Tezler
Bu topluluk için Kalıcı Uri
Gözat
Sustainable Development Goal "Goal 12: Responsible Consumption and Production" ile Tezler'a göz atma
Sayfa başına sonuç
Sıralama Seçenekleri
-
ÖgeA holistic data analytics approach to ship inspection reporting(Graduate School, 2023-08-08) Biçen, Samet ; Çelik, Metin ; 512192016 ; Maritime Transportation EngineeringMaritime inspection analysis has become an emerging topic in recent years, as practical solutions are sought to improve the pre- and post-inspection analysis in shipping operations. With a focus on finding practical solutions to enhance the pre- and post-inspection process in shipping operations, such as The Oil Companies International Marine Forum (OCIMF) Ship Inspection Report Programme (SIRE), RightShip, The Tanker Management Self-Assessment (TMSA), Chemical Distribution Institute (CDI), there is a growing demand for effective methodologies. The objective of this research is to enhance this field by examining documented observations through the utilization of both natural language processing (NLP) and machine learning (ML) methods. The main goal of this study is to make a valuable contribution to this field by analyzing reported observations. This will be accomplished by employing a combination of natural language processing (NLP) and machine learning (ML) techniques. Additionally, a statistical algorithm model will be utilized to conduct analysis using demographic data. To achieve the objectives of the study, a robust methodology was developed, which leverages the benefits of the American Bureau of Shipping Maritime Root Cause Analysis Tool (ABS-MARCAT). This tool enables the systematic initiation of a potential causes database, incorporating a substantial number of 2383 observations. By employing ABS-MARCAT, the study aims to provide a comprehensive foundation for analyzing and understanding the causes behind reported observations and determining corrective and preventive action tips for elimination of this causes. One of the key contributions of this research is the development of an NLP-based ML algorithm. This algorithm plays an important role in predicting the causes of new entries and determining corrective and preventive action tips in the inspection report's observations. The algorithm's performance demonstrates high accuracy, with results varying between 0.90 and 0.98 across different causation categories. Such accuracy is promising, as it allows for effective identification and classification of causes, providing valuable insights for decision-making in the maritime industry. Another important contribution of this research is the statistical algorithm model that can produce frequencies of causes based on independent variables such as ship name, inspector name, oil major company name and port name. The statistical algorithm model provides predictions about the areas to be considered according to the information required before the inspection. By presenting the frequencies of the cause categories according to the independent variables, it provides a decision support system in the process of predicting the inspection parts to be considered before the inspection. Another important contribution of this research is to suggest corrective and preventive action tips to eliminate the causes of the observations after the causes are identified. The corrective and preventive action tips determined by maritime experts will add a different dimension to the decision-making processes by providing solution suggestions after the analysis of the inspection reports. The pre- and post-inspection analysis model developed in this study holds great potential for enhancing fleet safety and efficiency. By providing maritime executives with an accurate tool to analyze inspection data, it enables them to make informed decisions and take proactive measures to address potential issues. The model serves as a third-party solution for the shipping industry, offering an independent and reliable means of analyzing and assessing inspection data. Looking ahead, future studies are planned to further refine and expand this model. The aim is to conceptualize it as a platform as a service (PaaS) offering, which would enable wider access and utilization by stakeholders in the maritime industry. By transforming the model into a PaaS, it has the potential to become a valuable resource for multiple organizations, facilitating improved fleet safety, operational efficiency, and informed decision-making. In conclusion, this study addresses the emerging field of maritime inspection analysis by developing a robust pre- and post-inspection analysis model. Through the integration of statistical algorithm model, NLP, ML, and the MARCAT tool, the study offers a holistic approach to analyzing reported observations and statistical data. With its high accuracy, the model has the potential to make a significant contribution to the improvement of fleet safety and efficiency. Furthermore, by conceptualizing it as a platform as a service, the study paves the way for wider adoption and application of the model within the shipping industry.
-
ÖgeAir-Sea Interactions in the Formation of Thunderstorms over Marmara Region: Physical Processes and Modelling(Graduate School, 2022-10-28) Yavuz, Veli ; Deniz, Ali ; 511162006 ; Atmospheric SciencesThunderstorm and sea-effect snow (SES) are meteorological events that adversely affect both daily life and the transportation sector, and occur as a result of air-sea interaction. Thunderstorm, is a meteorological phenomenon that usually contains strong winds and causes strong precipitation (e.g., rain, hail) accompanied by lightning. Intense atmospheric instability, high humidity, vertical triggering mechanisms, and wind shears are essential components for thunderstorm formation. Thunderstorms caused by cumulonimbus clouds occur both with precipitation and without precipitation. On the other hand, they occur not only with rain, but also with snow and hail. This phenomenon, known as a severe weather event, occurs as a result of convectional movements. For this reason, the increasing differences between the upper atmospheric level air parcel temperature and the sea or lake surface temperatures play an intensifying role in thunderstorm activities. SES occurs as a result of atmospheric instability, which occurs as a result of dry and cold air masses gaining heat and moisture fluxes as they pass over warmer water bodies. As a result of the instability of very cold and dry air parcels of arctic or polar origin during their passage over the Black Sea located in the north of our country, the Marmara Region and the Black Sea Region are exposed to SES in the winter months. Although SES cause heavy snowfalls in regions where they are effective as severe weather events, they do not need synoptic-scale systems to occur. SES that occur in a region where synoptic-scale systems are currently dominant are called as snowfall with increased sea effect. This type of snowfall causes more intense snow on the regions where the SES bands pass. In our country, there are studies on both severe weather events mentioned above. There are both case studies and climatological analyses in the literature regarding the thunderstorm event. However, climatological analyses and short-term forecast models are limited in terms of their effects on the Marmara Region and especially on the aviation sector. On the other hand, there are a very limited number of studies in the literature regarding the SES events for our country. There is no climatological comprehensive analysis or a prediction mechanism established for certain sectors for this event, where only a few assessments and case studies are included in the international literature. Both a knowledge and a scientific base are needed for this severe weather event, which is very effective in the northern parts of our country during the winter months and directly affects both daily life and transportation activities. In this context, in this thesis, a total of nine articles, two on thunderstorm events and seven articles on SES, were published in six different internationally refereed journals. In the first article, a short-term forecast of the thunderstorm that occurred at Istanbul Atatürk International Airport on February 2, 2015 was made. It has been determined that the thunderstorm and its severity can be predicted in the range of 42-57 minutes in advance by analysing radar images, Lightning Detection Tracking System (LDTS), sea surface temperature information, and surface/upper level atmospheric information. It has been revealed that this result is important for the decision makers working in the meteorology office. In the second article, various 15-year long-term statistics of thunderstorm events were investigated at 11 airports in the Marmara Region. Atmospheric conditions in which thunderstorm events occur and the effects of air-sea interaction were examined. Intraday, monthly, and annual distributions were analszed. No trend was determined on an annual basis, and the most observations were made in September on a monthly basis. In the daytime thunderstorm distribution, the most observations occurred between 1100-1900 hours. 72% of thunderstorms occurred with rain and 22% without any precipitation. One of the most important results of the study is that the Convective Available Potential Energy (CAPE) is zero in approximately 50% of the events. In the third article, the morphological classification of SES bands was made for the Danube Sea Area (western Black Sea) in the Black Sea. Between 2009 and 2018, SES bands were observed over the region in a total of 83 days, and these bands caused snowfall within the borders of the Marmara Region in 75 days. Various satellite and radar images obtained from the Turkish State Meteorological Service (TSMS) were used for the detection of SES bands. In total, five different types of SES bands have been defined for the region. The most common type of band among all events was Type-2 SES band with 85%. The most important reason for this is that this band type consists of parallel bands in the longitudinal direction. The north-south movements of polar and arctic air masses along the long fetch distance of the western Black Sea have created suitable atmospheric conditions for the Type-2 band. On average, the lowest sea surface temperatures (SESs) occurred in the northernmost part of the Danube Sea Area. This region is the region where SES bands mostly begin to form and are of weak intensity. The intensity of the bands increased due to the increasing SST towards the south. In the fourth article, the analysis of vortex (Type-5) SES bands that occurred in the western Black Sea on January 30-31, 2012 was carried out. The vortex band, which was detected with various images of two different satellites (Terra and MSG satellites), continued its effect on the region for approximately 24 hours. The structure of the vortex was analysed by analysing the surface level meteorological data obtained from 12 airports, 16 meteorological stations, and 5 radiosonde stations belonging to the countries surrounding the western Black Sea and various charts of the upper atmospheric levels. The 24 cm of snow depth was measured at the İnebolu meteorology station, where the SES bands connected to the vortex were effective, and a total of 102 flights were canceled across the countries surrounding the western Black Sea. In addition to these, many traffic accidents have also occurred due to heavy and sudden snowfalls. The surface and upper level atmospheric conditions that create the vortex were found as follows: presence of a strong/deep inversion layer between the surface and 700 hPa, the wind direction change being limited to a maximum of 50° in the same vertical range, the temperature difference reaches 25.8 °C in between the sea surface and 850 hPa at the point where the vortex core is located. In addition, in the analyses made with the synoptic charts, it was determined that the vortex was formed during the two-day period and there was a low pressure centre in the region where the core is located. In the fifth article, the statistical characteristics of SES events for the western Black Sea were analysed for the years 2009-2018. The main purpose of the study is to determine the meso- and synoptic-scale structures of SES events for the region in general and to create knowledge for nowcasting and forecasting applications to be made later. A total of 95 events were detected using satellite and radar images. These events were determined according to four different scale categories. As a result, 36 events (38%) are determined as Black Sea (BS) Events, 24 (25%) as Synoptic-scale (SYNOP) Events, 23 (24%) as Over Sea Convergence (OSC) Events, and 12 (13%) as Transition (TRANS) Events. While the average duration of SES events in four different categories was 15.9 hours, the longest time was 59 hours in the SYNOP Events. Except for the OSC Events, the prevailing wind direction under the inversion layer was northerly in all three categories. Inversion layer was detected in most of the BS Events and SYNOP Events, and the sea surface and upper level temperature difference was 4 °C to 6 °C higher on average compared to the other two categories. The highest number of events occurred in January with 51, and the lowest in March with 2. In the sixth article, the effect of short-wave troughs on the formation and development of SES bands in the western Black Sea was investigated. Between 2010 and 2018, a total of 48 short-wave troughs and long waves were detected in the presence of SES bands throughout the region. The most important role of long waves has been realized as a result of determining the direction of short-wave troughs. Afterwards, short-wave troughs and long waves were classified based on their direction of motion. Five different types of short-wave troughs and five different types of long waves were determined, and their monthly and annual statistics, and their durations were revealed. In addition, the temperature differences between sea surface and upper atmospheric levels were analysed for each type, and inversion conditions were examined. The average duration of short-wave troughs was found to be 27.8 hours, and the longest time was observed in LWT type with 60 hours. In 77% and 79% of all events, respectively, short-wave troughs and long waves were found to have the same direction of motion as the current SES bands. In the seventh article, thundersnows occurring in the Marmara Region within a 22-year period were investigated. For these events, the formation mechanisms, suitable surface, sea, and upper level atmospheric conditions were investigated. Based on the reports of 11 airports in the region, a total of 19 incidents were identified. In 17 of these events, the SES mechanism was found to be effective. After statistical temporal analysis, the predictability of these events was investigated with atmospheric stability indices. Accordingly, the most successful stability indices were Total Total Index and TQ Index. In the eighth article, a comparison of SES and non-SES for two international airports in Istanbul is made. A SES event prediction algorithm was developed for both airports using 10 years of atmospheric data. At the same time, suitable atmospheric conditions were determined according to the snow depths. Finally, in the ninth article, historical extreme winters in Istanbul were investigated. The events that took place within the scope of the 17-century period are shown, and based on the events that took place in the last few centuries, heavy snowfall and harsh winter forecasts are made for the period up to 2050 and 2100.
