacağı ve temel performans isterleri belirlendikten sonra bahsi geçen 18 değişkenin aralıklarına ve kullanılan kısıtlamalara göre hava aracı tasarlanmakta yani sınırları çizilen bölgedeki en iyi hava aracı bulunmaktadır. Genetik algoritmada, değişkenler belirlenen gen (bit) sayısı ile temsil edilirler. Tezde bütün değişkenleri kapsayan yaklaşık 134 bitlik kromozom bir uçağı temsil etmektedir. Populasyon sayısı ya da büyüklüğü, populasyondaki bu kromozom gibi ilk durumda kaç adet farklı uçağın olduğunu göstermektedir. Genetik Algoritma uygulanırken kullanılan çeşitli teknikler vardır. Örneğin doğada var olan çaprazlama, mutasyon ve seçim gibi olaylar genetik algoritmada da kullanılmaktadır. Çaprazlama yöntemi olarak tezde, tek nokta çaprazlama (Single point crossover) yöntemi uygulanmıştır. Tek nokta çaprazlama yönteminde genlerden oluşan iki kromozomun belirlenen bir noktasından geride kalan kısımları yer değiştirilerek yeni bireyler elde edilir. Elde edilen bireyler çaprazlamadan önceki kromozomlara göre farklı özellikleri taşırlar bu şekilde çözüm için her adımda yeni değerler elde edilmesine olanak sağlar. Genetik algoritmada kullanılan bir diğer doğa olayı da mutasyondur. Mutasyon kromozomlardaki herhangi bir veya birden fazla genin değişmesi olarak modellenir. Belirlenen mutasyon oranına göre, kromozom üzerindeki genlerle oynanır ve yeni farklı özellikteki bireyler meydana getirilir. Çözüm sürecinde kullanılan diğer yöntemler seçim oranı ve populasyon büyüklüğüdür. Seçim oranı değer (objektif) fonksiyonunda değerleri elde edilen kromozomların sıralanmasından sonra hangilerinin bir sonraki adıma aktarılacağını belirler. Her bir değişken, bit kodlama sistemine göre kodlanmıştır. Bazı genetik algoritma çözümlerinde değişkenler bazı eşitlikler yardımıyla bit sistemine dönüştürülürken, tezde kodlama sistemi çözümün başında rastgele atanmış; kodlarla temsil edilen değişkenler, önce bir fonksiyon yardımıyla gerçek değerlerine dönüştürülmüş, daha sonra ise gerçek değerler belirlenen objektif fonksiyonda yerine konularak objektif fonksiyonun değeri yani o iterasyon için hesaplanan değer çekilmiştir. Objektif fonksiyon, belirlenen değişkenler kullanılarak elde edilmek istenen değişkeni veren bir fonksiyondur. Her iki optimizasyon seçeneğinde de hava aracının yakıt, boş, paralı yük ve mürettebat ağırlıkları analitik denklemler yardımıyla hesaba katılmıştır. Daha sonra mutasyon oranı, çaprazlama seçenekleri kullanılarak oluşturulan yeni populasyonlar yardımıyla aynı işlem yakınsama kriteri sağlanana kadar devam ettirilir ve olabilecek azami kalkış ağırlığı için asgari değer, menzil içinse azami değer alınır. Bu değerleri veren değişkenlere göre de tasarlanan hava aracının boyutları ve temel özellikleri belirlenmektedir. Bütün bu optimizasyon süreci için, bir arayüz yazılmıştır. Arayüzde kullanıcı öncelikle hangi değişkene göre tasarım yapacaksa onu seçer. Daha sonra, sırasıyla tasarım parametrelerini, değişkenlerin aralıklarını, hangi kısıtlamaların olacağını ve değerlerini, optimizasyonun populasyon büyüklüğünü, mutasyon oranını ve seçim şartları gibi değerleri girdikten sonra da çözümü elde eder. Çözümden elde edilen sonuçlar liste halinde arayüzde gözükmektedir. Genetik algoritmanın ve arayüzün işlevselliği faal halde olan ve özellikleri bilinen Embraer E-195 uçağının tasarım parametreleri girilerek kontrol edilmiş ve küçük sapmalar dışında aynı uçağın kanat açıklığı, kuyruk özellikleri ve hava aracının boyu ağırlığı gibi temel değerler elde edilmiştir. Daha sonra tasarımı istenilen özelliklerde faal olarak uçmuş, uçan ve uçma aşamasında olan uçakların toplanmasıyla elde edilen veriler yardımıyla, ortalama bir uçağın isterleri ve performans parametreleri ile değişken ve kısıt değerleri belirlenerek program çalıştırılmış ve optimizasyon sonucunda yeni bir bölgesel yolcu uçağı elde edilmiştir. Hazırlanan arayüzde hava aracının diğer uçaklarla karşılaştırmada gözükmektedir. Tezde ayrıca, farklı mutasyon, seçim ve populasyon sayıları için yedi farklı çözüm her iki optimizasyon yöntemi için yapılmış ve sonuçlar karşılaştırılarak bu tekniklerin çözüme etkisi gözlenmiştir. Sonuçlara göre özellikle yüksek mutasyon oranı çözümü kötüleştirmektedir. Yapılan bu çalışma ile istenilen şartlardaki bir bölgesel yolcu uçağı basit olarak tasarlanabilmektedir. İleriki çalışmalarda arayüz ve kod farklı çaprazlama seçenekleri ile birlikte ve çoklu değişkene bağlı olacak şekilde geliştirilebilir. Ayrıca optimizasyon disiplinlerarası bir hale getirilerek ve bu disiplinlerde elde edilen çözümü denetleyecek basit analiz kodları ile denetleyerek gerçek ve kapsamlı bir uçak tasarım çözüm programı oluşturulabilir. Elde edilecek bu gelişmiş kod içerisine yerleştirilecek bir çizim programı ile üretilen hava aracının çizimi 3 boyutlu olarak da alınabilir. Bu yöntemle birlikte, teorik denklemler ve istatistiki bilgiler harmanlanmış olacak ve günümüzde kullanılabilecek istenilen değerler içerisinde en uygun uçak hızlı bir şekilde tasarlanabilecektir., With the development of the aviation industry, the interest on the air transportation has increased by years. The reasons like shorter cruise time and more affordable tickets raise the demand on the air transportation. This situation leads to search the innovations and designs by the airliners and manufacturers to provide less cost, farther range stations, less time and more comfortable journey. Today, the importance of the regional jets has increased because many stations whose passenger capacity is lower than the aircrafts capacity that airliners have or whose pists are not enough for the aircrafts to take-off or land have been opened to service to include them to air transportation network. A regional jet (RJ) is an aircraft class that has approximately 80-120 passenger capacity but generally cruises at similar speeds and altitudes of larger transporters. The aircraft design process depends on the many variables and constraints. In this process, it is high possibility that the other variables will be bad when a variables has its best value. Therefore, all variables and constraints should be controlled when the aircraft design optimization is carried out and this is not possible by hand because the number of the variables and constraints could be too much. The optimization provides to design an aircraft more systematically. In the thesis, the method of the optimization is Genetic Algorithm. The optimization process is carried out by solving the objective function that depends only on a variable that is maximum take-off weight or range. The optimization uses the design parameters, variables and constraints that are specified by user. Genetic Algorithm is applied by using the single point crossover, mutation rate, selection rate and population size. Every variable has a special code constituted by zeros and ones called binary coding. After encoding process of the variables, each variables are implemented in the objective function for each iterations to get the cost value. Objective function is a function that gives the variable that will be optimized by using the other variables. The analytical equations are used to calculate the fuel, empty, payload and crew weights to do the optimization. Then, the new populations are created by help of the mutation rate and crossover to find the new cost values until the stopping criteria is satisfied and the minimum value for maximum take-off weight or the maximum value for range optimization is taken. Finally, according to the solution values the specifications of the aircraft can be derived. An interface is prepared for the optimization process. The interface lets the user to select the variable that will be optimized. Later, the user enters the design parameters, selects each range of the variables, which constraint will be taken and what will be the range of the selected constraints, population size, mutation rate and selection rate and finally run the solution. The results and the comparison of the designed and other aircrafts can be seen on the interface. By this work, a regional aircraft that the design parameters are specified can be designed easily. The code and interface can be improved introducing the other types of the crossover options and making the multi optimization., Yüksek Lisans, M.Sc.

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2014, Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2014, Bu çalışmada, doğadan esinlenen diploid ve baskınlık mekanizmalarıyla dinamik optimizasyon problemleri için diploid popülasyonlar kullanılarak modellenen bir baskınlık mekanizması önerilmiştir.Diploid genetik algoritmaların baskınlık tasarımı tümleşik optimizasyon problemi olarak değerlendirilmiştir.Yeni popülasyon çeşidi kullanılarak diploid genetik algoritmaların baskınlık mekanizmalarının öğrenilmesi hedef alınmıştır.Bu popülasyon çeşidi bu tezde Simbiyotik popülasyon olarak adlandırılmıştır. Geleneksel genetik algoritmaların dinamik ortam içerisindeki dayanıklılık ve adaptabilitesini artırmak amacıyla baskınlık mekanizmalarının öğrenilmesi bu tezde önemle incelenmiştir., Genetic Algorithms (GAs) belong to type of Evolutionary Algorithm that is population based optimization algorithms and it was initially conceived by Holland as a means of studying adaptive behavior and performs an adaptive search by maintaining a population of candidate solutions that are allocated dynamically to promising regions of the search space. In this thesis, we accept the learning dominance mechanism from symbiotic population as a combinatorial optimisation problem. So we propose a new population type which called Symbiotic population. We carefully investigate the effect of the symbiotic population to the diploid genetic algorithm with constructing two different symbiotic population based models. The aim of this work is to illustrate applications of one of the evolutionary computation type which is Genetic Algorithm (GA) to problems in the biological sciences, with particular emphasis on problems in optimization., Yüksek Lisans, M.Sc.