-
ÖgeAladağlar ve Karanfil Dağı kuvaterner buzullaşması ve eski ikliminin kozmojenik izotoplar ve buzul modelleri ile belirlenmesi(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2023-06-06) Köse, Oğuzhan ; Sarıkaya, Mehmet Akif ; 602172004 ; JeodinamikOrta Toroslar'ın en büyük kütlesini oluşturan Aladağlar ve yaklaşık 10 km güneyinde bulunan Karanfil Dağı bu çalışmanın inceleme alanını oluşturmaktadır. Çalışma alanı temelde karbonatlı kayaçlardan oluştuğundan, bu bölgedeki akarsular mevsimlik akarsu özelliğine sahiptir. Bu durum buzul süreçleri sonrasında akarsuların gelişmesini engeleyerek Karanfil Dağı ve Aladağlar'da buzul vadilerinin ve morenlerin korunmasını sağlamıştır. Ayrıca, çalışma alanı jeolojik ve tektonik özelliklerinin yanı sıra buzul ve akarsu süreçleri ile karstik süreçler arasındaki etkileşimin anlaşılması için örnek bir topoğrafya sunmaktadır. Jeomorfolojik çalışmalar kapsamında arazi çalışmaları ve uzaktan algılama yöntemleri kullanılarak çalışma alanının buzul jeomorfoloji haritası üretilmiştir. Bölgenin 1:50.000 ölçekli buzul jeomorfoloji haritası oluşturulmuş, buzul vadileri, sirkler, arêtler ve piramidal zirveler, döküntü ile örtülü buzullar, morenler ve sandur depoları belirlenmiştir. Kozmojenik 36Cl yüzey tarihlendirme yöntemiyle ana kaya ve morenler üzerinden toplam 121 adet örnek toplanarak Aladağlar ve Karanfil Dağı'nda geçmişte buzulların oluşturduğu yer şekilleri tarihlendirilmiştir. Karanfil Dağı SBM dönemi buzul koşullarını anlamak amacıyla üç boyutlu bir fiziksel buzul akış modeli (PISM) kullanılmıştır. Farklı sıcaklık ve yağış değerleri kullanılarak 21 farklı paleoiklim simülasyonu üretilmiştir. Bu paleoiklim simülasyonları arazi gözlemleriyle karşılaştırılmıştır. Aladağlar'da 47 ve 38 bin yıl öncesine dayanan en yaşlı morenler, dağın batı-kuzeybatısında bulunan Körmenlik ve Maden vadilerine aittir. Körmenlik vadisinin çıkışında bulunan Sulucaova sanduru ise 79 bin yıl öncesine ait buzullaşmanın varlığını göstermektedir. Körmenlik ve Maden vadilerinden elde edilen kozmojenik tarihlendirme sonuçları SBM öncesini, MIS 3 sırasındaki buzul geri çekilmesinin kanıtlarını sunmaktadır. Önceki çalışmalar kapsamında Yedigöller Platosu'nun kuzey sınırını çizen Akçay Sırtı'ndan elde edilen ana kaya yaşları tekrar hesaplanmıştır. Elde edilen sonuçlar 3500 metre yükseklikte bulunan Akçay Sırtı'nın en az 55.2 ± 12.0 bin yıldan beri buzullarla kaplı olmadığını göstermektedir. Bu bulgu, Yedigöller Platosu'ndaki buz örtüsünün 3500 m yüksekliklere kadar ulaşmadığını açıkça ortaya koymaktadır. Ayrıca, Kemikli Vadisi'nin yukarı çığırında, 3200 metre yükseklikteki Akçay Platosu'ndan alınan ana kaya örnekleri de bölgenin 76.7 ± 23.8 bin yıldan beri buzullarla kaplı olmadığını göstermektedir. Aladağlar'ın doğusunda bulunan Hacer Vadisi ise en uzun buzulun geri çekildiği alan olup buzulun geri çekilme süreci 15 bin ile 12.5 bin yıl öncesine kadar devam etmiştir. Bu geri çekilme, Geç Buzul döneminden Genç Dryas dönemine kadar olan buzullaşmanın varlığını göstermektedir. Aladağlar'ın doğusunda bulunan Susuz ve Sineklikapız Vadileri'nden de Erken Holosene ait kozmojenik tarihlendirme xxii sonuçları elde edilmiştir. Aladağlar'da buzullar, 55 bin yıl önce en yüksek zirvelerden geri çekilmeye başlamış olup Holosen döneminin başlangıcına kadar iki takke buzulu aktif kalmıştır. Karanfil Dağı'nın ilk buzul jeomorfoloji haritası ve Kozmojenik 36Cl buzul kronolojisi bu çalışmada sunulmuştur. Buzul yer şekilleri arasında sirkler ve morenler detaylı bir şekilde haritalanmıştır. Dağın kuzey yamacında bulunan 2000-2400 m yüksekliğe sahip ve 1-2 km uzunluğunda iyi korunmuş dört terminal ve yanal moren seti (M1, M2, M3 ve M4) detaylı bir şekilde haritalanmış ve tarihlendirilmiştir. M1 (17.3 ± 2.4 bin yıl), M2 (18.6 ± 1.6 bin yıl) ve M3 (20.0 ± 2.6 bin yıl) morenlerinin ortalama yaşları, Karanfil Dağı'ndaki buzulların SBM sırasında maksimum boyutlarına ulaştığını göstermektedir. M4 moreni, daha kuzeye bakan ve korunaklı bir sirke sahip olup, moren yaşı14.6 ± 2.4 bin yıl olarak ölçülmüştür. M4'ten elde edilen ortalama yer şekli yaşı, M4 buzulunun Geç Buzul dönemine kadar varlığını sürdürdüğünü (16-20 bin yıl arasında) göstermektedir. C1 sirk tabanındaki kalıntı kaya buzulunun yaşı ise (9.9 ± 0.9 bin yıl) Holosen başlangıcındaki permafrost koşullarının varlığını kanıtlamaktadır. Karanfil Dağı'nda SBM buzullarını oluşturan iklim koşullarını anlamak için üç boyutlu fiziksel PISM buzul akış modeli çalıştırılmış ve 21 farklı simülasyon üretilmiştir. Karanfil Dağı için en uygun model sonuçları, SBM'deki buzulların günümüze benzer yağışlar altında oluşabilmesi için sıcaklık düşüşünün günümüzden 8.3 ± 0.5 °C daha fazla olduğu bir iklimi göstermektedir. SBM döneminin günümüze göre %20 daha nemli iklim koşullarına sahip olması durumunda, SBM buzullarının oluşabilmesi için gereken sıcaklık düşüşü 6.9 ± 0.4 °C olarak hesaplanırken, %20 daha kurak iklim koşullarında ise bu sıcaklık düşüşünün 10.4 ± 0.6 °C olması gerektiği hesaplanmıştır.
-
ÖgeAltlığın temassız ısıtılması yöntemi ile geniş yüzeylerde zeolit kaplamaların hazırlanması ve karakterizasyonu(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2023-01-16) Maraş, Taylan ; Erdem, Ayşe ; 506152006 ; Kimya MühendisliğiZeolitler, moleküler boyutta gözenek ve/veya kanallar içeren, kristal yapılı, sulu alüminosilikat mineralleridir. Doğada bulunabilen çeşitlerinden sayıca çok daha fazlası laboratuvarlarda sentetik olarak da üretilebilmektedir. Moleküler elek özellikleri, geniş yüzey alanları, yüksek boşluk hacimleri ve sulu çözeltilerde değiştirilebilen, kafes yapısına katılmamış iyonlara sahip olmaları gibi nedenlerle, zeolitler endüstride adsorban, katalizör ve iyon değiştirici olarak çeşitli uygulamalarda sıkça tercih edilmektedirler. Zeolit kaplamalar, zeolit kristallerinin bir yüzeye kimyasal ve/veya fiziksel bağ ile bağlanmasıyla oluşan kompozit malzemelerdir. Zeolitlerin kaplama formunda kullanılmaları, toz ve pelet formunda kullanımlarına kıyasla, çeşitli uygulamalarda daha iyi ısı ve kütle iletimi sağladığı için tercih edilmektedir. Çeşitli membran ayırma ve algılama (sensing) uygulamalarındaki potansiyel kullanımları açısından da giderek önem kazanmakta olan zeolit kaplamalar, zeolit sentezi sonrasında kristallerin bir bağlayıcı ya da fiziksel bağ ile altlık yüzeyine tutunmasıyla hazırlanabildiği gibi, zeolitlerin doğrudan altlık üzerinde kristalizasyonu ile de üretilebilmektedir. Zeolit sentezi sonrasına dayanan yöntemlerde, bağlayıcı kullanıldığı durumda yüksek kalınlığa sahip kaplamalar elde edilmesine karşın, kaplamaların yeterince yüksek ısı iletim ve difüzyon katsayısına sahip olmamaları, bağlayıcının adsorpsiyon kapasitesini ve ölü ağırlık yaratarak verimi düşürmesi gibi sorunlarla karşılaşılmaktadır. Zeolitin doğrudan altlık yüzeyinde kristalizasyonu ile elde edilen kaplamalar kullanıldığında ısı ve kütle iletiminin iyileştirilebildiği görülmüştür. Ancak bu yöntemlerin de, kaplamaların sentezi sırasında çözelti içinde kristalizasyon gerçekleşmesi nedeniyle kaplama kalınlığının düşük olması, uzun sentez sürelerinde faz transformasyonu görülmesi gibi dezavantajları vardır. Literatürde önceki çalışmalarda altlığın daha yüksek sıcaklıklarda, sentez çözeltisinin ise daha düşük sıcaklıklarda tutulduğu, altlığın ısıtılması yoluyla kaplama yöntemi kullanılarak sözü geçen dezavantajların azaltıldığı görülmüştür. Bu tezde yeni geliştirilmiş olan indüksiyon yöntemi kullanılarak altlığın uzaktan, temassız ısıtılması yoluyla geniş yüzeylerde nem tutma uygulamaları için yeterince kalın, kristalin ve dayanıklı zeolit kaplamaların hazırlanması amaçlanmıştır. Elde edilen kaplamalar TGA, XRD ve SEM yöntemleri ile karakterize edilmiştir. Zeolit kaplamaların hazırlanabilmesi için ana parçaları indüksiyon ısıtıcı, reaktör, pompa ve ısı değiştirici olan bir sistem kurulmuştur. Öncelikle, önerilen yöntemin altlığın sentez çözeltisi içine daldırılmasına dayanan geleneksel kaplama yöntemi ile farkı araştırılmıştır. Geleneksel kaplama yöntemi ile geniş yüzeylerde elde edilen kaplamaların kristalin olmasına karşın, düşük kalınlığa, homojenliğe ve dayanıklılığa sahip olduğu görülmüştür. İndüksiyon ısıtma yöntemi ile 2 saat gibi kısa sentez süresinde dahi, geleneksel yöntemde 48 saatte hazırlanan kaplamanın 1,5 katı kalınlıkta kaplama elde edilmiştir. Ayrıca kaplamanın yüksek kristaliniteye ve homojenliğe sahip olduğu görülmüştür. İndüksiyon ısıtma yönteminin, altlığın ve çözeltinin hızlı ısıtılması, çözelti içindeki kristalizasyonun baskılanması gibi nedenlerle kaplama birikme ve kristalizasyon hızında önemli avantajlar sağladığı görülmüştür. Deneysel çalışmanın bir sonraki aşamasında, kaplamaların kristalinitelerinin, kalınlıklarının, homojenliklerinin ve içerdikleri fazların reaktör giriş-çıkış sıcaklıkları ve bu sıcaklıklar arasındaki fark ile değişimi incelenmiştir. Bu amaçla indüksiyon gücü, kreostat sıcaklığı ve sirkülasyon debisi değerleri kontrol edilerek, farklı sentez sıcaklık ve sürelerinde deneyler yapılmıştır. Deneysel parametrelere bağlı olarak değişen bir başka önemli parametre olan altlık yüzey sıcaklığının kaplama özellikleri ile ilişkisi de izlenmiştir. Seçilen deney koşulları aralığında, reaktör giriş-çıkış sıcaklıkları arasındaki fark sabit tutularak sıcaklıklar arttırıldığında kaplama kalınlığının ve kristalizasyon hızının arttığı görülmüştür. Öte yandan, sıcaklıklar arttığında, sentez süresi arttıkça sınırlayıcı reaktan miktarının azalmasına bağlı olarak kristalizasyon hızının amorf madde birikme hızının gerisinde kaldığı ve faz transformasyonlarının başladığı görülmüştür. Bu nedenle de kristalinite zamanla azalmıştır. Reaktör giriş-çıkış sıcaklıkları arasındaki fark giriş sıcaklığı arttırılarak düşürüldüğünde kaplama kalınlığı azalırken kristalitenin arttığı ve faz transformasyonlarının ötelendiği gözlenmiştir. İndüksiyon ısıtma yöntemi ile elde edilen kaplamaların ısıl ve mekanik dayanımları ile desorpsiyon kinetiklerini incelemek adına tekrarlı sentezler ile elek, boru ve boru üstü elek altlıklar üzerinde kütlece eşdeğer kalınlıkları 1,2 mm'ye ulaşan ve esas olarak NaX'ten oluşan kaplamalar hazırlanmıştır. Dayanıklılığı arttırmak için sentez sonrasında kaplamalar polimer ile kaplanmıştır. Çift katlı elek ve boru üstüne kaynatılmış çift katlı elek altlıklar üzerinde hazırlanan kaplamaların ısıl ve mekanik dayanımlarının yüksek olduğu, boru altlıklar üzerinde elde edilen kaplamaların ise ısıl test sırasında döküldüğü görülmüştür. Altlıklarda elek kullanımının kaplama dayanıklılığını arttırdığı gözlenmiştir. SEM görüntüleri, kristallerin tellerin üzerinde sıkı şekilde büyüdüğünü ve tel açıklıklarının zeolit kaplamasının yoğun bir tabaka şeklinde değil, açık ve süngerimsi bir yapıda büyümesine yardımcı olduğunu göstermiştir. Metal elekler üzerindeki kaplamaların desorpsiyon kinetiklerinin, benzer metal eleklerden yapılmış petri kabı içindeki toz zeolit örneği ile karşılaştırıldığı durumda, ilk 5 dakikada 3 kat, ilk 10 dakikada 2,5 kat daha yüksek olduğu görülmüştür. Önerilen kaplama yönteminin tekrarlanabilirliği incelendiğinde, kaplama kalınlıklarının ortalamadan en fazla %5,3 gibi düşük bir sapma ile üretilebildiği görülmüştür. Ek olarak üretilen kaplamaların desorpsiyon kinetiklerinin de neredeyse aynı olduğu gözlenmiştir. Ayrıca kurulan sistemin parametreleri dar aralıklarda rahatlıkla kontrol edilebilmiştir. Artan sentez süresinde sınırlayıcı reaktan konsantrasyonunun azalması nedeniyle kaplama oluşum hızının düştüğü görüldüğünden, sistemde dolaşan çözelti hacmi artırılarak tek sentez adımında elde edilen kaplama miktarının artırılmasına çalışılmıştır. Çözelti hacminin etkisini araştırmak için kreostat ve reaktör giriş-çıkışı arasındaki boru hatları uzatılarak sistem hacmi arttırılmıştır. Bu bölüme kadar yapılan deneylerde kullanılan çözelti hacminin %25 ve %50 fazlasının kullanıldığı deneyler gerçekleştirilmiştir. Çözelti hacmi %25 arttırıldığında kaplama kalınlığının arttığı, %50 arttırıldığında ise %25 artışa kıyasla azaldığı görülmüştür. Bu duruma, çözelti hacmi %50 arttırıldığında, çözelti içinde ve boru yüzeylerinde oldukça fazla katı oluşması sonucunda kaplama veriminin düşmesi neden olmuştur. Önceki çalışmalarda boru hattındaki çizgisel hızın daha az olduğu durumlarda, çözelti içinde ve boru yüzeyinde katı oluşumunun azaldığı görüldüğü için, boru hattındaki hızın azaltılması hedeflenmiştir. Bu nedenle reaktör çıkışından kreostata kadar olan, kreostatın içindeki ve kreostat çıkışından tekrar reaktöre dönen hatlar birbirine eş, iki paralel hat olarak bağlanmıştır. Boru hattının paralel olarak bağlanmasıyla,çözeltide ve boru yüzeyinde katı oluşumu engellenebilmiştir. Çözelti hacminin %50 arttırıldığı (paralel hat ile) durumda, %25 artış ile elde edilen kaplamaya yakın kalınlıkta kaplama elde edildiği, kaplama oluşma hızının bir maksimuma ulaştığı ve sınırlayıcı reaktan miktarının hızı belirleyen adım olmaktan çıktığı görülmüştür. Tek bir sentez adımında elde edilen kaplama miktarını ve kaplamanın tuttuğu toplam nem miktarını arttırabilmek adına, kaplama hazırlamaya uygun berrak sentez çözelti bileşimleri araştırılmıştır. Bu amaçla farklı SiO2/Al2O3, H2O/Na2O ve H2O/SiO2 oranlarına sahip sentez bileşimleri ile geleneksel toz sentez deneyleri yapılmıştır. Elde edilen tozların kristaliniteleri, fazları ve toplam nem tutma kapasiteleri incelenmiştir. Bileşimlerin jelleşme eğilimleri ve elde edilen ürünlerin toplam nem kapasitesileri göz önüne alınarak, kaplama deneyinde kullanılabilecek yeni bir bileşim seçilmiştir. Seçilen deney koşulunda, yeni bileşimin kaplama kalınlığını yaklaşık 3 katına çıkardığı görümüştür. Yeni bileşimle, bu deneyden elde edilen kaplama kalınlığının ve kristalinitenin arttırılması adına, denenen parametrelerden elde edilen en iyi sonuçların koşulları kullanılarak bir deney daha yapılmış ve bu amaca ulaşılmıştır. Elde edilen kaplama kalınlığının, çözelti hacminin etkisinin incelendiği deneylerde ölçülmüş en yüksek kalınlığa çok yakın olduğu görülmüştür. Kaplama kalınlığının daha fazla artmaması, sınırlayıcı reaktan miktarının hız belirleyici adım olmaktan çıkması, kaplama oluşma hızını, öncül madde ve reaktanların kalınlaşan kaplama içindeki kütle iletiminin belirlemeye başlaması ile ilişkilendirilmiştir. Sonuç olarak bu çalışmada, indüksiyon ısıtma ile kaplama yöntemi kullanılarak, tek bir sentez adımı ile 400 µm kalınlığa yaklaşan, yüksek kristalinitede ve homojenlikte kaplamalar elde edilmiştir. Ayrıca tekrarlı sentezler ile bu kalınlığın çok daha fazla artırılabileceği de gösterilmiştir. Elde edilen kaplamaların ısıl ve mekanik dayanımlarının oldukça yüksek olduğu ve desorpsiyon kinetiklerinin toz ile pelet formundaki zeolitlere kıyasla çok yüksek olduğu görülmüştür.