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2014, Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Instıtute of Science and Technology, 2014, Güneşin en büyük ısınma ve aydınlatma kaynağı olduğu ele alındığında, mimarlık ve güneş arasındaki ilişki de ortaya çıkmaktadır. Mekân bilincini insana aşılayan güneşin aydınlatıcı gücü, mimari elemanlar ve çevresel koşullarla da birleşerek insanın mimari ile kurduğu ilişkiyi belirler. Mevsimlerin sunduğu değişken değerlere göre insanların güneş ısısına ihtiyaç miktarları da farklılık göstermektedir. Özellikle yaz aylarında güneşin neden olduğu aşırı ısınmaya engel olunmalıdır. Bu işlevi yerine getirmesi açısından gölgelendirme sistemleri büyük önem taşımaktadır. Gölgelendirme sistemleri her zaman mimarlığın bir parçası olmuştur. Geleneksel mimariye bakıldığı zaman Yunan mimarlığından başlayıp Anadolu mimarisine ve modern mimarlığa ulaşan sistemler mevcuttur. Yunan mimarisinde büyük sütunlar üzerine yerleşen döşemeler bu işlevi görürken modern mimaride bunlar yerini çıkmalara daha sonra da özel tasarımlara bırakmıştır. Türk mimarisinde ise, ilk olarak yığma yapıların ortaya çıkardığı kalın duvarlar bu işlevi yerine getirirken, daha sonra bunları panjurlu pencereler takip etmiştir. Günümüzde ise çok farklı özel tasarımlarla uygulanmış gölgelendirme sistemleri mevcuttur. Bu tezde, gölgelendirme sistemlerinin optimizasyonu sürecinde hangi parametrelerin devreye girdiği ve bu parametrelerin hangi değerlendirme aşamalarından geçtiği incelenmektedir. Bu inceleme yapılırken, mimari bilişim sistemlerinin hangi biçimde ve ölçüde gölgelendirme sistemlerinin optimizasyonuna katkıda bulunduğu ve ne tür kolaylıklar sağladığı da ele alınmıştır. Enerji ihtiyacının artması ve kaynaklarının azalması ele alındığında, gölgelendirme sistemlerinin ve doğal aydınlatmanın önemi daha da iyi anlaşılmaktadır. Özellikle ofis binaları ve ticari binalar için enerji sarfiyatının en aza indirilmesi büyük önem taşımaktadır. Bu iki program tipinden sadece ofis binalarının harcadığı enerji miktarı tüm binaların harcadığı enerjinin %40’ını oluşturmaktadır. Ofis binaları kendi içinde ise kullanılan enerjinin % 75’lik kısmını ısıtma, soğutma ve aydınlatmaya harcamaktadır. Çevresel faktörlerin doğru ve verimli kullanılması sonucu bu enerji harcamalarında önemli bir düşüş yaşanmaktadır. Bu sebeple, ofis binalarında sıcaklık ve aydınlık derecelerinin belli bir oranda olması gerekmektedir. Ofis çalışanlarının verimliliğinin düşmemesi için iki adet konfor faktörüne ihtiyaç duyulmaktadır. Bunlardan birincisi, görsel konfor ve ikincisi ise ısısal konfordur. Görsel konfor çalışanların çalıştıkları süreç içerisinde herhangi bir görme zorluğu yaşamadan veya gözlerinde herhangi bir yorgunluk hissetmeden çalışabilecekleri bir ortam yaratılması olarak tanımlanabilir. Görsel konforu sağlamak ve enerji harcamalarını kısıtlamak için gün ışığının doğru kullanılması gerekmektedir. Mekânlardaki gün ışığı kalitesini ve oranını ölçmek için kullanılan en yaygın yöntem günışığı faktörünün hesaplanmasıdır. Günışığı faktörü hesaplanırken birçok parametre kullanılmaktadır. Bunlardan bazıları pencere açıklık ölçüleri, mekân xxii ölçüleri, iç mekânın malzemeleri, yansıtma katsayıları ve hava şartlarıdır. Gün ışığı ele alınırken iki farklı hava şartı göz önünde bulundurulur. Bunlar; standart kapalı gökyüzü ve açık gökyüzüdür. Isısal konfor şartları ise genelde mevsimsel dönemlere ve mekânı kullan kişi sayısına göre farklılık göstermektedir. Optimum sıcaklık derecesinin oluşturulması genel olarak ısısal konfor için yeterlidir. Bunu doğal yollardan sağlamak için ise sıcaklığın fazla olduğu zaman periyodunda, güneş ışınlarının içeriye girmesini önlemek ve tersi durumlarda ise güneş ışınlarının içeriye girmesine izin vermek gerekmektedir. Güneş ışınlarını engelleme aşamasında gölgelendirme sistemlerinin kullanılması büyük kolaylıklar sağlamaktadır. Tez iki parçadan oluşur. Tezin ilk kısmı, okuyucuya bilgisayar destekli tasarım, çevresel kontrol sistemleri ve gölgelendirme sistemleri hakkında teknik bilgiler ve kısa bir tarihçe sunar ve 2, 3 ve 4 numaralı bölümleri kapsar. Tezin ikinci kısmı ise, mevcut proje örneklerini değerlendirerek, bu problemlere çözüm oluşturabilecek bir modelin nasıl geliştirilebileceğini anlatır ve 5 numaralı bölümü içerir. Tezin 1 ve 6 numaraları bölümleri ise projenin amaç, yöntem ve sonuç kısımlarını içerir. Birinci bölüm; tezin yazılma amacı ve yazılması sürecinde hangi metotların kullanıldığına dair kısa bir bilgilendirme sunmaktadır. İkinci bölüm; üç alt başlıktan oluşmaktadır. Bunlar algoritmalar, kod yazılımı ve optimizasyon şeklinde sıralanmıştır. Bu üç başlık, proje kısmının teknik altyapısını oluşturmaktadır. Proje, panjur sistemlerinin optimizasyonu üzerine odaklanmıştır. Bu bölümde de optimizasyon türleri ve çözüm yöntemleri irdelenmiştir Buna ek olarak optimizasyon aşamasında kullanılacak kod yazılımı ve yazılımdaki kısıt ve parametrelerin oluşturacağı algoritmalar hakkında kısa bir bilgi verilmiştir. Algoritmalar bir işin hangi adımlar izlenerek yapılması gerektiğini ve hangi kısıtlara bağlı kalınmasının gerekli olduğunu belirten reçeteler olarak tanımlanabilir. Optimizasyon ise farklı parametreler kullanılarak ortaya çıkan sonuçlardan en uygun olanın seçme şeklinde tanımlanabilir. Üçüncü bölüm; ofis kullanıcı konforu için gerekli çevresel kontrol sistemlerini tanıtıp, bu sistemler hakkında teknik bilgiler içermektedir. Görsel ve ısısal konforun ofis çalışanlarının verimliliği açısından önemi tartışılmaktadır. Bu tartışma ışığında, kullanıcı konforlarının sağlanması sürecinde ortaya çıkan problemler hakkında kısaca bilgi verilip, olası çözüm yöntemleri geliştirilmiş; görsel konforun oluşturulmasında rol oynayan kıstasları tanımlamak için gerekli olan günışığı faktörü hakkında detaylı bir çalışma yapılmıştır. Bunlara ek olarak, ofis binalarındaki enerji harcamaları hakkında kısa bir bilgi verildikten sonra enerji tasarrufu ne tür önlemler altında gerçekleştirilebilir, bu konular hakkında tartışılmaktadır. Dördüncü bölümde; gölgelendirme sistemlerinin kısa bir tarihçesi sunulmaktadır. Tarihçenin arkasından ise gölgelendirme sistemleri çeşitleri, tasarım kıstasları ve teknik konular hakkında bilgiler verilmektedir. Bu bölüm, projede kullanılmış olan panjur sisteminin seçilmesi konusunda alınan kararlara teknik arka plan oluşturmaktadır. Ayrıca hangi dönemlerde gölgeye ihtiyaç duyulduğu, hangi dönemlerde ise ısınma amaçlı güneş ışığına ihtiyaç duyulduğu grafiksel ve anlatımlı olarak sunulmaktadır. Beşinci bölümde ise; geliştirilen model detaylı bir şekilde anlatılmaktadır. Model oluşturulmadan önce literatürde bulunan diğer proje örnekleri incelenip hangi konularda eksik kaldıkları tespit edilmiştir. Ardından projenin parametreleri, kısıtları ve kullanılacak olan metot ayrıntılı bir şekilde anlatılmıştır. Projede kullanılan algoritmalar ve bu algoritmalar öncülüğünde yazılmış olan kod hakkında detaylı bilgi xxiii verilmiştir. Proje modeli için hazırlanan kod, dijital ortamda daha önceden belirlenen durumlar eşliğinde çalıştırılmıştır. Beş farklı durum analizi sonucu çıkan sonuçlar hakkında detaylı bir çalışma yapılmıştır. Son bölümde ise; tasarlanan modelin hangi yönlerden eksik kaldığı ve ileriye dönük çalışma potansiyeli üzerinde durulmuştur. Belirlenen hedeflere ne ölçüde ulaşıldığı belirlenmiştir. Önerinin geliştirilmesi için öneriler ortaya konmuştur ve yapılan çalışmanın önemine değinilerek tez tamamlanmıştır., Computational design is shown as a finished image for a design. Beside this computational design is a new way of understanding and a systematical thinking for architectural design. Its advantages for time efficiency and variability of the results without extra cost cannot be disregarded. This thesis proposes a computational design method to experience the advantages of new architectural computation design concept. Environmental issues have always been one of the basic topics for architectural design. In order to have an efficient and environmentally satisfied building design, architects should have the knowledge of environmental issues in detail. Two of these issues become prominent in this research; daylight and the thermal environment. When all buildings were designed around a single, fixed light source – the sun – the difference between great architecture and mere building could be measured to a large degree by the skill with which that source was used. The shapes and sizes of rooms, as well as the materials and details in them, were determined largely by the appearance the room would take on when rendered by daylight. Moreover, daylight is an essential resource that is readily available – and unlikely to run out in forseeable future. Besides its energy saving characteristic, it also brings a visual comfort for the occupants of the building. On the other side, a building will be judged by the occupants according to its ability to satisfy the demand of thermal comfort. To provide all these comfort zones, shading devices are needed. Although shading of the whole building is beneficial, shading of the windows is crucial. The total solar load consists of three components: direct, diffuse and reflected radiation. To prevent passive solar heating, when it is not wanted, a window must always be shaded from the direct solar component and often also from the diffuse sky and reflected components. To cover these entire environmental problems a research has been done. This thesis proposes an optimization model to solve the environmental problems in an optimum result. While doing this, it also examines the advantages of the computational design. The model consists of an office room located in a multistorey office building and louvers, as shading devices, designed connect to the windows type and size. The certain algorithms, which are created with the constraints and parameters obtained during the researches for environmental issues, are run during the process. Moreover, the results are evaluated to see the affects of the computational design and so over. This thesis is comprised of two different parts. The first part, chapters 2 and 3, gives the reader brief technical knowledge about the computational design and the environmental issues. The second part of the thesis, chapters 4 and 5, explains the proposed model as an optimization model of a louver system for office buildings., Yüksek Lisans, M.Sc.

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2014, Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2014, Uçak ve uzay yapıları için geliştirilen ve içinde bulunduğumuz zaman dilimine ile paralel teknolojik gelişmeler ile uygulanabilen üretim yöntemleri her geçen gün daha da ilerlemektedir. Bu ilerleyişin ve artan araştırmaların doğal bir sonucu olarak kompozit malzemeler ve bunlardan oluşturulan yapılar metal, alüminyum gibi malzemelerin yerini almaktadır. Grid Takviyeli İleri Kompozit yapılar ise bu malzemelerle geliştirilmiş farklı tasarım ve üretim yöntemleri le ortaya çıkmıştır. Genel anlamı ile grid takviye, boyuna kirişler halinde ortogonal veya çeşitli açılarla yerleştirilmiş yapılara denmektedir. Yapılarda bu tür bir kompozit yapının kullanılmasının başlıca nedenleri yüksek sertlik-ağırlık oranı olması, eğilme rijitliğini artırarak bölgesel fluter, titreşim ve burkulmayı önlemesi, yapısal eklemelere ve yapısal olmayan öğelere uygun olması. Grid Takviyeli İleri Kompozit yapılar tasarım ve üretim açısından birçok çeşitliliğe olanak vermektedir. Bu çeşitlilik kirişlerin açıklığı, düğüm noktası kaçıklığı, kiriş açısı, kiriş sayısı, yüzey plakasının kalınlığı, vs. ile sağlanabilmektedir. Bu tip karmaşık değişkenlere sahip olan bu sistem şu an için analitik olarak tam çözülememektedir. Bu nedenle sonlu elemanlar analiz yöntemleri ile modellenip detaylı bir analize ihtiyaç duyulmaktadır. Bu ihtiyacın da ana nedeni lokal gerilme dağılımlarının ve lokal kırılma ve kopmaların incelenebilmesidir. Grid Takviyeli İleri Kompozit yapılar çeşitli kırılma tiplerine sahiptir. Bunlar, düzlem içi yükler ve düzlem dışı kayma gerilmelerine bağlı olarak beşe ayrılabilirler; tüm panelin kararsızlığına yol açan burkulma davranışı, lokal yüzey burkulması, lokal kiriş burkulması, malzeme kopması ve tabakalar arası kayma gerilmesinden kaynaklanan tabakalar arası kayma davranışıdır. Yapısal tasarım açısından kırılma davranışının ve gerilme dağılımlarının Grıd Takviyeli İleri Kompozit malzemeler için bilinmesi önemli bir parametredir. Bu önemin nedeni, kritik noktalardaki beş farklı kırılma mekanizması tasarımda olduğu kadar aynı zamanda onaylama ve sertifikasyon süreçleri içinde göz önünde bulundurulması gerekliliğidir. Grid Takviyeli İleri Kompozit yapı 2 boyutlu sonlu elamanlar yöntemi kullanılarak dörtgen elemanlar kullanılarak modellenmiştir. Bu elemanlar MSC Patran/Msc Nastran adlı ticari program içerisinde tanımlanmış olan eleman tipleri kullanılarak yapılmıştır. Yapılan modellemede klasik yöntemlerin aksine kirişlerin olduğu yerlerde çift eleman kullanılmış ve bu şekilde gerekli olan katılık 2 boyutlu olarak tanımlanabilmiştir. Bu tasarım tüm boyutlandırmalar tanımlandıktan sonra yapılabilmektedir, başka bir deyişle sadece kiriş ve yüzey kalınlığı program içinden girilen değerler ile değiştirilebilmektedir. Bunun haricinde yapılması gereken boyut değişimleri MSC. Patran PCL fonksiyonları kullanılarak yapılmıştır. MSC. Patran PCL fonksiyonun en önemli işlevi makro gibi çalışabilmesi ve bu sayede her defasında belirli değerlere kadar olan kiriş açıklığı değişimleri için sonlu elemanlar örgüsünü Mathematica’da yazılan kod sayesinde yeniden yaratabilmesidir. Grid Takviyeli İleri Kompozit yapı için 3 boyutlu sonlu elamanlar yöntemi kullanılarak da modellenmiştir. Bu modelleme ile tabakalar arası kayma gerilmesinden kaynaklanan tabakalar arası kayma davranışı olup olmadığı karbon fiber destekli plakalarda 50 MPa gerilme değeri ile karşılaştırılıp karar verilmektedir. Bu yöntemdeki sınır koşulları 2 boyutlu modelde kritik olduğuna kara verilen bölgeler için eşdeğer eleman genişliğinde yapılan 3 boyutlu modele 2 boyutlu analiz sonuçlarından gelen öteleme ve dönme hareketinin uygun düğüm noktalarına uygulanması ile tanımlamıştır. Grid Takviyeli İleri Kompozit yapı için 2 boyutlu sonlu elamanlar yöntemi kullanılarak gerilme ve burkulma analizleri yapılmıştır. Bu analizler için için Nastran SOL101 ve SOL105 kütüphaneleri kullanılmıştır. Yapılan modelleme tekniğiyle birlikte kirişlerin ana yük taşıyan fiber doğrultusu boyunca gerilme değimleri gözlenebilmiş ve tasarım hakkında genel bir gözlem yapılabilmiştir. Yüzey üzerindeki gerilme değimleri ile ona bağlı olan kirişlerdeki gerilmeler karşılaştırılmış ve mantıklı bir fizik davranışı elde edilmiştir. Burkulma analizlerinde ise yapı farklı yükleme koşullarında incelenip, nihayetinde en kritik olan yükleme koşulu için 10 farklı burkulma modu incelenmiştir. Bu inceleme sonucunda gerçekleşen burkulmaların sadece lokal yüzey hücre burkulmaları olduğu gözlemlenmiştir. Nastran’ın hesapladığı özdeğer vektörü 1. mod için 1 değerine yaklaşıktır. Bu da demek oluyor ki bu yükleme koşulu 2 için ilk mod aynı zamanda kırılma gerilmesinin de oluştuğu yük durumuna karşılık gelmektedir. Grid Takviyeli İleri Kompozit yapı için 2 boyutlu sonlu elamanlar yöntemi kullanılarak optimizasyon analizleri de yapılmıştır. Bu analiz için Nastran SOL200 kütüphanesi kullanılmıştır. Tasarım kısıtları olarak malzeme kırılması, lokal kiriş burkulması ve Euler burkulması referans olarak alınmıştır. Yapılan optimizasyon çalışması Nastran’ın kendi içerisindeki algoritmaları kullanması ile gerçekleştirmiştir. Burada “hard convergence” denilen bir yakınsama metodu ile denklemler iterasyonlarla çözülmektedir. Her döngüde elde edilen yakınsaklık değerleri ile tüm sonlu elemanlar modeli yeniden çözülmekte ve en son iterasyona kadar bu süreç devam etmektedir. Yapılan bu çalışma sonucunda, verilen yükleme altında 2 boyutlu gerilme analizi için kullanılan model kullanılmış olup, optimum boyutlar elde edilmiş ve bunların yukarıda anlatıldığı gibi ayrıntılı analizleri yapılmıştır. Grid Takviyeli İleri Kompozit yapı için üretim yöntemi de geliştirilmiş olup başarılı bir şekilde uygulanmıştır. Bu üretim yöntemi daha çok literatür üzerinden yapılan çalışmalar üzerinden yola çıkılarak geliştirilmiştir. Vakum destekli reçine infüzyonu ile yapılan üretim silikon kalıplar içerisinde gerçekleştirilmiştir. Kullanılan silikon kalıplar belirli noktalarından delikler açılarak reçine ile beslenmiştir. Açılan bu delikler direkt olarak kirişlerin yatırıldığı boşlukların olduğu kısımlara açılmıştır. Gösterge basını 55 mbar olarak ayarlanıp reçinenin kurulan düzenek içinde ilerlemesi sağlanmıştır. Yüzeyde ve kirişlerin içinde ilerleyen reçine kalıbın bittiği noktalarda dışarı çıkmaması için yarı geçirgen bir zar ile örtülmüştür. Bu zar hava akışını sağlamakla beraber reçine gibi sıvı bir maddenin geçişine izin vermemekte ve bu şekilde reçine içerde kalmakta ve bütün fiberler boyunca bir dağılım gösterip en kolay bulduğu yoldan dışarı kaçamamaktadır. İnfüzyon işlemi yapıldıktan sonra malzeme düzeneği aynı vakum altında fırınlanmakta ve 5 saat sonra çıkartılıp silikon kalıptan çıkarılmaktadır. Bu yöntem ilk olarak tek hücre yapısı için denenmiş olur daha sonra 2*2 hücre için denenmiş ve elle yatırma işlemi nedeniyle daha fazla hücre sayısı için otomasyon yöntemlerin kullanılmasına karar verilmiştir. Bu başarılı üretim sonuçlarından sonra yapı makro boyutlarda çekim yapan bir kamera ile incelenmiş ve kuru veya fiber çekme kuvvetinin kaybı ile oluşmuş üretimden gelen hatalar tespit edilmiştir. Ayrıca reçinenin düğüm noktalarında fiber hacminin artması sonucu nasıl dağıldığı gözlemlenmiş ve literatür üzerindeki çalışmalarla kıyaslanmıştır., Structural concepts being used for aerospace vehicles are searching for the most efficient ways by pushing the limits of their current time. In general, the meaning of stiffening imply that longitudinal stringers and frames or ribs are placed orthogonal or by some angle to the stringers. The main purposes of this application for structures are high stiffness to weight ratio, increase of bending stiffness preventing from local flutter, vibration and buckling, suitable for structural attachments and non-structural items. Advanced Grid Stiffened (AGS) structures possesses wide variety of possibilities to design and manufacture stiffeners with different spacing, nodal offset, stiffener angle, number of stiffener, thickness of the skin, etc. AGS structures, which have complex component geometries, require the use of finite element analysis techniques for detailed structural analysis. Analytical methods cannot predict the local stress distributions and local failure types. Failure types of composite AGS structures under in-plane loads and under the effect of out of plane shear loads are categorized as five dominant failure modes. These are; instability of total panel, which is referred to as global buckling, local skin buckling, local buckling or crippling of the stiffeners, material failure and delamination caused by inter-laminar shear stresses. Understanding the failure behavior and stress distributions on the composite AGS panel under inplane loading and the effect of out of plane shear loads is important to structural design. Thus, all five different failure modes and stresses at critical locations like nodes of AGS panel are considered in the design and need to be considered in validation and certification phases. AGS panel is modeled and analyzed using 2D quadrilateral elements using MSC Patran/MSC Nastran. Stress distributions along the stiffeners and the skin can be separately taken from their element centroids and different buckling modes of the AGS panel can be observed using SOL105. MSC Patran PCL functions are used to change the stiffener spacing. An optimization cycle is set-up using MSC Nastran SOL200 solver, which takes into account stiffener crippling and material failure as design constraints. The inter-laminar shear stresses along the height of the stiffener and at the skin-stiffener interface section is taken from local 3D model of highly stressed regions. The decision is made for the optimized panel under mixed loading, which is shear-bi-axial compression respectively 175 N/mm and 60 N/mm -150N/mm. According to optimization results, stiffener height is 21.377 mm, stiffener spacing is 205.8 mm. The manufacturing of the AGS panel, which is laborious with any technique done in previous studies, is accomplished successfully by using Vacuum Assisted Resin Transfer Molding like technique. The integral manufacturing of grids and skin using resin infusion provides low-cost manufacturing of AGS panels. In this process, pattern of the grids are printed using 3D printers and silicon rubber, which takes the shape of printings, which are used to make mold, then fibers are laid into the grooves. After laying all the fibers, which can reach 50% percent fiber fraction just by hand process, skin is put on the side where fibers are ending. After resin infusion, composite AGS panel is cured at elevated temperature in the oven., Yüksek Lisans, M.Sc.

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2014, Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2014, Bu tezin amacı, yeni optimizasyon yöntemi olan parçacık sürü optimizasyon algoritmasını MATLAB’e uygulayarak bulanık PID kontrolörü katsayıları ve Takagi-Sugeno kural tabanındaki keskin değerleri cevrimdışı optimize ederek doğrusal ve doğrusal olmayan sistemlerin belirli çalışma koşulları altında kontrolünü sağlamaktır. Parçacık sürü optimizasyonunun diğer optimizasyon yöntemlerinden, örnek olarak verilmesi gerekirse genetik algoritmadan, en önemli avantajı optimizasyon sırasında az sayıda iterasyon içermesi, kolay anlaşılabilir olması ve bize kompleks olmayan az sayıda yazılmış bilgisayar kodları ile kolay ve ucuz bir şekilde uğraşmamızı sağlamasıdır. Genetik algoritma ile olan benzerlikleri ise her ikiside populasyon tabanlı olup, tek set değerden diğer set değerlere geçerken deterministik ve olası kuralları kullanmaları sayılabilir. Son yapılan çalışmalara istinaden parçacık sürü optimizasyon yöntemi en az genetik algoritma kadar büyük oranda doğrusal olmayan yapıların çözülmesinde, yakınsama oranı ve yakınsama hassasiyeti bazında aynı sonuçları vermektedir. Ayrıca basit kodlar içermesinden dolayı hem bilgisayar hafızasından hem de zamandan tasarruf ettirip sonuclara en hızlı ve verimli şekilde ulaşmamıza yardımcı olmaktadır. Parçacık sürü optimizasyon yöntemi doğrusal olmayan ve zamanla değişen karakteristiğe sahip olan ikili tank sisteminde belirli çalışma aralıkları içerisinde bulanık PID kontrolör tasarımında kolayca ve başarılı bir şekilde uygulanabilmiştir. Yukarıda bahsedildiği gibi ikili tank sisteminin doğrusal olmayan ve zamanla değişen yapısından dolayı, kontrolör tasarımında tek set parametrelerin bulunması ve kontrol sırasında her bölge için aynı parametrelerin kullanılması neredeyse imkansızdır. Bu yüzden daha önceden belirlenmiş çalışma aralıkları içerisinde, Takagi-Sugeno kural tabanındaki parçacık sürü optimizasyon yöntemi ile optimize edilmiş katsayılar her bölge için sabit tutularak, değişik bölgeler için değişik optimal kontol parametreleri bulunup kontrol sırasında çevrimiçi olarak PID katsayılar hesaplanmıştır. Bulanık PID kontrolör parametreleri aynı zamanda ikili tank sisteminin ikinci tankındaki sıvı seviyesini giriş set değeri alarak farklı çalışma aralıklarında doğrusal regresyon yöntemi ile bulunan değişik kontrolör parametre fonksiyonları ile esnek bir yapıya dönüştürülüp farklı giriş değerleri, sistem gürültülerini hatta sistem hatalarını kompanze edecek duruma getirilimiştir. Böylelikle belirlenen çalışma bölgelerinde istenilen kontrol şartlarını sağlayan, değişik senaryolara sahip sistem hataları ve sistem gürültülerini bastıran adaptif yapıya sahip doğrusal olmayan bir sistemin geliştirilmiş parçacık sürü optimizasyonu yöntemi ve bulanık PID kontrolörü ile kontrolü sağlanmıştır., The goal of the thesis is to introduce a new global optimization method called particle swarm optimization that is implemented via MATLAB to use to find the optimal parameters for PID coefficients and Takagi-Sugeno rule base’s crisp values in order to control linear and nonlinear systems within specified operating conditions. The most important advantages of particle swarm optimization algorithm is that it requires less number of iterations and it enables us to deal with a few lines of computer codes in a cheapest manner rather than other optimization methods such as genetic algorithm. It requires only primitive mathematical operators in terms of both necessity of more available memory and speed. Particle swarm optimization method has been successfully applied to the design of coupled tanks system control with meaningful time domain criteria. Since the coupled tank system to be controlled is nonlinear and time varying charecteristic, it is almost not possible to find one set of parameters that satisfy for all operating conditions. Therefore some predetermined operating points have been chosen and find out the optimal control parameters’ values for the operating points while keeping Takagi-Sugeno crisps values constant for all operating points within the different ranges. Different functions are calculated for each controller parameters within different operating points based on the referenced height of tank two as an input value to the coupled tank system by using the predetermined points and least curve-fitting algorithm. It has been observed that these functions, which derive fuzzy controller parameters, have achieved very satisfactorly systems responses.The water levels between different ranges are chosen respectively as a three typical operating regions of second tank and input space is divided into three fuzzy subspaces based on operating regions. Fuzzy PID parameters have been calculated online by proposed method despite of the fact that Takagi Sugeno crisp values have been calculated offline and stored before calculating PID parameters for the three operating regions. We can generalize that Takagi-Sugeno crisp values, which are structural parameters, are determined offline design while the tuning parameters are calculated during online adjustment of fuzzy PID controller to enhance the process performance, as well as to accommodate the adaptive capability to system uncertainty and process disturbances. The proposed architecture is also tested in case of process disturbance and systems faults. Simulation results showed that the couple tank system was successfully controlled with acceptable performance criterions in both cases., Yüksek Lisans, M.Sc.