-
ÖgeAn intelligent overtaking assistant for autonomous racing cars( 2020-07) Armağan, Ersin ; Kumbasar, Tufan ; Department of Control and Automation EngineeringNowadays, advanced driver assistance systems are becoming more popular since they are being used more and more in commercial vehicles. Interest in advanced driver assistance systems is growing because they prevent car accidents and improve driving comfort. As a solution, computational/artificial intelligence applications have been employed in the literature to design advanced driver assistance systems. Control systems such as PID controllers, fuzzy logic based controllers are also widely used for advanced driver assistance systems. Recently, the usage of fuzzy logic based control systems in the control of advanced driver assistance systems and autonomous driving systems has also increased significantly. Fuzzy logic based systems are preferred in many research areas because it is capable to imitate expert behavior even in complex systems. For example, fuzzy logic based control systems are effectively implemented especially decision-making applications, system modeling and control applications.
-
ÖgeApplication of multi-objective optimization criteria in inverse optimal control of nonlinear systems(Institute of Science and Technology, 2020-07) Akoum, Mohamad ; Günel Öke, Gülay ; 638065 ; Kontrol ve Otomasyon Mühendisliği Ana Bilim DalıThis thesis is based on applying multiobjective optimization algorithms on inverse optimal control with the aim to obtain a controller that would satisfy the requirements of the application set by the controller designer, and present a deeper look at how choosing parameters of inverse optimal control would affect the overall behavior of the system.
-
ÖgeAssessing Added Value Of Wave Coupling For The Mediterranean Climate And Extremes In Regional Earth System Model Simulations(Institute of Science and Technology, 2020) Batıbeniz, Fulden ; Önol, Barış ; Meteoroloji Mühendisliği Anabilim DalıThe results of the thesis presents extensive information regarding the Mediterranean climate within the context of hydro-climate, local and remote precipitation moisture sources, climate extremes and importance of the air-sea interaction in such a unique region. Additionally, this study uses unprecedented and novel techniques to investigate the Mediterranean climate and its extremes, thereby is an introduction and/or reference for future studies.
-
ÖgeAssessing the performance of gridded precipitation products – a comparative analysis of the Black Sea and East Africa regions(Graduate School, 2022-11-04) Swalih, Sead Ahmed ; Kahya, Ercan ; 501122502 ; Hydraulics and Water Resources EngineeringHydrological and climatological studies require a good quality of precipitation data. It is difficult to assess the spatial and temporal variability of precipitation for a basin without sufficient gauging stations. Recently, several high-resolution public-domain reanalysis and gridded precipitation products (GPPs) have been produced. The performance of four GPPs in estimating the spatio-temporal distribution of precipitation was examined in this study. The chosen regions are the Rize province (Black Sea region) and the Blue Nile basin (East Africa region). Both basins have similar topograpy and high precipitation. In this study, the observed precipitation data were compared with the GPP datasets using statistical metrics and time-series plots. Then, the performance of these products was evaluated by assessing their capacity in estimating river flow with a calibrated physically based hydrological model- SWAT. On top of that, we have assessed the performance of the multi gauge calibration (MGC) technique to improve the SWAT model efficiency. We assessed four calibration methods to improve the model simulation outcome. The temporal and seasonal data performance of the GPPs was, then, assessed before testing the quality of prediction with various statistical analysis metrics. Finally, the climate change impact on the hydroclimatology of both basins was studied using GCM scenario for future climate predictions. Estimating the parameters that represent the various hydrological processes is one of the main issue hydrologists need to solve since it is impossible to measure all the hydrological parameters. We tested four methods where calibration was done using flow data: only from upstream area (US), only from downstream area (DC), using both upstream and downstream areas of the basin (MGC), and using first the upstream then downstream flow data (UCDC). The results showed that model calibration using the MGC and UCDC techniques proved to have improved the model performance, unlike the single gauge calibrations. The reason is the model obtains much wider information on the basin characteristics to adjust its parameters when more than one gauging station is used simultaneously for calibration. Our study has contributed to the validation of gridded precipitation products for the mountainous regions of the Black Sea and East Africa regions which have scarcity in weather gauging station. In addition to statistical and visual map assessment, we adopted a hydrological model (SWAT) parameterized for these basins to make original assessments on the hydrological responses for each GPP dataset precipitation inputs. The resulting graph showed that the annual cyclic behavior of all data is quite consistent with each other, like having a peak on May. The result for the Ikizdere basin indicated that the peak water yield magnitude estimattion in May is significantly greater than the observed water yield for CFSR and MSWEP datasets. However, the water yield value was lower for APHRODITE. Moreover, water yields were highly overestimated during the periods May-December by the MSWEP simulation, which is due to overestimated precipitation in the first four months (January-April) when most of the precipitation falls in the form of snow. The most comparable simulated flow regime with the observation was that of the ECMWF simulation flow. When we come to the Blue Nile basin, it is considered the most important river basin for the Nile River as it generated much of the annual flow. Hence, having a good accuracy of summer precipitation (rainfall) estimate is essential for Blue Nile basin since much of the annual rainfall falls in the highland region during the summer season (Jun – Sep). The MSWEP precipitation dataset has overestimated the peak flows which is obviously caused by the overestimation of rainfall in the summer season (Jun-Sep). The CFSR dataset performance was poor with negative deviations specifically for the wet season of the year (Jun-Sep). It resulted in underestimation of flow, especially for the peak flows which could be explained by the underestimation of precipitation over the study area. Among the GPPs, ECMWF captures the annual cycle of the measured flow cycle with little deviations. Like the Ikizdere basin, it has proved to perform better for the Blue Nile basin, where both the total water yield and surface flows for the wet has been estimated with good accuracy. The results allign with the previous studies outcomes which concluded that the ECMWF weather data could not only be successfully used in place of surface weather observation records, but also improve hydrological modelling performance. For both study areas, the ECMWF gridded precipitation estimates have been proven to be the most comparable with the observed precipitation suggesting that the dataset could be implimented for mountaneous areas of the world with very scarce ground weather observation stations. Finally, the seasonal average simulated flow of Ikizdere basin was forced with the GCM climate change scenarios and compared with the observed flow at basin outlet. There is consist trend in the forecasted flow for the various GCM projections. There is a dipole of climate projection underperformance in the sense of underestimation for winter & autumn seasons, whereas, overestimating for the spring season. For winter (Dec – Feb) and autumn (Sep-Nov), all the climate models forecast decrease in flow for the river, whereas for the spring season (Mar-May) all the GCMs forecasted an increase in flow. Hence, towards the end of the century, the climate projections indicate a decreasing trend for the winter season and an increasing trend for spring season. This finding agrees with the previous study results where the long-term historical precipitation data analysis demonstrated a decreasing trend in winter season for the Black Sea region. The case is difference for summer season where the GCM scenarios didn't agree on the precipitation projection trend. Generally, the impact of climate change on the seasonal precipitation of the Rize province project a decreasing trend for the winter season and increasing trend for spring season towards the end of the century. When we come to the Blue Nile basin, the GCM scenarios did not agree on the future climate projections. An increase in precipitation as well as river flow from Rosieres is projected by some of the emission scenarios (MIMR and INCM3) throughout the year except in March and April, which increases outflow in the river. Contrary to that, the other scenarios (BCM2 and CSMK3) estimate a decrease in precipitation and outflow. When we have a closer look into the emission scenarios, the A1B scenarios generally predict increased river flow for the Blue Nile river, while B1 predicts decrease in flow. A low flow, especially in summer (Jul-Sep) mean significant reduction in the heads of reservoirs in Ethiopia, Sudan and Egypt which will have a severe impact on the livelihood of people.