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2014, Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2014, DNA dizi analizi, Nobel ödüllü iki araştırmacı Frederick Sanger ve Walter Gilbert'in geliştirdikleri ilk dizileme yöntemlerinden beri moleküler biyoloji ve genetik alanındaki teknolojik gelişmelerin daima odağında olmuştur. Temelde her iki yöntemin de amacı DNA zinciri üzerindeki belirli bir noktanın nükleotit dizisini belirlemek olsa da, teknikler arasında önemli farklılıklar mevcuttur. Allan Maxam ve Walter Gilbert, DNA'nın modifikasyonuna ve belirli kimyasalların kullanılması ile belirli nükleotitlerde kesilmesi esasına dayanan bir DNA dizileme yöntemi geliştirirken, Sanger yönteminin ana prensibi zincir sonlandırıcı nükleotit olarak ddNTP'lerin kullanılmasıdır. Her iki yöntemin de kendine ait avantaj ve dezavantajları bulunmasına rağmen, zaman içerisinde Sanger DNA dizileme yönteminin otomasyona daha çok izin veren ve kullanıcı kolaylığı sunan bir teknik olduğu anlaşılmıştır. Halbuki başlarda Maxam-Gilbert yöntemi, saflaştırılmış DNA'nın doğrudan dizilenebilmesine imkan verdiği için çok daha popülerdi. Ancak, zincir sonladırma yönteminin zaman içinde iyileştirilmesi, otomatik sistemlere adapte edilmesi ve Maxam-Gilbert tarafından geliştirilen tekniğin çok karmaşık olması ve insan sağlığı açısından tehlikeli kimyasalların kullanımını içermesi gibi farklı etkenler nedeniyle Maxam-Gilbert DNA dizileme yöntemi eski önemini yitirmiştir. DNA dizi analizinin işlem hacmindeki asıl kayda değer gelişim, kapiler elektroforezine dayalı ayırım yönteminin jel tabanlı sistemlerin yerine kullanılmaya başlanması sonucunda yaşanmıştır. Kapiler elektroforezine dayalı DNA dizi analizi yöntemi, halen günümüzde hızla gelişmekte olan genomik ve proteomik alanlarına ışık tutmuştur. Daha teknolojik ve daha ileri dizileme sistemlerinin geliştirilmesine rağmen, DNA dizi analizinde halen 'altın standart' olarak adlandırılan bu yöntem, önemini hiçbir zaman kaybetmemekle birlikte, halen günümüzde en yaygın olarak kullanılan dizi analizi yöntemidir. Saccharomyces cerevisiae mayası, ökaryotik canlılarda gerçekleşen fizyolojik ve biyokimyasal olayları anlamak için dünyada en fazla ve en yaygın olarak kullanılan model organizmalardan biridir. Geliştirilen dizileme yöntemleri sayesinde, 6000 gen bölgesi içeren tüm genomunun dizi analizinin tamamlanmış olması ile ökaryotlar arasında öncü olmuştur. S. cerevisiae, sadece bilimsel çalışmalarda değil, ayrıca endüstriyel alanlarda da yüzyıllardır kullanılan tek hücreli bir ökaryottur. Doğal ortamlarında ve/veya endüstriyel uygulamalarda, mikroorganizmalar oksidatif, sıcaklık, dehidrasyon, besinsiz kalma ve metal iyonlarının varlığı gibi farklı stres koşullarına maruz kalmaktadırlar. Hem tek hücreli ökaryotik bir model organizma olması, hem de endüstriyel açıdan önemi sebebiyle S. cerevisiae mayası, hücresel stres direnci ve tepkisine yönelik araştırmalar için uygundur. Bu çalışmada S. cerevisiae mayasının referans suşu CEN.PK 113-7D ve bu suştan daha önce evrimsel mühendislik yaklaşımı ile elde edilmiş olan, çeşitli streslere dirençli suşlar kullanılmıştır. Oksidatif strese dirençli suş 'H7', kobalt-dirençli suş 'CI25E', nikel-dirençli suş 'M9' ve demir-dirençli suş '8C' olarak adlandırılmıştır. Karşılaştırmalı genotip analizinin deneysel çalışmalarından önce, kapiler elektroforezine dayalı DNA dizi analizi yöntemi en kapsamlı ve en kesin dizileme verilerinin alınabilmesi için bu çalışmaya yönelik özel olarak optimize edilmiştir. Çalışılan suşlardan DNA eldesi ve saflaştırılmasından sonuçların analizine kadarki tüm ara basamaklarda kullanılan kimyasalların ve tekniklerin optimizasyonu sayesinde deneysel çalışmalarda hedeflenen genotipleme analizi kalitesine ulaşılmıştır. Optimizasyonu her adımı için tamamlanan yöntem, çalışılan suşların belirlenen genleri için karşılaştırmalı dizi analizinde kullanılmıştır. Çalışılan referans ve mutant suşların DNA izolasyonu ticari bir kit kullanılarak üretici firmanın belirlediği çalışma protokolüne göre gerçekleştirilmiştir. PSE1, GRX4, MSN2, MSN4, MSN5, OCA1 ve CTT1 genlerinin Polimeraz Zincir Reaksiyon'ları (PZR) için özel olarak hazırlanmış reaktif karışımları ve çalışmaya özgü sıcaklık döngüleri her bir gen için ayrı ayrı optimize edildikten sonra kullanılmıştır. PZR ürünlerinin doğrulanması agaroz jel elektroforez sisteminde gerçekleştirilmiştir. Amplifikasyonu gerçekleştirilen gen bölgelerinin artık primer ve kullanılmayan nükleotitlerden arındırılması için enzimatik parçalama yöntemi kullanılmıştır. Saflaştırılan amplifikasyon ürünleri dizileme yöntemi için kalıp dizi olarak kullanılmıştır. Dizileme reaksiyonu sonrası artık olarak kalan işaretli-zincir sonlandırıcı nükleotitler kolon saflaştırma yöntemi sayesinde ortamdan uzaklaştırılmıştır. Dizileme yürütmeleri ABI 3130 Genetik Analizör cihazında gerçekleştirilmiştir. Dizi bilgilerinin analizi iki adımda gerçekleştirilmiştir. Dizi bilgisinin kalitesi ve dizileme yönteminin başarısının analizi için Sequencing Analysis v.6.0 programı kullanılmıştır. Çalışmanın güvenilirliği ve temizliği doğrulandıktan sonra, çalışılan her bir gen bölgesi için SeqScape v.3.0 programında bir proje açılmıştır. Her bir projeye, dizilemesi yapılan suşların ilgili gen bölgesi için dizi dosyaları, bilgi bankasından indirilmiş referans dizi ve analizler için özel olarak tanımlanmış analiz parametreleri yüklenmiştir. Açılan projelere yüklenen bilgiler kullanılarak, referans dizi dosyasının içeriği temel alınarak, referans suş CEN.PK 113-7D ve onun mutant suşları arasındaki nükleotit değişimleri analiz edilmiştir. Yapılan karşılaştırmalı genotip analizi sonucunda PSE1, GRX4 ve MSN5 genleri için CEN.PK 113-7D referans suş ile kobalt-dirençli suş CI25E ve demir-dirençli suş 8C arasında herhangi bir nükleotit farklılığı tespit edilmemiştir. CEN.PK 113-7D referans suş ile oksidatif strese dirençli suş H7 arasında yapılan ve MSN2, MSN4 ve OCA1 genlerini içeren karşılaştırmalı genotip analizi sonuçları ise her iki suş arasında nükleotit farklılığı bulunmamasına rağmen, analizler sırasında referans gen dizisi kullanılan diğer bir önemli referans suş olan S288C'nin çalışılan genler açısından CEN.PK 113-7D ve ondan elde edilmiş H7 mutant suşlarından farklılıklar gösterdiği tespit edilmiştir. Daha çok oksidatif stres ortamlarında etkinliği bilinen fakat farklı birçok stres koşullarının varlığında da stres etkenine karşı direnç geliştirilmesinde aktif rol oynadığı yapılan çalışmalarda gösterilmiş olan CTT1 geninin, CEN.PK 113-7D referans suş ile kobalt-dirençli suş CI25E, oksidatif strese dirençli suş H7 ve nikel-dirençli suş M9 arasında yapılan karşılaştırmalı genotip analizinde, H7 ve CI25E mutant suşların evrimsel mühendislik yöntemi ile elde edildikleri referans suş ile aynı genotipe sahip oldukları, nikel-dirençli suş M9'un ise DNA ekspresyonunun başlatıldığı bölge olarak bilenen düzenleyici dizi üzerinde referans suşundan bir nükleotitlik farklılık gösterdiği tespit edilmiştir., DNA sequencing has been a main focus of technological development of molecular biology and genetic research since Nobel laureates Frederick Sanger and Walter Gilbert introduced sequencing by chain termination or chemical fragmentation techniques, coupled with gel electrophoresis-based separation. Remarkable improvements in data resolution were encountered when the separations of fragmented products were performed in capillaries versus slab gels. Since its invention, DNA sequencing by capillary electrophoresis technique has illuminated the future on genomics and proteomics studies. Although new sequencing strategies offering high-throughput data analysis have been developed, DNA sequencing by capillary electrophoresis technique still retains its global importance in genetic research. Saccharomyces cerevisiae is one of the most studied organisms and a common model organism in molecular cell biology to understand the eukaryotic cell. With the advent of DNA sequencing approaches, S. cerevisiae has been the first eukaryote the genome of which was completely sequenced. In addition to its use in scientific research, it has also been used for industrial applications such as brewing and baking for ages. In nature and/or industrial applications, microorganisms are exposed to a variety of stress conditions such as oxidative, temperature, dehydration, starvation, and metal ions stress. S. cerevisiae is suitable for stress-resistance studies, because of being a eukaryotic model organism and its industrial importance. In the present study, S. cerevisiae was used as a model organism. Oxidative stress-resistant strain 'H7', cobalt-resistant strain 'CI25E', nickel hyper-resistant strain 'M9' and iron-resistant strain '8C' had been obtained previously by evolutionary engineering approach, using the reference strain CEN.PK 113-7D. Before performing the experimental studies for comparative gene analysis between reference and mutant strains, all sections of the DNA sequencing by capillary electrophoresis method were optimized to obtain the most accurate sequencing data. Optimized protocols of the sequencing method were then applied to the experimental studies. DNA extraction from the reference and mutant strains was performed using a commercial extraction kit. Polymerase Chain Reaction (PCR) of PSE1, GRX4, MSN2, MSN4, MSN5, OCA1 and CTT1 genes was carried out in a thermal cycler using the specifically prepared PCR Master Mix for each region of interest and thermal conditions. Electrophoretic analysis of the PCR products was performed using an agarose gel. PCR products confirmed on agarose gels were then purified using the enzymatic purification method. Cycle sequencing reaction was performed using enzymatically purified amplicons in a thermal cycler. Sequencing reaction products were purified by spin-column purification method. DNA sequencing by capillary electrophoresis of the samples was performed on ABI 3130 Genetic Analyzer using the optimized sequence module. Data analysis of the samples was carried out in two steps. Sequencing Analysis v.6.0 software was used to investigate sequence quality and baseline clearness before comparative genotype analysis. For each gene studied, designated project including sequence data of the samples, reference sequence file of the S. cerevisiae and analysis parameters were created in SeqScape v.3.0 software. Comparative sequence analysis of each gene was performed between reference and mutant strains in detail., Yüksek Lisans, M.Sc.

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2014, Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Instıtute of Science and Technology, 2014, Büyük ölçekli inşaat projelerini üstlenen ana yükleniciler, projeyi belirli iş paketlerine ayırırlar. Belirledikleri iş paketlerinin yapımı için alt yüklenicilik hizmetinden faydalanma yolunu tercih ederler. Alt yüklenicilik hizmeti alacakları firmaları belirlerken, ana yükleniciler öncelikli olarak firmaların uzmanlık alanını gözetirler. İnşaat projelerinin çok taraflı yapıda proje gerçekleştirilirken çeşitli çatışmalar ve probleme neden olur. Bunların başında da ana yüklenici firmanın iş paketleri için doğru alt yüklenicileri seçmesi gelir. İş paketleri için uygun alt yüklenicilerin seçilmemiş olmaması, projenin sözleşme koşullarına uygun olarak tamamlanamamasına yol açar. Ana yüklenici, alt yüklenicilerin ürettikleri işlerin sözleşme koşullarına uygun olmasını temin etmekle yükümlüdür. Bu nedenle, alt yüklenicilik hizmeti alınacak firmalar belirlenirken firmanın performansını doğru değerlendirebilecek ölçüm modellerine ihtiyaç vardır. Ana yükleniciler, birlikte çalışacakları alt yüklenicileri belirlerken bu firmaların uzmanlık alanlarına göre yapımını gerçekleştirebilecekleri iş paketleri için teklif isterler. Alınan teklifler, zaman ve maliyet açısından incelenir. Ana yüklenici, iş paketi için teklif edilen “zaman” ve “maliyet” değerinden kendi açısından uygun olanını belirleyerek; teklif sahibi firmayı alt yüklenici olarak belirler. Bu seçimde “zaman ve maliyet” kriterleri kilit rol üstlenmektedirler. Ancak, inşaat projelerinde “zaman”, “maliyet” kriterleri kadar önemli olan “kalite” kriteri, bu seçimde göz ardı edilmektedir. Alt yüklenici hizmeti alınacak firmalar belirlenirken “kalite” kriterinin göz ardı edilmesi çoğunlukla uygun olan adayların belirlememesine neden olur. Bu nedenle, ana yükleniciler birlikte çalışacakları alt yüklenici adaylarını belirlerken projenin sözleşme koşullarına uygun zaman, maliyet ve kalitede tamamlanabilmesini sağlayacak firmaları iş paketleri için seçmelidirler. İnşaat sektöründe alt yüklenici seçimi, en düşük teklif fiyatı üzerinden yapılmaktadır. Seçimin sadece maliyet kriteri üzerinden gerçekleştirilmesi; çeşitli imalat hataları ve yeniden yapımlara neden olarak işin toplam maliyetinin artmasına neden olmaktadır. Bu nedenle, işverene karşı projenin belirlenen zaman ve maliyette ve istenilen kalite standardına uygun olarak tamamlanması ile sözleşme kapsamında sorumlu olan ana yüklenici birlikte çalışacağı alt yüklenici adaylarını belirlerken firmaların yapım performansını doğru değerlendirmelidir. Literatürde, son on yıldır inşaat projelerinin “zaman-maliyet-kalite” kriterleri açısından performansını değerlendiren birçok çalışma bulunmaktadır. Ancak, birçok ana yüklenicinin üstlendikleri projelerin büyük bir kısmını alt yüklenicilik hizmeti ile gerçekleştirdiği bilinmektedir. Ana yüklenicilerin, hizmetinden faydalanacağı alt yüklenici adayını belirlerken kullanabileceği çok kriterli modellere ait yapılan çalışmaların sayısı oldukça sınırlıdır. Bu nedenle, bu tezin amacı ana yüklenicilerin birlikte çalışacakları alt yüklenici adaylarını belirlerken kullanabilecekleri bir seçim modeli geliştirmektir. Geliştirilen modelde “zaman-maliyet-kalite” kriterleri seçim için kullanılacak temel amaçlardır. Bu açıdan tez kapsamında incelen problem bir ödünleşim problemi olup; “zaman-maliyet-kalite” kriterleri arasında uygun dengenin sağlandığı durumlar problemin çözüm kümesini teşkil eder. İnşaat projelerindeki “zaman” açısından ele alınan ödünleşim problemlerinde, sürenin kısaltılması ek kaynaklar kullanılarak zamanın kısaltılması amaçlanır. Zamanın kısaltılması genellikle ek maliyet ve düşük kalite standardında üretime neden olur. İnşaat projelerinde toplam proje süresinin belirlenmesi için kullanılan yöntemlerden biri “Kritik Yol Yöntemidir”. Kritik yol yöntemi, projede yer alan aktivitelerin kritikliğinin belirlenmesi açısından önemli bir araçtır. Bu yöntemle, projenin toplam süresi, kritik yol ve aynı zamanda projede bazı durumlarda geciktirebilecek veya daha uzun sürede yapımı gerçekleştirebilecek aktiviteler belirlenebilir. Tez çalışmasında incelenen problemde projenin toplam süresinin belirlenmesi için “Kritik Yol Yönteminden” faydalanılmıştır. “Ayrık zaman-maliyet-kalite ödünleşim problemi” çizelgesi bütçe kısıtına uygun bütçeyi geçmeden, projenin tamamlanma süresini en aza indirecek şekilde her aktivite için özelleştirilmiş yöntemlerin ayrık kümeleri arasında en uygun “zaman-maliyet-kalite” değerlerini içeren çözümleri seçer. Bütçe problemini uygun şekilde çözen alternatif yöntemler olabilir ancak elde edilen her çözüm farklı toplam maliyet değerine sahip olabilir. Bu tez çalışması kapsamında, ana yüklenici, alt yüklenici ve tedarikçi seçiminde ve değerlendirilmesinde kullanılan kriterler ve bu kriterlerin önemi incelenmiştir. Bu çalışmanın temel amacı, ana yüklenicinin birlikte çalışacağı alt yüklenici adayını belirlerken kullanabileceği bir model geliştirmektir. Geliştirilen model ile yapım performansı yüksek olan alt yüklenicilerin iş paketlerinin gerçekleştirilmesi için seçimin sağlanacaktır. Ayrıca bu çalışmanın bir diğer amacı belirlenmiş olan bütçeyi aşmadan optimum çözümler arasından uygun maliyet değerine sahip alt yüklenici dizilimlerinin iş paketleri için belirlenmesidir. “Ayrık zaman-maliyet-kalite ödünleşim probleminin” çözümü için Matlab yazılımında bir hibrit GA-SA (Hybrid Genetic Algortihm-Simmulated Annealing) algoritma geliştirilmiştir. Problemin çözüm uzayı belirlenmiş olan bütçeyi aşmadan, “zaman-maliyet-kalite ödünleşimi” için en iyi dizilimleri elde edilmesiyle oluşturulmuştur. Tez çalışmasında ele alınan inşaat projesi toplam 18-aktivite bulunmaktadır. Bu proje için optimum çözümleri içeren ödünleşimler araştırılmıştır. Tez çalışmasında, inşaat projelerindeki “zaman-maliyet-kalite ödünleşim probleminin” çözümü için GA ve SA meta höristik yöntemlerini kullanarak optimizasyon ile bu probleme çözüm aramak amaçlanmıştır. Bu optimizasyon problemi MATLAB R2013b üzerinde geliştirilen bir hibrit algoritma kodalanarak çözülmüştür. “Zaman-maliyet-kalite ödünleşim (Time-Cost-Quality-Tradeoff) problemi” proje yönetimi alanında önemli bir araştırma alanını kapsar. Bu nedenle, , TCQT (Time-Cost-Quality-Tradeoff) problemi birçok araştırmacının ilgisini çekmiştir. TCQT problemlerinin; zaman problemi, bütçe problemi ve kalite problemi olmak üzere üç ana gruba kategorize edilebileceği gözlemlenmiştir. Bu çalışmada kurulmuş olan modelin amacı, modeldeki çeşitli kısıtlamalara ve sınırlara bağlı kalarak her bir aktivite için maksimum nitelikleri yanında projenin belirlenmiş olan süresinin altında çözümler bulmaktır. Model için birçok alternatif uygun çözüm olabilir. Pratik olarak amaç; toplam tamamlama zamanının azaltılması, minimum bütçe koşulu dikkate alınarak kalitenin artırılması ve en uygun bütçeli çözüme ulaşılmasıdır. Tez çalışmasında, TCQT problemleri için daha verimli optimizasyon yöntemlerine ihtiyaç duyulduğunun görülmesi üzerine bu problemin çözümü için bir hibrit algoritma geliştirilmiştir. Geliştirilen hibrit algoritmada kullanılan üst sezgisel yöntemler benzetimli tavlama (Simulated Annealing-SA) ve genetik algoritma (Genetic Algortihm-GA) yöntemleridir. Benzetilmiş tavlama (SA) ve genetik algoritma (GA) tamamlayıcı güçleri ve zayıf yönleri ile modern sezgisel yaklaşımlar arasında, etkili ve güçlü birleştirilmiş optimizasyon algoritmalarını temsil eder. İki paradigmanın ilgili avantajlarının uygulanışı; genetik algoritmanın yerel arama yeteneğini geliştirmek, GA-SA algoritmaların etkili bir kombinasyonunu oluşturmak, hibrit GA-SA, zaman-maliyet-kalite ödünleşmesi (TCQT) problemini çözmek için geliştirilmiştir. Tez çalışmasında kullanılan örnek olarak bir karayolu inşaat projesi kullanılmıştır. Bu projede çalışılacak alt yüklenicilerin ana yüklenici tarafından seçimi sırasında yazılan hibrit algoritma kullanılmıştır. Otoyol projesinde 18-aktivite için uygun alt yüklenicilerin belirlenmesi sağlanmıştır. Bu araştırmanın temel amacı, maliyeti ve zamanı minimize ederken ve projenin kalitesini maksimize eden çözümlere ulaşmaktır. Bu optimizasyon probleminin geliştirilen hibrit algoritma ile çözümünün gerçekleştirilmesi ile baskın olmayan çözümleri içeren Pareto Font kümesi elde edilmiştir. Tez çalışmasının en önemli katkılarından biri bütçe kısıtının probleme eklenmesidir. Yine bu çalışmada, baskın olmayan çözümleri kaybolmasını önlemek için en iyi çözümler bir havuzda her tekrarda tutulmuşlardır. Tüm aktivitelerin zamanı, maliyeti ve kalitesi belirleyici kriterler olarak değerlendirilmiştir. Uygulamada, projenin alt elemanlarını çoğu olasılık ve güncel model hesaba katmaz. Daha verimli algoritmalar ve yöntemler kullanılarak daha verimli Pareto-optimal çözümler üretilebilir. Yerel optimal çözümlere takılmamak için hibrid bir GA-SA geliştirilmiştir. Tez çalışmasında, problemin çözümü için geliştirilen Matlab kodu farklı ağları çözmek için genişletilebilir ve yeni “zaman-maliyet-kalite” problemleri için yeni girdiler ve değerler kullanılarak çözümler elde edilebilir., The time-cost-quality trade-off problem (TCQTP) is an important issue in the scheduling of construction and industrial projects. The construction projects are usually challenged with many conflicts, problems, and uncertainty due to a result of failure in selecting a competent contractor. To perform the project success, the owner’s team has an important role to figure out these many conflicts and problems such as schedule delays, cost overrun, low productivity, and contractor selection. Contractor selection continues to be an area of significant importance and interest to organizations responsible for delivering project outcomes. The selection of contractors and their ability is complex, comprising high levels of ambiguity and uncertainty as a result of multiple conflicting objectives. Time-cost-quality trade-off for networks has proved very useful for the performance evaluation of certain types of projects. It aims to compress the project completion time by accelerating the activity durations at an expense of additional resources. The critical path method is an important tool to identify the critical activities in the critical path of an activity network in project management. The budget problem in discrete time-cost-quality trade-off scheduling selects the time-cost-quality system among the discrete set of specified modes for each activity so as to minimize the project completion time without exceeding the available budget. There may be alternative modes that solve the budget problem optimally, however each solution may have a different total cost value. The importance of the criteria used to evaluate and select contractors or suppliers has been examined. It will help construction managers to identify contractors with the best potential to deliver satisfactory outcomes in a final contractor selection process. The aim of this study is also to find the cost solutions among the optimal solutions without exceeding the available budget. The problem analyzed by writing a hybrid GA-SA code with Matlab. The solution space investigated for best options for time cost-quality trade-off without exceeding the defined budget. Optimal solutions for 18-activity network problem illustrate reasonable trade-offs., Yüksek Lisans, M.Sc.