-
ÖgeAtmosferik koşullar yardımıyla kar yağışı ile yağmuru ayıran kritik sıcaklığın Türkiye genelinde belirlenmesi(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022-08-19) Özgür, Evren ; Koçak, Kasım ; 511122008 ; Atmosfer BilimleriSon yıllarda etkisini iyice hissettiren küresel iklim değişikliği ve sıcaklık artışı, insan yaşamını birçok alanda etkilemektedir. Bu etkilerin başında şiddetli yağışlar sonucunda meydana gelen taşkın olayları ve şiddetli kuraklıklar yer almaktadır. Ülkemizin de içinde bulunduğu Akdeniz Havzası, küresel iklim değişikliğinin olumsuz etkilerine en fazla maruz kalması beklenen bölgelerin başında gelmektedir. Sıcaklık artışının, ülkemizin de içinde bulunduğu orta enlemlerde meydana gelen yağışların türü üzerinde de etkili olması beklenmektedir. Son yıllarda ülkemizde yapılan çalışmalar sonucunda özellikle Doğu Anadolu Bölgesi başta olmak üzere, birçok bölgede kar yağışlı gün sayısının toplam yağışlı gün sayısına oranında anlamlı derecede azalışlar olduğu görülmüştür. Bu değişimin de sıcaklık artışı ile doğrudan ilişkili olduğu ortaya çıkarılmıştır. Önceki çalışmalardan elde edilen sonuçlar doğrultusunda, kar yağışı ve yağmur ile ilgili daha detaylı çalışmalar yapma zorunluğu doğmuştur. Kritik sıcaklık kavramı, kar yağışı ile yağmurun eşit olasılıkta gerçekleştiği sıcaklık olarak tanımlanmaktadır. Bir başka deyişle, iki yağış türünün de oluşma olasılığının %50 olduğu sıcaklık değeri kritik sıcaklık olarak adlandırılır. Kritik sıcaklık değerinin tarihsel gelişimi incelendiğinde, önceki yıllarda kritik sıcaklık olarak sabit bir eşik sıcaklık değeri kullanıldığı görülmektedir. İlerleyen yıllarda ise, dünya genelinde farklı yaklaşımlarla kritik sıcaklık değeri tespitleri yapılmıştır. Dünya genelinde kritik sıcaklık ile ilgili yapılan çalışmalarda çoğunlukla yağışın türünü etkileyen en önemli faktör olan hava sıcaklığının üzerinde durulmuştur. Bunun yanı sıra; bağıl nem, ıslak hazne sıcaklığı, hava basıncı ve yere yakın seviyede yer alan enversiyon gibi etkenlerin de yağış türü üzerinde etkisi olduğu çeşitli çalışmalar sonucunda ortaya koyulmuştur. Bu çalışmanın amacı; Türkiye genelinde kar yağışı ile yağmuru ayıran kritik sıcaklık değerlerinin ortaya çıkarılması, kritik sıcaklıklarda zamansal ve alansal olarak herhangi bir değişimin olup olmadığını ortaya konması ve kritik sıcaklıkları etkileyen değişkenlerin belirlenmesidir. Çalışma kapsamında kritik sıcaklık değerleri hem hava sıcaklığı, hem de çiy noktası sıcaklığı için tespit edilmiştir. Çalışmada kullanılan veriler Meteoroloji Genel Müdürlüğü'nden temin edilmiştir. Talep edilen veriler sinoptik gözlem yapan istasyonlara ait yağış devam saatleri (yağışın türü, başlangıç ve bitiş saatleri), saatlik hava sıcaklığı ve saatlik bağıl nem verileridir. Kullanılan veri periyodu, hava sıcaklığı için 1997-2016, çiy noktası sıcaklığı için 2007-2016 yılları arasını kapsamaktadır. Kar yağışı ile yağmuru ayıracak olan sıcaklıklar hesaplanacağı için, hem kar yağışı hem de yağmurun birlikte gerçekleştiği kış mevsimi dikkate alınmıştır. Çalışmada yağış türleri olarak kar, kar sağanağı, yağmur ve yağmur sağanağı kullanılmıştır. Tüm istasyonlar için değerlendirildiğinde, 8 farklı kış periyodu olduğu tespit edilmiştir. Çalışmada ilk olarak, Meteoroloji Genel Müdürlüğü'nden temin edilen yağış devam saatleri istasyon bazında yağış türüne göre ayrılmıştır. Yağışın başladığı ana ait sıcaklık verileri kullanılacağı için, elde yer alan saatlik sıcaklık değerleri kullanılarak interpolasyon yapılmıştır. İnterpolasyon gerçekleştirebilmek için de, yağışın başlama saatinin tam saatini de içerek şekilde 5 ardışık saatteki sıcaklık değerlerini bir araya getiren bir makro oluşturulmuştur. Bu makro sonucunda yağış devam saatleri bilgileri ile 5 ardışık saatteki sıcaklık değerleri aynı dosyada birleştirilmiştir. Daha sonra yağışın tam olarak başladığı zamandaki sıcaklık değerleri, FORTRAN yazılımı kullanılarak gerçekleştirilen interpolasyon ile tespit edilmiştir. Bulunan bu sıcaklık değerleri de, yağışın türüne göre (kar ve yağmur) ayrılmıştır. Çiy noktası sıcaklığı ayrımı için interpolasyon prosedürünün aynısı bağıl nem değerlerini bulmak için de uygulanmıştır. Yağış türüne göre (kar ve yağmur) yağışın başlangıcındaki sıcaklık ve bağıl nem değerleri elde edildikten sonra, önceden belirlenmiş sıcaklık aralıkları kullanılarak her bir yağış durumu sayılmış, kar ve yağmur için olasılık dağılımları ortaya çıkarılmıştır. Kritik hava sıcaklığı için 20 yıl olan çalışma periyodu 10'ar yıllık iki periyoda ayrılmış ve iki on yıllık dönem arasındaki değişim de incelenmiştir. Bununla birlikte, yüksekliğin ve bağıl nemin kritik sıcaklık türlerine etkisi de incelenmiştir. Çalışmada 1997-2006 dönemi kritik hava sıcaklığı değerleri hesaplandığında, 67 adet istasyonun 55 tanesinde kritik hava sıcaklığı değeri tespit edilmiş olup, bunların 51 tanesinde kritik sıcaklık değeri 0.5°C ile 2.0°C arasındadır. Tüm istasyonların kritik sıcaklık ortalaması ise 1.2°C olarak bulunmuştur. 2007-2016 döneminde ise, 80 adet istasyonun 68 tanesinde kritik hava sıcaklığı değeri tespit edilmiştir. Bu istasyonların 62 tanesinde kritik sıcaklık değerinin 1.0°C ile 2.5°C arasında olduğu görülmüştür. Bu periyot için tüm istasyonların kritik sıcaklık ortalaması ise 1.7°C olarak tespit edilmiştir. Çalışma periyodunun tamamı incelendiğinde, 20 yıllık verisi olan 68 adet isatsyonun 50 tanesinde kritik hava sıcaklığı değerinin 0.5°C ile 2.0°C arasında olduğu görülmüştür. 20 yıllık dönem için tüm istasyonların kritik sıcaklık ortalaması ise 1.4°C olarak tespit edilmiştir. Kritik hava sıcaklığının 10'ar yıllık kıyaslamasına bakıldığında; her iki on yıllık dönemde de kritik değere sahip olup, karşılaştırması yapılabilen 52 adet istasyonun 39 tanesinde kritik hava sıcaklığı değerlerinde artış olduğu görülmektedir. Bu artışların 31 tanesi ise, 0.0°C ile 1.0°C arasında gerçekleşmiştir. Tüm istasyonlar için kritik hava sıcaklığı değerlerinde ortalama 0.4°C'lik bir artış gözlenmektedir. 2007-2016 dönemi için kritik çiy noktası sıcaklığı değerleri hesaplandığında ise, kritik değer tespit edilebilen 42 adet istasyonun 31 tanesinde kritik çiy noktası değerinin -0.5°C ile 1.0°C arasında olduğu görülmüştür. Tüm istasyonlar için kritik çiy noktası sıcaklığı ortalaması ise -0.2°C olarak hesaplanmıştır. Çalışmada son olarak ise; kritik sıcaklık değerleri ile yükseklik, bağıl nem ve basınç ilişkileri incelenmiştir. Her iki kritik sıcaklık türü için, yükseklik değerleri ile anlamlı olmayan ters ilişki olduğu görülmüştür. Her iki sıcaklık türü ile basınç arasında, anlamlı olmayan bir doğrusal ilişki bulunmuştur. Kritik sıcaklıkların bağıl nem ile olan ilişkileri incelendiğinde ise, bağıl nem ile kritik çiy noktası sıcaklığı arasında istatistiksel olarak anlamlı bir doğrusal ilişki ortaya çıkarılmıştır. Bu çalışma, ülkemizde kar yağışı ile yağmuru ayıran kritik sıcaklığın incelendiği ilk çalışma olma özelliğine sahiptir. Çalışmada elde edilen sonuçların; hem ülkemizde hem de ülkemizin de içinde bulunduğu Akdeniz Havzası'nda yapılacak çalışmaların sonuçlarına katkı sunması hedeflenmektedir. Çalışmada elde edilen sonuçların, su kaynaklarının korunması ve daha etkin kullanılması konusunda karar vericilere bilgi desteği sağlaması amaçlanmaktadır. Ayrıca elde edilen sonuçlarla uzaktan algılama, hava tahmini, vb. alanlar için de araştırmacılara bilgi desteği sağlanması hedeflenmektedir.