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2013, Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2013, Kablosuz ağlar günümüzde çok hızlı bir şekilde büyümektedir ve kablosuz ağları kullanım isteği de hızlıca artmaktadır. Hızla artan bu isteği karşılamak için, teknoloji üreticileri ve araştırmacılar yeni ekipmanlar, teknikler ve yöntemler geliştirip kablosuz servislerin standartlarını belirlerler. Kablosuz ağların gelişmesinde en can alıcı engeller interferans, çok yollu yayılma, yayılan güç ve spektrum kısıtlamalarıdır. Spektrum, kablosuz ağlarda en değerli varlıktır ve geliştirilmesi mümkün değildir. Yayılan gücü arttırtmak yerine, gücün verimli kullanılması esas alınmıtır. Çok-yollu yayılmayı etkisiz kılmak için çok taşıyıcılı modülasyon tekniği ortaya atılmıştır. Çok taşıyıcılı modülasyon tekniği, sürekli ve hızla artan bu isteği karşılamak için önerilmiş can alıcı bir çözümdür. Dik frekans bölmeli çoğullama (OFDM) bu çok yollu yayılım sorununu geniş bandı küçük alt-taşıyıcılara bölerek ve sonrasında eşzamanlı ileterek üstesinden gelmiştir. Çok taşıyıcılı modulasyon tekniği çok yollu yayılımı nedeniyle oluşan bozulmaları ve radyo frekans (RF) girişimini azaltır. Bu sayede yüksek miktarda işlem hacmine izin verir. Dik frekans bölmeli çoklu erişim (OFDMA) OFDM’in çoklu erişim tekniğidir. Üçüncü nesil mobil iletişim ortaklık projesi (3GPP), OFDMA’i long-term evolution (LTE) sisteminde aşağı yönlü iletim için seçmiştir. OFDMA sistemi yüksek hızlarda işlem hacmine sahip olmasına rağmen, önemli bir sorun olan yüksek tepe-ortalama güç oranına (PAPR) sahiptir. PAPR, OFDMA göndericisinin güç verimliliğini belirten bir performans ölçümüdür. Mobil cihazlar için en önemli parametrelerde birisi cihazın güç verimliliğidir. Cihazın sahip olduğu güç, en verimli şekilde kullanılmalıdır. Eğer bir sinyal yüksek PAPR’a sahipse, intermodülasyon bozulmalarını engellemek için OFDMA göndericisi yüksek lineer bölgeli güç yükselticisine gereksinim duyar. Ardışık semboller arasındaki bu aşırı aramodülasyon bozulmalarını engellemek için, güç yükseltecindeki bu lineerlik elde edilebilsin diye güç yükselteci geniş geriçekilme ile çalıştırılmalıdır. OFDM’de alt taşıyıcılar aynı anda paralel olarak iletilirler, bu nedenle PAPR değeri oldukça yüksektir. Bu sorunu çözebilmek için alt-taşıyıcıların paralel bir biçimde eşzamanlı olarak iletilmesi yerine ard arda iletilmesi ortaya atılmıştır. Bu sayede harcanan tepe gücün ortalama güce oranı OFDM’e göre düşük olacaktır. Fakat alt-taşıyıcıları ard arda iletmek için çok hızlı iletim yapmak gerekir ve bunun sonucunda da semboller arası girişim (ISI) meydana gelir. ISI’yı azaltmak için alıcıda denkleştirme yapılmalıdır. Denkleştirme sayesinde radyo kanalının çok-yollu yayılma nedeniyle oluşan lineer bozulmaları telafi edilebilir. Genişband kanallar için kanal yanıt cevabı çok uzun olduğundan, geleneksel zaman bölgesi denkleştiriciler yerine frekans bölgesi denkleştiriciler alıcıda kullanılmalıdır. Tek taşıyıcılı frekans bölmeli çoklu erişim (SC-FDMA), yukarı yönlü yüksek data hızlarında iletim için umut verici bir yöntemdir ve 3GPP tarafından LTE’nin yukarı yönlü iletimine adapte edilmiştir. Çünkü pil tüketimi mobil cihazlar için önemlidir ve alıcı kısım baz istasyonu olduğu için denkleştirici karmaşıklığı ve maliyeti gözardı edilebilir. SC-FDMA, ayrık Fourier transform (DFT)-yayılmış dik frekans çoğullama olarak adlandırılan OFDM’in değiştirilmiş bir formudur. OFDM ile aynı işlem hacmi performansına ve karmaşıklığa, fakat düşük PAPR’a sahiptir. SC-FDMA alıcı-vericisi, tipik bir OFDM sistemiyle, vericideki alt-taşıyıcı eşlemeden önce eklenen DFT bloğu ve alıcıdaki alt-taşıyıcı ayırma işleminden sonra eklenen ters-DFT (IDFT) bloğu dışında tamamiyle aynıdır. Başka bir ifadeyle, zaman bölgesindeki bilgi sembolleri standart OFDM modülasyonundan önce DFT işlemiyle frekans bölgesine transfer edilir. Ayrıca, frekans bölgesi denkleştiricisi kullandığı için ISI’yı kolaylıkla azaltabilir. SC-FDMA sisteminin OFDMA’e göre en önemli avantajı düşük tepe-ortalama güç oranına sahip olmasıdır. PAPR, vericideki güç yükselteciyle alakalıdır ve maksimum güç verimliliği, güç yükseltecinin doyum bölgesine yakın noktalarda çalışmasıyla elde edilir. SC-FDMA sistemiyle modüle edilmiş bir sinyal, klasik tek taşıyıcılı bir sinyal olarak gösterilebilir. Ayrıca sinyale darbe düzenleyici filtreler uygulanarak PAPR değerinin düşmesi sağlanabilir. SC-FDMA sistemlerinde, sistemin yapısı gereği alt-taşıyıcılar kullanıcılara atanmadan önce gruplanmalıdır. Belirli alt-taşıyıcıların oluşturmuş olduğu küme alt-taşıyıcı kümesi olarak adlandırılır. Alt-taşıyıcıları gruplamanın iki temel yöntemi vardır: lokalize ve dağıtılmış alt-taşıyıcı eşleme. Buna ek olarak eğer dağıtılmış alt-taşıyıcı eşlemede alt-taşıyıcıların arasında eşit mesafe mevcut ise serpiştirilmiş alt-taşıyıcı eşleme olarak da adlandırılır. Lokalize alt-taşıyıcı eşlemede kümenin alt-taşıyıcıları birbirine bitişik olarak alınır. Serpiştirilmiş alt-taşıyıcı eşlemede ise kümenin alt-taşıyıcıları bütün frekans bandına yayılmış şekilde seçilir. Darbe şekillendirmenin olmadığı durumda, serpiştirilmiş alt-taşıyıcı eşlemede SC-FDMA sistemi en iyi PAPR performansını gösterir. Ayrıca serpiştirilmiş ve dağıtılmış alt-taşıyıcı eşleme frekans seçiçi sönümlemeye karşı daha dayanıklıdır, çünkü gönderilecek olan bilgi mesajı bütün kanala yayılmıştır ve ardışık alt-taşıyıcılar üzerinde oluşabilecek olası derin sönümlemelerden minimum düzeyde etkilenecektir. Diğer bir ifadeyle, dağıtılmış ve serpiştirilmiş alt-taşıyıcı eşleme frekans çeşitliliği sağlamaktadır. Lokalize alt-taşıyıcı eşleme ise alt-taşıyıcıları ardışık olarak seçtiğinden kanalda oluşabilecek olası derin sönümlemelerden fazlasıyla etkilenecektir; fakat frekans seçici sönümleme nedeniyle alt-taşıyıcı kümelerine atanan kullanıcılar arasında kullanıcı çeşitliliği sağlayacaktır. Radyo ortamında genişbandlı radyo kanalları frekans seçici sönümlemeye maruz kalırlar. Genişband kanal transfer fonksiyonlarının bu tarz bir sönümlemeye uğramalarının sonucu olarak kullanıcı alt-taşıyıcı çiftinin kanala bağlı atanması yapılmalıdır. Örneğin birden fazla kullanıcının olduğu bir çok taşıyıcılı sistemde, kullanıcılar baz istasyonundan uzaysal olarak ayrı konumlanmışlarsa, kullanıcıların her biri farklı bir kanal transfer fonksiyonuna sahip olacaktır. Bu nedenle sistemin toplam işlem hacmini arttırabilmek için alt-taşıyıcılar, kullanıcılara kanal durumları gözönünde bulundurularak atanmalıdır. Buna ek olarak, SC-FDMA sistemlerinde alt-taşıyıcılar kümeler halinde bulunduğundan alt-taşıyıcı ataması yerine alt-taşıyıcı kümesi ataması ifadesi kullanılır. Mobil kullanıcıların batarya kısıtlamaları nedeniyle güç tüketimleri önemli bir parametredir ve gücün en optimal şekilde kullanılması istenir. Çok taşıyıcı bir sistem olan OFDMA’de mobil cihazlardaki mevcut gücün en optimal şekilde alt-taşıyıcılara aktarılması literatürde yıllardır fazlasıyla yer bulmuştur. Kullanıcının sahip olduğu toplam güç, kullanıcıya atanan alt-taşıyıcılara toplam işlem hacmini maksimize edecek şekilde paylaştırılmalıdır. SC-FDMA sistemi içinde mevcut gücün paylaştırılma şekli sistemin toplam işlem hacmini etkileyen en önemli parametrelerden birisidir. SC-FDMA’de alt-taşıyıcı kümesi kavramı ve alıcıda frekans bölgesi denkleştirici olmasına rağmen, mantık olarak güç paylaştırma OFDMA sistemindekine benzer biçimde yapılmaktadır. Toplam işlem hacmini maksimize etmek için hem optimal alt-taşıyıcı kümesinin seçilmesi ve hem de kullanıcının mevcut gücünün alt-taşıyıcı kümesinin alt-taşıyıcılarına optimal biçimde aktarılması gerekmektedir. Bu durum iç içe bağlanmış bir sorundur ve çözülmesi oldukça karmaşıktır. Bu tezde SC-FDMA sisteminde toplam veri hızını maksimize eden birleşik optimal güç ve alt-taşıyıcı atama teknikleri elde edilmiştir. Elde edilen çözüm hem lokalize hem de serpiştirilmiş (dağıtılmış) alt-taşıyıcı atama için uygulanabilir. Birleşik optimizasyon problemi ardışık olarak iki alt problemin çözümüyle çözülmüştür: güç atama ve alt-taşıyıcı kümesi atama. Öncelikle, bir kullanıcı herhangi bir alt-taşıyıcı kümesi seçtikten sonra, o alt-taşıyıcı kümesinin elemanlarına mevcut gücünü optimal bir şekilde paylaştırmaktadır. Güç paylaştırma bir iç bükey optimizasyon problemidir ve Karush-Kuhn-Tucker (KKT) koşullarından türetilen bir güç paylaştırma algoritmasıyla çözülmüştür. Güç paylaştırma algoritması, OFDM’deki su doldurma algoritması gibi düşünülebilir ama SC-FDMA alıcısında bulunan frekans bölgesi denkleştiricisi nedeniyle elde edilen fonksiyon OFDM’de elde edilenden farklıdır. Önerilen güç paylaştırma algoritmasının zaman karmaşıklığı en kötü durumda O(MlogM) olarak hesaplanmıştır (M:bir alt taşıyıcı kümesinin sahip olduğu alt-taşıyıcı sayısı). SC-FDMA sistemlerinde M=12 alt-taşıyıcı olarak belirlendiğinden, bu algoritma oldukça kısa sürede yakınsamaktadır. Bütün kullanıcılar sistemde bulunan bütün alt-taşıyıcı kümelerine güç paylaştırmasını denedikten sonra alt problemlerden ikincisi olan optimal alt-taşıyıcı kümesi atama problemi devreye girer. Optimal alt-taşıyıcı kümesi atama problemi iki taraflı grafik üzerinde maksimum ağırlıklı eşleme problemine dönüştürülmüş ve Hungarian algoritması ile polinomsal zamanda çözülmüştür. Bu algoritmanın zaman karmaşıklığı O(max(N;K)3) olarak hesaplanmıştır (N:alt-taşıyıcı kümesi sayısı, K:toplam kullanıcı sayısı). Alt-taşıyıcı kümesi atama probleminin optimal çözümünün zaman karmaşıklığı oldukça uzun olduğundan, zaman karmaşıklığı kısa ama optimal çözüme yakın sonuçlar veren iki açgözlü alt-taşıyıcı atama algoritması önerilmiştir: birleşik Açgözlü kullanıcı-alt-taşıyıcı kümesi atama algoritması ve açgözlü kullanıcı atama algoritması. İlk algoritmanın zaman karmaşıklığı O(N2K) olarak bulunmuştur. Genellikle kullanıcı sayısı, alt-taşıyıcı kümesi sayısından fazla olduğundan (N < K) optimal çözüme göre daha kısa sürede bitmektedir. İkinci önerilen algoritmanın zaman karmaşıklığı ise O(NK) olarak hesaplanmıştır ve optimal çözüme göre oldukça kısa sürede bitmektedir. İki algoritma da optimal çözüme göre kısa sürede bitmesine rağmen performans bakımından yaklaşık olarak optimal sonucu vermişlerdir. Yapılan simülasyonlar sonucunda bir optimal ve optimal olmayan iki algoritmanın performansları incelenmiştir. Optimal olmayan iki algoritma zaman karmaşıklığı optimale göre kısa olmasına rağmen performans olarak optimale yakın sonuçlar vermiştir. Önerilen bütün algoritmalar hem lokalize hem de serpiştirilmiş alt-taşıyıcı atama için geçerlidir. Özellikle kanal hafızasının düşük olduğu radyo kanallarında serpiştilmiş alt-taşıyıcı kümesi atamasında optimale yakın sonuçlar elde edilmiştir, kanal hafızasının yüksek olduğu radyo kanallarında ise her iki alt-taşıyıcı atama için de optimale yakın sonuçlar elde edilmiştir. Kanal hafızasının düşük olduğu radyo kanallarda, güç paylaştırma algoritması serpiştirilmiş alt-taşıyıcı atama için anlamlı haldedir. Yapılan bu çalışmada, birleşik güç ve alt-taşıyıcı atama için önerilen algoritmalarda her kullanıcıya bir tane alt-taşıyıcı kümesi verilmiştir. Gelecekte yapılacak çalışmalarda, kullanıcılara birden fazla alt-taşıyıcı kümesi verilmesi durumu incelenmelidir. Bu tümleşik bir problemdir; çünkü tek bir kullanıcı için bile birden fazla alt-taşıyıcı kümesi atandığında iki sorun göze çarpmaktadır: hangi alt-taşıyıcı kümeleri seçilecek ve seçilen bu kümelere kullanıcının gücü nasıl paylaştırılacak? Bu soruların cevapları bulunarak bu çalışma geliştirilebilir. Ayrıca zaman karmaşıklığı daha kısa optimal olmayan alt-taşıyıcı kümesi atama algoritmaları bulunabilir., Wireless networks have been expanding very rapidly, and technology holders and researchers are challenged to develop new equipments and standardizations in wireless services, to fulfill this demand. The most crucial bottlenecks for the growth in wireless networks are the interference, multipath, transmitting power and available spectrum limitations. Multicarrier modulation technique is the outstanding solution over the 15 years to fulfill this consistently increasing demand. Orthogonal frequency division multiplexing (OFDM) deals with this multipath challenge by splitting whole bandwidth into smaller subcarriers, and then broadcasting them simultaneously. This approach reduces multipath distortion and reduces radio frequency (RF) interference so that the system has greater throughput. Orthogonal frequency division multiple access (OFDMA) is the multiple access scheme of OFDM. Although greater throughput of OFDMA system, it has a major drawback high peak-to-average-power ratio (PAPR). PAPR is a performance measurement that indicates the power efficiency of the OFDMA transmitter. If a signal has high PAPR, the OFDMA transmitter requires highly linear power amplifier to avoid excessive inter-modulation distortion. In order to avoid excessive inter-modulation between successive symbols, the power amplifier has to be operate with a large backoff from its peak power so that this linearity is achieved. Single carrier frequency division multiple access (SC-FDMA) is a promising technique for uplink communications that require high data rate and has been adopted by 3rd generation partnership project (3GPP) for the current foremost cellular system, called long-term evolution (LTE). SC-FDMA is a modified form of OFDM, called as discrete Fourier transform (DFT)-spread orthogonal frequency multiplexing with similar throughput performance and complexity but lower PAPR. SC-FDMA transceiver has similar structure as a typical OFDM system except the addition of a DFT block before subcarrier mapping in the transmitter and a inverse-DFT (IDFT) after subcarrier de-mapping in the receiver. In other words, time-domain data symbols are transformed to frequency-domain by the DFT before going through the standard OFDM modulation. In addition, it uses frequency domain equalization, so it can easily mitigate inter-symbol interference (ISI). The main advantage of SC-FDMA system is low PAPR of the transmit signal. PAPR is defined as the ratio of the peak power to average power of the transmit signal. From the point of view of mobile users, PAPR is the major concern, so low PAPR makes SC-FDMA system the preferred transmission technique for the uplink transmission. PAPR is mainly related to the power amplifier efficiency at the transmitter, and the maximum power efficiency is obtained when the power amplifier is closely working at the saturation point. As SC-FDMA modulated signal can be viewed as a traditional single carrier signal because of its sequentially transmission, a pulse shaping filter can be applied to transmit signal to decrease PAPR due to OFDM. In SC-FDMA systems, the subcarriers have to be grouped into subsets before being assigned to users. A set of particular subcarriers grouped together is called as chunk. There are two ways to map subcarriers to the user that are localized and distributed subcarrier mapping. In addition to this, if there is equidistant between the subcarriers in distributed subcarrier mapping, it is called interleaved subcarrier mapping. The subcarriers are adjacent to each other in localized subcarrier mapping and interleaved along to frequency in distributed subcarrier mapping. With no pulse shaping filters, interleaved SC-FDMA shows the best PAPR performance. In radio environment, radio channels with wide bandwidth may experience frequency selective fading. This frequency selective nature of broadband channel transfer functions result channel dependent scheduling of pair of subcarriers and users. When users are dispersed spatially, each one has a different channel transfer function. Subcarrier assignment for different users have to be scheduled due to the channel conditions to increase total system throughput. Subcarriers are grouped in SC-FDMA systems, so it is called chunk assignment instead of subcarrier assignment. Besides, allocating total power of a user to the subcarriers of a selected chunk is also affecting total system throughput. In this thesis, I obtained a jointly optimal power and chunk allocation policies which maximize the sum rate for a SC-FDMA system. The proposed solution is applicable to both localized and interleaved subcarrier mapping schemes. The joint optimization problem is solved by sequentially solving two sub-problems: power allocation and chunk allocation. Primarily, an optimal power allocation algorithm is used, which is derived from Karush-Kuhn-Tucker (KKT) conditions. The power allocation algorithm can be assumed as waterfilling in OFDM but it is a bit different from OFDM because an equalizer exists at the receiver. Then, the optimum chunk assignment problem is converted into a maximum weighted matching problem on a bipartite graph, and hence is solved it in polynomial time. Two greedy chunk allocation algorithms with lower complexity are also proposed: jointly greedy user-chunk allocation algorithm and greedy user allocation algorithm. Furthermore, it is demonstrated that these algorithms produce near optimal results, especially for interleaved subcarrier mapping for a channel with lower memory and both of interleaved and localized subcarrier mapping for a channel with higher channel memory, when used in conjunction with optimal power control., Yüksek Lisans, M.Sc.

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2013, Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2013, Bilgi ve haberleşme teknolojilerindeki hızlı ilerleme son yıllarda mobil veri ihtiyacında da ciddi bir artışı beraberinde getirmiştir. Bu durum servis kalitesinin bozulmaması adına kaynakların efektif kullanılmasını gerektirmektedir. Bu amaçla araştırmacılar, telekomünikasyon endüstrisi ile birlikte daima daha gelişmiş yaklaşımlar üzerine çalışmaktadırlar. Bu bildiride yükselen veri ihtiyacını karşılamak için veri ihtiyacının bilinmesi halinde kaynak kullanımında ne derece verimlilik sağlanabildiği, toplam mobil güç tüketimindeki azalma ile gösterilecektir. Yeterli modülasyon ve kodlama önerilerek veri ihtiyacının tahminlenmesi sayısal uçurum kavramı kapsamında gerçekleştirilecektir. Amaç tahmin edilen veri ihtiyacı sayesinde, kullanıcıların ne seviyede sinyal gücünün girişim ve gürültü gücüne oranına (SINR) ihtiyaç duyacaklarının; dolayısıyla da bu SINR seviyesinde yapılan iletişim için güç tüketiminde ne kadar verimlilik sağlanacağının gösterilmesidir. Sayısal uçurum, ekonomik işbirliği ve gelişimi organizasyonu tanımlamasına göre: Bireyler, haneler, iş birimleri ve coğrafi birimler arasındaki, bilgi teknolojilerine erişim farkıdır. Bu fark, farklı sosyo-ekonomik seviyedeki birimlerin, bilgi ve haberleşme teknolojilerine erişimlerindeki fırsat farklılıkları, internet, 3G kullanımı, GSM kullanımı gibi bilişim dünyasına ait aktivitelerin kullanım derecelerine göre ölçülmesiyle hesaplanmaktadır. Bu tez kapsamında, ilk adım sayısal uçurumun ölçümlenmesi olmuştur. İstanbul’da farklı ilçelerden, farklı sosyo-ekonomik yapıdaki 1140 kişinin katıldığı hane anket çalışmasında bulunulmuştur. İstanbul il sınırları içerisindeki 10 ilçe ve 31 mahallede gerçekleşen bu çalışmada, %95 güvenilirlikle (± 0.055 hata oranı) örnekleme yapılarak tüm İstanbul’un sayısal uçurum seviyesi yansıtılmaya çalışılmıştır. Sonraki adımda çalışmanın çıktıları çeşitli tekniklerle kümeleme algoritmaları için hazırlanmış, sonrasında da kümeleme adımları ve teknikleri kullanılarak anket katılımcıları üç gruba ayrılmıştır. Bu gruplama sayısal uçurum kapsamında bilgi teknolojileri farkındalıklarına göre yapılmıştır. Katılımcıların ayrıştırılmasında 6 kümeleme tekniği denenmiş, en yüksek kabul oranı hiyerarşik kümeleme metodu ile alınmıştır. Bilgi teknolojilerindeki farkındalıkları doğrultusunda aynı gruptaki katılımcıların bilgi teknolojileri, özellikle de mobil internet hizmeti kullanımlarının paralellik gösterdiği kabul edilebilir. Dolayısıyla aynı kümedeki mobil kullanıcıları ortak bir veri ihtiyacı ile eşleştirilebilir. Amaç, hem veri ihtiyacı hem de lokasyon bazında eşleştirilebilen mobil kullanıcılardan yola çıkarak, veri ihtiyacının önceden tahmin edilmesi ve böylece toplam güç tüketiminde verimlilik sağlanabileceğini göstermektir. Bu kapsamda belli bir sistem modeli üzerinden benzetimler gerçekleştirilecek, düşük, orta, yüksek veri ihtiyaçları sayısal uçurum anlamında kümelenen kullanıcılar ile eşleştirilecektir. Potansiyel veri ihtiyacını tespit etmek için anket çalışması İstanbul içerisinde yapılmıştır, bu yüzden çalışmada sistem modeli şehir özelliklerine göre tasarlanmıştır. Bu sebeple kod bölmeli çoklu erişim (CDMA) kullanan üçüncü nesil (3G) bir sistem kabul edilmiş, şehir içi yol kaybı etkisi göz önünde bulundurulmuştur. Böylesi bir sistem, transfer fonksiyonu ile yol kaybı, gölgeleme etkisi ve sönümlenme etkisini içinde bulundurur. Bu kapsamda alınan tüm sistem parametreleri şehir etkisini yansıtacak şekilde seçilmiştir. Sistem modelinin oluşturulmasının ardından mobil kullanıcıların veri ihtiyacının tespit edilmesi bir diğer önemli adımdır. Veri ihtiyacı aslında SINR’ın bir yansıması şeklinde tanımlanabilir. Örneğin adaptif modülasyon ve kodlama (AMC), SINR maksimizasyonuna bağlı olarak iletilen verinin de maksimize edilmesi üzerine kuruludur. Bu sebeptendir ki, yine aynı mantıkla veri ihtiyacını, SINR’a yansıtmamız durumunda veri ihtiyacına bağlı mobil cihazlarda güç tüketiminin minimize edilmesi sağlanabilir. Bu kapsamda Shannon kapasite formülü kullanılıp, maksimum kanal kapasitesi kullanıcnın ihtiyaç duyduğu veri miktarı ile değiştirilebilir. Bu sayede bir kullanıcının veri ihtiyacı için gerekli SINR eşiğini belirlenir ve bu SINR’dan daha yüksek SINR değerleri için