-
ÖgeBitki yüzeylerinde Eddy kovaryans yöntemiyle ölçülen ve modellenen karbon değişiminin analizi(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022-10-25) Altınbaş, Nilcan ; Şaylan, Levent ; 511142003 ; Atmosfer BilimleriÜlkeler arası yapılan iklim değişikliği ile ilgili protokollerde, ulusal ve küresel sera gazı emisyonlarının azaltılmasına ve yutak miktarının arttırılmasına yönelik çalışmaların gerekliliği vurgulanmaktadır. Bu kapsamda, karbon ayak izinin azaltılması birincil amaçtır. Ülkeler, sera gazı bütçelerini IPCC tarafından belirlenen üç aşamadan birine göre hesaplamak durumundadır. Bu aşamalardan birincisi, kendi bitkilerine özgü emisyon ve yutak katsayıları olmadığı durumda ülkelerin kullanması gereken katsayıları sağlayan en alt aşamadır. İkinci ve üçüncü aşamalar ise ülkelerin kendi ülkelerinde geliştirilmiş araştırmalara ve modellere dayanarak yapılan sera gazı hesaplamalarına dayanır. Genellikle ülkelere özgü emisyon ve yutak katsayıları yok ise Hükümetler Arası İklim Değişikliği Paneli (IPCC) tarafından kendilerine önerilen yöntem veya başka ülkelerdeki çalışmalardan elde edilen katsayılardan uygun olanı seçip kullanma zorunluluğu oluşmaktadır. Bu durum, ülkelerin ulusal sera gazı emisyon ve yutaklarının; dolayısıyla sera gazı bütçelerinin tam olarak doğru tespit edilmesinde önemli bir engel oluşturmaktadır. Ülkemizde de sera gazı emisyon ve yutak katsayılarının olmadığı sektörler ve alt bileşenlerinde IPCC tarafından önerilen yöntem ve katsayılar ile ulusal sera gazı bütçemiz hesaplanmaktadır. Ülkemiz sera gazı bütçesinde tarım alanlarından kaynaklanan CO2 eşdeğeri yaklaşık %14 gibi büyük bir paya sahiptir. Bu konuda yapılacak çalışmalar için de öncelikle yersel verilerin elde edilmesi, net ekosistem değişiminin ve bileşenlerinin belirlenmesi ilk adımı oluşturmaktadır. Bu konuda yapılacak çalışmalar için de öncelikle yersel verilerin elde edilmesi, net ekosistem değişiminin ve bileşenlerinin belirlenmesi ilk adımı oluşturmaktadır. Bu tür çalışmaların genişletilmesiyle birlikte önce küçük çapta daha sonra da büyük çapta karbon bütçeleri oluşturulabilir. Ortaya çıkacak sonuçlar, bitkilerin mikrometeorolojik anlamda atmosfere etkileri hakkında bilgilendirme yapabileceği gibi tarım ve iklim politikalarının belirlenmesinde yer alan planlayıcı kurum ve kuruluşlara da katkıda bulunabilecektir. Gelecekte, bu çalışma kapsamında belirlenecek yutak ve emisyon katsayıları, bölgede tarımla uğraşan çiftçilere devlet teşvikleri sağlanması ile ilgili politikalarda kullanılabilir. Bu tez çalışmasının ana amacı; enerji akılarını belirlemede uluslararası literatürde en yaygın kullanılan yöntemlerden biri olan Eddy Kovaryans tekniği ile kanola bitkisi yüzeyinden ölçümler alınarak, toprak ve atmosfer arasındaki sera gazı değişimlerinin belirlenmesidir. Ayrıca, ekili bitkinin fotosentez ve solunum bileşenleri göz önüne alınarak, karbon yutak ve emisyonu bakımından atmosfere nasıl bir etkide bulunacağının belirlenmesi hedeflenmiştir. Sonuç olarak, elde edilen net ekosistem değişimi (NEE)'nin farklı veriler yardımıyla ve istatistiksel yöntemlerle modellenmesi ve model sonuçlarının ölçümlerle karşılaştırılarak en uygun yöntemlerin literatüre kazandırılması amaçlanmıştır. Ayrıca NEE ölçümlerinin yaygın olmaması sebebiyle, ihtiyaç duyulduğunda eldeki farklı değişkenlerle tahmininin yapılabilmesi aracılığıyla, literatürde sıklıkla kullanılan istatistiksel yöntemlerin kullanılabilirliğinin araştırılması da amaçlanmıştır. Bu amaçla hem lineer hem de nonlineer analizlerle yüksek ilişkiler sağlanabilecek yöntemler seçilmiştir. Bu yöntemlerin uygulanabilmesi için farklı veri setlerinin kullanıldığı senaryoların oluşturulması planlanmış, test edilmiş ve daha sonra uygulamaları yapılmıştır. Tez kapsamında, Kırklareli ilindeki Atatürk Toprak, Su ve Tarımsal Meteoroloji Araştırma Enstitüsü arazisinde (41°41'53''K, 27°12'37''D, 170 m), İTÜ Meteoroloji Mühendisliği Bölümü Tarımsal Meteoroloji Araştırma Ekibi tarafından kurulmuş olan Eddy Kovaryans (LI-7500, LI-COR Biosciences) sisteminden 10 Hz zaman çözünürlüğünde veri toplanmış ve analizleri yapılmıştır. Eddy Kovaryans yöntemi; tarım alanları, ormanlık alanlar, şehir alanları, su yüzeyleri gibi farklı ekosistemlerde uygulanabilen bir yöntemdir. Aynı arazide bulunan tarımsal meteoroloji istasyonundan alınan meteorolojik veriler, arazi çalışmalarından elde edilen tarımsal veriler ve MODIS uzaktan algılama verileri de bu çalışmada yapılan analiz ve karşılaştırmalar için kullanılmıştır. Çalışma kapsamında, Dünya çapında önemli bir yağ bitkisi olarak bilinen kanolanın (Brasicca napus Oleifera sp.), 15 Ekim 2015-29 Haziran 2016 tarihleri arasındaki gelişme dönemini kapsayan veri kullanılmıştır. Veri, kanola ekili arazi üzerinden gelişme dönemi boyunca eksiksiz olarak toplanmıştır. Kanola, ülkemizde hem kışlık hem yazlık olarak yetiştirilebilen bir bitkidir. Kısa gelişme dönemiyle birim alandan yüksek ürün ve yağ sağlanması sebebiyle tüm dünyada uzun yıllardır tarımsal üretimde tercih edilen bir bitkidir. Yağlı tohumuyla üretimde avantaj sağlayan bu bitkinin, karbon salınımı bakımından da avantajlarının araştırılmasının hem üreticiler hem de karar vericiler için bilgilendirici olacağı düşünülmektedir. Ülkemizde, üretim miktarlarına göre üreticilere sağlanan primler belirlenirken verim üzerinde durulmaktadır. Fakat iklim değişikliği ve hava kirliliği gibi artmakta olan çevresel sorunlar göz önüne alındığında, gelecek yıllarda üretimi yapılan bitkilerin çevreye olan katkıları da göz önünde bulundurularak bu primlerin belirlenmesi mümkün olabilir. Bunun sağlanması için öncelikle bitkilerin atmosferle ve çevreyle etkileşimlerinin ayrı ayrı incelenmesi gerekmektedir. Bu bağlamda, bu tez çalışmasının da içeriğini oluşturan karbon akılarının bilinmesi bir noktada daha ön plana çıkmaktadır. Çalışmada öncelikle EC verisi ve aynı zamanda meteorolojik veri toplanarak analiz edilmiştir. Tüm veriler için kalite kontrol işlemleri gerçekleştirilmiş olup; aykırı verinin veri setinden uzaklaştırılması, doldurulması ve filtrelenmesi gibi işlemler her veri setine özel olarak uygulanmıştır. Gelişme dönemi boyunca araziden alınan örnek ve fotoğraflarla fenolojik dönemler belirlenmiş ve analizlerde bu dönemler ayrı ayrı incelenmiştir. Bitki gelişiminin göstergeleri olan veriler de belirli aralıklarla toplanmış ve daha sonra uzaktan algılama verisiyle karşılaştırılmıştır. Arazide ekili kanola bitkisinin, gelişme dönemi boyunca atmosferden bünyesine ne kadar CO2 gazı indirdiğini ve atmosfere ne kadar CO2 gazı saldığını belirlemek için EC sisteminden alınan ölçümlerle NEE belirlenmiştir. Bu çalışma, ülkemizde kanola bitkisinin NEE değişimlerinin belirlendiği ve dolayısıyla yaygın olarak yetiştirilen bu bitkinin karbon bütçesine etkisinin belirlendiği ilk çalışmadır. Ölçüm sonuçlarından elde edilen analizlere göre; NEE'nin negatif değerlerinin en yüksek olduğu (bitkinin bünyesine CO2 indirdiği) zamanlar, kanola bitkisinin yapraklanma, çiçeklenme ve tohum oluşturma dönemlerinde gerçekleşmiştir. Diğer fenolojik dönemlerde ise salınan CO2 miktarları indirilenden fazladır. Bitki, 258 günlük gelişme dönemi boyunca m2 başına atmosferden yaklaşık olarak 116,3 gram karbon indirmiştir. Kanola gelişme dönemindeki günlük NEE değerlerinin ortalaması -0,47 g C m-2 olarak hesaplanmıştır. NEE'nin gelişme dönemi boyunca belirlenmesinin ardından, diğer değişkenlerle ilişkileri incelenmiştir. Tarımsal meteorolojik değişkenlerle ilişkiler incelendiğinde; NEE'nin en yüksek ilişkileri sıcaklık, toprak su içeriği ve global radyasyon verisiyle gösterdiği görülmüştür. Bitki büyüme ölçütlerinden bitki boyu, LAI ve kuru biyokütle ile de istatistiksel olarak anlamlı