kullanıcın veri ihtiyacının karşılanacağı kabulü yapılabilir. SINR üzerinden mobil bir cihazın iletim gücü, mobil cihazların baz istasyonuna uzaklıkları, mobil cihaza etkiyen adaptif beyaz Gauss gürültüsü ve CDMA yayılım kazancı, mobil cihazlarda güç tüketiminin en aza indirilmesi amacıyla ele alınan kısıtlardır. Karmaşık mobil hücresel sistemlerde mobil cihazların konumları ve dolayısıyla kanal katsayıları sürekli değişmektedir. Bu yüzden, gerçek hayatta mobil güç tüketimini minimize ederken optimum SINR seviyesini tespit etmek oldukça güçtür ve hızlı optimizasyon metodları gerektirir. Bu metodlardan biri de bu tez kapsamında kullanılacak olan konveks optimizasyon metodudur. Bu kapsamda göz önünde bulundurulacak fonksiyonlar konveks hale getirilebilir olmalıdır. Nitekim SINR seviyesinin mobil kullanıcının veri ihtiyacına dayanması kısıtı, AMC’deki SINR maksimizasyonu ve SMC’deki güç tüketimlerinin minimizasyonu konveks hale getirilebilen fonksiyonlardır. Bu durum konveks optimizasyon metodlarının özel bir hali olan geometrik programlama kullanabileceğimizi gösterir. Tezin kapsamında son adım AMC ile SMC’nin karşılaştırılması ile verimliliğin gösterilmesidir. Bu amaçla SINR maksimizasyonu ile mobil kullanıcıya en yüksek veri iletimi sağlanarak AMC, yeterli SINR ile optimum güç tüketimi sağlanarak da SMC benzetimleri gerçekleştirilmiştir. İki tekniğin de kullandığı ortak kısıtlar en genelden en özele aşağıdaki gibidir: CDMA tabanlı Evrensel Mobil Telekomünikasyon Sistemi şebekesindeki mobil cihazların güç tüketimleri alttan 0 Watt, üstten 0,5 Watt ile sınırlanmalıdır, Veri ihtiyacını baz aldığımız mobil cihaza etkiyen diğer mobil cihazların toplam girişimi optimizasyonun gerçekleşebilmesi açısından belli bir değer ile üstten sınırlandırılmalıdır, CDMA’de gözlenen yakın-uzak etkisi yüzünden veri ihtiyacını gözettiğimiz mobil cihazın dışındaki mobil cihazların alınan güç seviyeleri eşit ve belli bir seviyenin üstünde olmalıdır, Veri ihtiyacını gözettiğimiz mobil cihazın dışındaki diğer tüm mobil cihazların servis kalitesini belirleyen SINR değerleri belli bir seviyenin üzerinde tutulmalı böylece servis verilmeme ihtimali ortadan kaldırılmalıdır. Bu kısıtlara ek olarak SMC için aşağıdaki kısıt eklenebilir: Veri ihtiyacını gözettiğimiz mobilimizin SINR değeri, veri ihtiyacına göre belirlenen SINR seviyesinin üzerinde olmalıdır. Tüm bu kısıtlar amaç fonksiyonları ile birlikte ilerleyen bölümlerde açıklanacaktır. Sonuçta optimizasyon problemimiz, mobil cihazların toplam güç tüketimlerini minimize etmek amacıyla, kısıtlarla beraber benzetim ortamında çalıştırılmış ve AMC ile karşılaştırılarak verimlilik kazancı hesaplanmıştır. Benzetim ortamımızda, 10 mobil istasyon ve 1 baz istasyonu bulunmaktadır. Sistem sırasıyla 5,10 ve 15 metreye konuşlandırılan, çeşitli kanal kapasitelerine ihtiyaç duyan 3 mobil istasyon ile başlamış ve 10 mobile kadar 5’er metre arayla yeni mobiller eklenmiştir. Her farklı durum için senaryo 1000 kere, farklı yol kaybı, sönümlenme, gölgelenme ve gürültü etkileriyle çalıştırılmış ve servis verilmeyen bir durum olmaması sağlanarak sağlıklı karşılaştırma yapılabilmiştir. Veri ihtiyacının, dolayısıyla da SINR ihtiyacının önceden bilindiği durum için; önemli bir haberleşme kaynağı olan gücün tüketiminde nasıl bir azalma sağlanabileceği hesaplanmıştır. Sonuçlar beklendiği gibi SINR’ın gözetildiği ve gözetilmediği durumlar arasında önemli güç tüketim farkları yaratmıştır, güç ve enerjide verimlilik sağlanmıştır., With latest development of telecommunication technologies such as third generation mobile communication and Long Term Evolution , mobile user’s high bandwidth and mobility demands are also increased. Big data demand started to become a common challenge for the network service providers. Reachability of information and communication technologies (ICT) became more critical. In order to provide high quality of service to everybody and to allocate mobile resources effectively; various techniques, intelligent approaches and network architectures are being developed. In this thesis, main subject is decreasing mobile power consumption by considering mobile users’ data demand. To succeed, mobile user’s high bandwidth and mobility demand problem will be approached in a deductive way. It will be shown that not every mobile user needs very high data bandwidth. Mobile users’ behaviors vary from one to another and as far as all mobile users are considered as they need high amounts of mobile data, no user satisfaction would be possible in a few years. However we propose that if mobile users’ data demand may be estimated, then more efficient and green mobile networks may be designed by decreasing total power consumption of mobile stations. Therefore, first, mobile users’ behaviors and their reachability to ICT will be determined in digital divide concept along with clustering analysis in experimental ways. Second, clustered user characteristics will be mapped to specific data rates which reflect the average data demand in a particular user group. Then at the end, it will be shown that total power consumption of mobile stations may be decreased if mobile users’ data demands may be classified and user satisfaction is provided by considering potential data demand. This thesis has two original contributions. First, digital divide will be analyzed at intra-city level by neighborhoods. While governments and institutions, such as International Telecommunication Union, are in question of whether the global divide is widening or narrowing. There are no studies, neither in the literature nor in practice to understand the gap between ICT users in a city. With this goal, 1140 Istanbul habitants were asked to fill a questionnaire, in order to be classified in terms of their technology reachability and reasons of using ICT. Then, clustering analyses were performed to questionnaire results. Respondents have been clustered into sub groups from digital divide perspective to have a vision on end user data demand. Clustering respondents required some data preparation steps and suitable clustering techniques. As the second unique case study, data demand estimations are used to provide quality of service for mobile users while decresing the power consumption of mobile stations. Mobile users’ data needs are estimated through previously clustered 1140 habitants of Istanbul. We propose sufficient modulation and coding (SMC) method that functions according to mobile users’ estimated data demands and their equivalent signal to interference and noise ratio. It is shown that by providing sufficient quality of service for mobile user, more efficient power usage is possible by using convex optimization methods. Finally to show the increased energy efficiency, we compare SMC with the theoretical approach used in adaptive modulation and coding which is one of the remarkable techniques, that provide high quality of service while adapting modulation and transmission power with respect to erratic channel conditions., Yüksek Lisans, M.Sc.

Tez (Yüksek Lisans) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Fen Bilimleri Enstitüsü, 2013, Thesis (M.Sc.) -- İstanbul Technical University, Institute of Science and Technology, 2013, Günümüzde birçok endüstri alanında kullanılan, birçok sanayi ürününün ham maddesi olan ve eşdeğerinin bulunmasının çok zor olduğu ham petrolün sevkiyatı esnasında karşılaşılan zorlukların başında ham petrolü taşıyan tankerlerin tahliye problemi gelmektedir. Ham petrol tankerlerinin yükü tamamen tahliye edebilmesi için gerekli olan ham petrol yıkaması birçok tehlike, avantaj, dezavantaj ve fırsatları da beraberinde getirmektedir. Tüm bu bilgilerin ışığında yapılan bu çalışma ile ham petrol yıkamasının emniyetli optimizasyonu için gerekli olan öncelikle emniyet tedbirleri ile gerekli olan yardımcı teçhizatlar ayrıntılı olarak incelenmiştir. Tüm bunların yapılma nedenleri ve ham petrol yıkamasının tarihsel gelişimi ile günümüze nasıl gelindiği ele alınmıştır. Ham petrolle yıkama esnasında ve sonrasında oluşabilecek tehlike ve fırsatlar ile ham petrol yıkamasının bize sağlayacağı avantaj ve dezavantajlar analiz edilmiştir. Ayrıca mesleğinde uzmanlaşmış, yönetici konumunda olan 1. zabit ve kaptanlar arasında anket çalışması yapılmıştır. Yapılan ankette ham petrolle yıkama operasyonu hakkında toplam 14 soru yöneltilmiştir. Bu sorular neticesinde çıkan sonuçlar grafiksel olarak gösterilmiş ve sonuç değerlendirmeleri yapılmıştır. Anket çalışması ile çok fazla bilinmeyen denizcilik şirketlerinin şirket içi bilgilerinin bir araştırılması yapılmış olmaktadır. Ayrıca eğitim kurumlarımızın geçmişten günümüze kadar nasıl bir değişim geçirdiği belirlenmiş olmuştur. Anket sonuçlarına göre aksama görülen konularda yapılması gereken düzeltici faaliyetler için önerilerde bulunulmuştur. Yapılan bu çalışmada gerçekleştirilen simülatör uygulamaları ile farklı kondisyonların birbiriyle karşılaştırması yapılmış olup denizcilik sektöründe çok önemli bir yere sahip olan ham petrol taşımacılığına bir ışık tutması amaçlanmıştır. Optimizasyon sürecinde tüm emniyet gereklilikleri çerçevesinde insan ve çevre emniyeti ön planda tutulması için gereklilikler detaylı olarak incelenmiştir., While transportation of crude oil, the most difficult encountered problem is discharging of crude oil. There will be some threats, advantages, disadvantages and opportunities while vessel’s crude oil washing operation to discharge its entire crude oil cargo. Under the light of this thesis, safety measures and auxiliary equipments was investigated to optimize the safe crude oil washing operation. The reason of this operation and historical evolution of crude oil washing until today was investigated. Threads and opportunities which will occur after or at the time of crude oil washing and also its advantages and disadvantages were analyzed. Additionally, a questionary was prepared to chief officer and captain positions who are experts at their jobs. In this questionary totally 14 questions were asked about crude oil washing operation. Questionary results were shown in graphics and result assessments were performed. A research about maritime companies’ internal records has been carried out with this questionary which are not much known. Also the progress of our education institutes was determined. Suggestions were offered about the problems according to results of the questionary. In this study, vessels at different conditions were compared between each others according to simulations and aimed to lighten the crude oil transportation which takes an important position in maritime sector. Under all these safety precautions, human and environment safety requirements which need to be taken priority were investigated in detail at the time of optimization period., Yüksek Lisans, M.Sc.