ilişkilere ulaşılmıştır. Daha sonra, farklı istatistiksel yöntemlerle NEE'nin tahmini ve modellenmesi üzerine çalışılmıştır. Meteoroloji, tarım ve uzaktan algılama verisinin bir arada kullanıldığı lineer ve nonlineer yöntemlerle NEE verisinin validasyonu ve tahmini için analizler yapılmıştır. NEE'nin modellenmesi amacıyla, farklı değişken setlerini içeren senaryolara göre çoklu lineer regresyon, destek vektör makineleri, nonlineer regresyon ve yapay sinir ağları yöntemleri kullanılmıştır. Senaryolar oluşturulurken; NEE'nin en yüksek ilişkili olduğu değişkenler, meteoroloji ölçüm istasyonlarında en yaygın ölçülenler, tarımsal meteorolojik ölçümlerin de hesaba katılması gibi birtakım ölçütler göz önünde bulundurulmuştur. Farklı senaryolara ait sonuçlar ayrı ayrı irdelenmiştir. Orijinal NEE verisiyle tahminler kıyaslandığında, tüm senaryolar için en yakın sonuçları nonlineer regresyon analizleri vermiştir. Diğer analizlere göre korelasyonlar daha yüksek, hata terimleri daha düşük çıkmıştır. NEE'nin en tutarlı tahmininin elde edildiği senaryo; en az değişkenin ele alındığı ve yapay sinir ağları ile yapılan analiz sonucu elde edilmiştir. En yüksek determinasyon katsayısı (R2=0,80), bu analiz sonucunda elde edilmiştir. Sonuç olarak, çalışma bulguları; kanola bitkisinin karbon salınımı davranışı, fotosentez ve solunum aktiviteleri çerçevesinde NEE'nin meteoroloji, bitki ve uzaktan algılama verilerine göre analizi, tahmini ve kullanılabilecek istatistiksel yöntemler ile birlikte tahminlerin hangi veriler ele alındığında iyileştirilebileceğine dair önemli sonuçları ortaya koymuştur.
-
ÖgeCalibration of mobile device microphones and their use for sound source identification(Institute of Science and Technology, 2020-07) Rahtuvan Berker, Güner ; Şen, Osman Taha ; 633433 ; Mechanical EngineeringWith the advancement of mobile device technologies, many studies are focused on the improvement of the sensors within these devices thus searching a way to use mobile devices for professional applications. The critical improvements in these sensors allowed these devices to be used as professional measurement tools as well as a communication tool. The main purpose of this thesis is to investigate the performance of built in microphones within the mobile devices and to calibrate the mobile microphone with comparison to a reference condenser microphone. The performance of mobile device microphones are investigated in different mediums to define the effects of these mediums on the measured sound pressure values. Moreover, the sound source identification of a vehicle is also conducted in this thesis with a developed android application on a mobile device after the calibration process is completed. Firstly, a literature review on microphone calibration, use of mobile devices as sound level meters and sound source identification is conducted. It is found that a commercially available calibrator is not designed yet for the calibration of mobile device microphones. The current methods of calibration is also investigated and it is found that the mobile device hardware, software and filters greatly affect the measurement results. The theoretical background on sound, microphones and their calibration, data acquisition and signal processing along with the sound source identification methods is also presented in the thesis briefly since these subjects become the foundation of this thesis. Various experimental setups are prepared in order to test the capabilities of mobile microphones and to investigate the shift in their performance with regards to the measurement medium. The experimental setup is carefully constructed each time before the sound measurements to make sure every equipment is ready and working. A reference condenser microphone is compared to mobile device microphones during the first two experiments for signals that are generated on computer environment and transmitted via calibrated loudspeakers.
-
ÖgeCoğrafi bilgi sistemleri entegreli makine öğrenmesine dayalı toplu taşınmaz değerleme modelinin geliştirilmesi(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022-10-07) Mete, Muhammed Oğuzhan ; Yomralıoğlu, Tahsin ; 501192606 ; Geomatik MühendisligiKüresel arazi idaresi sisteminin temel fonksiyonlarından biri olan arazi değeri ile planlama, vergilendirme, imar uygulamaları gibi mülkiyete dayalı birçok işlemde karşılaşılmaktadır. Bu bağlamda taşınmaz değerinin uluslararası standartlara uygun, nesnel yaklaşımlar ile değerlendirilmesi oldukça önemlidir. Teknolojinin ilerlemesiyle birlikte Coğrafi Bilgi Sistemleri (CBS), Yapay Zeka ve Makine Öğrenmesi, Bulut Bilişim, Yapı Bilgi Modelleme gibi akıllı sistemlerin değerleme uygulamalarında kullanımı artmakta, taşınmazların değeri yüksek doğrulukla, hızlı bir şekilde belirlenebilmektedir. Taşınmazların tekil değerlemesinde kullanılan Emsal Karşılaştırma, Gelir, Maliyet gibi klasik yöntemlerden farklı olarak toplu değerleme yöntemi bilişim sistemlerinden faydalanarak geniş alanlarda çok sayıda taşınmazın topyekün değerlendirilmesini mümkün kılmaktadır. Öte yandan arazi idaresi sistemlerinin kavramsal model tasarımında ISO standardı olan Arazi İdaresi Alan Modeli (LADM)'yi benimseyen ülkeler, taşınmaz değerleme amaçlı ülke profillerini oluşturarak süreçleri daha etkin bir şekilde yürütmeyi hedeflemektedirler. Değerleme çalışmalarında CBS ve Makine Öğrenmesine dayalı yöntemlerin ön plana çıktığı görülse de bu iki yaklaşımın bütünleşik kullanımının yer aldığı çalışmalar oldukça sınırlıdır. Ayrıca toplu değerleme çalışmalarında taşınmazların yüzölçümü, oda sayısı gibi fiziksel özelliklerine yoğunlaşılmakta, değeri oldukça etkileyen konumsal ve çevresel faktörler yeterince analiz edilmemektedir. Tez çalışması kapsamında CBS ve Makine Öğrenmesi yöntemleri bütünleştirilerek hibrit bir değerleme yöntemi geliştirilmiş, konumsal analizlerle değerleme verilerinin zenginleştirilmesi amaçlanmıştır. Öncelikle Birleşik Krallık çalışma bölgesinde LADM'ye dayalı bir kavramsal model tasarımı yapılmış, fiziksel modele geçiş aşamasında açık kaynaklı PostgreSQL/PostGIS veritabanı oluşturulmuştur. Daha sonra CBS destekli Nominal Değerleme Yöntemi ile yakınlık, yüzey, görünürlük gibi konumsal analizler gerçekleştirilmiş, nominal arsa değer haritası oluşturulmuştur. Birleşik Krallık Kraliyet Arazi Kayıt Kurumu tarafından açık lisans ile paylaşılan gerçek konut satış verileri kullanılarak Lineer Regresyon, Rastgele Orman, XGBoost, CatBoost gibi çeşitli Makine Öğrenmesi regresyon yöntemleri ile toplu değerleme çalışması gerçekleştirilmiştir. Konumsal kriterler eklenmeden önce gerçekleştirilen regresyon analizi sonucunda Makine Öğrenmesi modellerinin yeterli doğruluğa ulaşamadıkları görülmüştür. CBS analizleri sonrası elde edilen konumsal kriterlerin nominal puanları öznitelik zenginleştirme yoluyla değerleme verisindeki taşınmazlara aktarılmıştır. Konumsal kriterlerin eklenmesi sonrası gerçekleştirilen regresyon analizinde R2 değerinin yaklaşık %39, MAPE değerinin ise %27 civarında iyileştirildiği, yapılan oran analizleri sonucunda da çalışmanın toplu değerleme standartlarına uygun şekilde yeterli doğruluğa ulaştığı gözlemlenmiştir. Öte yandan global regresyon modellerinde kriterlerin mekansal otokorelasyonu ve bölgesel önem düzeyleri dikkate alınmazken tüm çalışma bölgesi için sabit bir kriter ağırlığı alınmaktadır. Oysa değeri etkileyen faktörler konuma, çevresel ve sosyo-ekonomik etkilere bağlı olarak değişkenlik gösterebilmektedir. Mekansal otokorelasyonun hesaplanması ve tüm kriterlerin özelliklerine bağlı olarak değer bölgelerinin oluşturulması için Nominal Ağırlıklı Çok Değişkenli Mekansal Kümeleme Yöntemi geliştirilmiştir. Bu yöntem ile beş farklı değer bölgesi tespit edilmiş, her bir kümede lokal regresyon modelleri oluşturularak değerleme doğruluğu artırılmış, bölgelere özgü kriter önemleri ve ağırlık katsayıları elde edilmiştir. Kriter önem skorlarının için hem permütasyon tabanlı öznitelik önemi hem de oyun teorisine dayanan SHAPley değerleri hesaplanmıştır. Böylece değişkenlerin bölgesel olarak değeri hangi yönde, ne derecede etkilediğine dair sonuçlar elde edilmiştir. Yapay zeka yöntemlerinde önyargı ve varyans dengesi, modelin öğrenme karakterini ortaya koyan önemli bir göstergedir. CBS ve Makine Öğrenmesi yöntemleri ile geliştirilen yöntem, genelleştirilebilirliğin incelenmesi amacıyla Birleşik Krallık'tan sonra Türkiye'de İstanbul ve İzmir illeri için de gerçekleştirilmiştir. Sonuçlara bakıldığında konumsal değişkenlerin katkısıyla konut amaçlı taşınmazların değeri İstanbul ve İzmir şehirleri için de yüksek doğrulukla belirlenmiştir. Tez kapsamında ayrıca yapılı taşınmazların arsa ve bina değerlerinin ayrıştırılması için Nominal Yönteme Dayalı Parametrik Maliyet Modellemesi yaklaşımı geliştirilmiştir. Bu kapsamda yapıya ait temel bileşenlerin yeniden inşa maliyeti modellenerek toplam değerden çıkarılmış, arsa değeri Makine Öğrenmesi ile geliştirilen arsa değerleme modeli sonuçları ile kıyaslanmıştır. Böylelikle yapılı bir taşınmazı meydana getiren zemindeki arsanın ve üzerinde bulunan binanın değerini ayrı ayrı ifade edebilen bir değerleme yaklaşımı geliştirilmiştir. Çalışmanın son aşamasında taşınmazlara ait tüm verileri ve değer haritalarını web ortamında kullanıcılarla paylaşmak için Bulut CBS tabanlı Taşınmaz Değer Bilgi Portalı geliştirilmiştir. Hem geleneksel sunucu-istemci mimarisi ile, hem de sunucusuz bulut yaklaşımı ile verilerin depolanması ve web servisleriyle paylaşılması sağlanmış, iki yöntem kıyaslanarak performans ve maliyet analizleri gerçekleştirilmiştir. Tez çalışmasında taşınmaz değerleme ve taşınmaz yönetimi anlamında uçtan uca tüm süreçlerin CBS ve Makine Öğrenmesine dayalı geliştirilmesi sağlanmış, sürdürülebilir arazi yönetimi paradigması çerçevesinde birlikte çalışabilir, bütüncül bir taşınmaz değerleme sistemi ortaya konmuştur.
-
ÖgeCost analysis of potential wind farms located at different regions in caspian sea(Institute of Science and Technology, 2020) Ahmadov, Mahammad ; Bayraktar Bural, Deniz ; 637411 ; Department of Shipbuilding and Ocean EngineeringIn this study, considering the Wind Energy Potential of the Caspian Sea, the Levelized Costs of Energy and Capacity Factors have been investigated for potential wind farms near the Absheron Peninsula, Olya site, Atyrau site, and finally for Sulak City's shoreline. Before LCOE analysis, Simple Feasibility Study has been done for the Absheron Project. Economical aspects of wind energy, today and the future of the wind power industry and its advantages and disadvantages have been investigated. Capital Expenditures, Operation, and Maintenance Expenditures of the offshore wind farms have been checked. Azerbaijan's wind energy potential has been checked. In the shoreline of the Absheron Peninsula, two different wind farms have been planned and designed and their Levelized Costs of Energy have been analyzed. Besides, other regions of the Caspian Sea basin have been investigated and potential wind farms in certain areas have been designed and their LCOE and Capacity Factor results have been compared. All projects' layouts have been selected. Preliminary calculations have conducted for all projects. For these projects, chosen regions' bathymetric maps, their hydrometrological features have been analyzed. Sea borders and shipping roads of the regions have been checked. Wind speeds of certain areas have been extrapolated by the help of power law. In order to have better results, several wind turbine factories' products have been checked. Their power curves have been analyzed and the most efficient one has been chosen for this research. Projects' Annual Energy Productions, their Capacity Factors, and finally, their LCOE have been calculated. In the project Absheron, two different discount rates have been used and its results have been compared with the projects of the other regions of the Caspian Sea. Besides, the results of the Absheron Project have been compared to the Azerbaijani Government's energy policy. Besides, the results of this research, have been compared to the results of the international offshore wind farms' average Capacity Factors and LCOE results. Regions' metrological features and their impacts on the planned projects have been mentioned in the end. To do that, researches and publications about the Caspian Sea basin have been checked and analyzed. To make a better comparison, their results have been compared to the results of this research.
-
ÖgeÇatma sorumluluklarının çok kriterli karar verme yaklaşımı kullanılarak analiz edilmesi(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022-09-01) Gürel, Oğuzhan ; Kum, Serdar ; 512062010 ; Deniz Ulaştırma MühendisliğiDenizcilik sektöründe can ve mal kaybına veya büyük çevre kirliliklerine sebep olan deniz kazaları yaşanmaktadır. Bu kazalardan birisi olan çatışma kazaları, dünyadaki deniz ticaretin artmasıyla birlikte oluşan deniz trafik yoğunluğu nedeniyle yaşanmaya devam etmektedir. Gemi karşılaşmalarındaki çatışma risklerini kabul edilebilir risk seviyelerinin altına indirmek için kanunlar, kurallar ve düzenlemeler yapılmasına rağmen deniz kazalarının önemli bir oranını çatışma kazaları oluşturmaktadır. Gemilerde kullanılan yeni teknolojik sistemler ve seyir yardımcısı cihazlar sayesinde, gemi kaptanları ve zabitler çatışma riskini daha kolay tespit etmesinde rağmen, yetersiz kural bilgisi, yorgunluk, durumsal farkındalığın eksikliği, kötü gözcülük, kötü köprüüstü yönetimi, VHF (Very High Frequency) haberleşmelerinde yanlış anlaşılmalar gibi insan kaynaklı hatalar nedeniyle yaşanılan kazaları incelemek ve gereken tedbirleri almak önemli hale gelmiştir. Çatışma kazaları sonrası, çatışma yaşayan gemilerin kusur oranlarının belirlenmesi, mahkemeler tarafından görevlendirilen bilirkişiler aracılığıyla yapılmaktadır. Bilirkişiler çatışma sonrası, ECDIS (Electronic Chart Display and Information System), VDR (Voyage Data Recorder) gibi köprüüstü cihazları kayıtları ve diğer verilerin toplanmasından sonra, çatışma kazası ile ilgili değerlendirme yapmakta ve çatışmayı önleme kuralları ihlallerini tespit etmektedir. Yapılan hatalı hareketler ve kural ihlalleri doğrultusunda gemilerin yüzdesel olarak kusur oranları belirlenip, mahkemeye sunulmaktadır. Bu aşamada çatışmayı önleme kuralları ile ilgili değerlendirmelerin yapılması nedeniyle, tezde çatışmayı önleme kuralları ayrıntılı şekilde açıklanmıştır. Çatışmayı önleme kurallarında denizciler tarafından anlaşılamayan noktalar örnek kazalar üzerinde incelenmiş ve gereken önlemlerin alınması amacıyla açıklamalar yapılmıştır. Geleneksel kuralların yazılı hale getirilip, yıllar içinde birçok güncelleme alarak bugünkü halini alan DÇÖT (Denizde Çatışmayı Önleme Tüzüğü, International Regulations for Preventing Collisions at Sea-COLREGs) örf adet kurallarına dayanır. Bu nedenle bazı yazılı hale gelmemiş örf adet kuralları, iyi denizcilik kuralı olarak değerlendirilmekte ve denizciler bu kurallara uymakla yükümlüdür. Çalışmada iyi denizcilik uygulamaları üzerinde durulmuş ve ayrıntılı şekilde incelenmiştir. Çatışmayı önleme kurallarının genel mantığı değerlendirildiğinde, asıl amacın çatışmayı önlemek olduğu görülmektedir. Bazı koşullarda çatışmayı önleme kuralları, kurallardan ayrılmaya bile izin vermektedir. Kurallardan ayrılırken denizciler sağduyusu doğrultusunda bir hareket yapmalı ve duruma uygun bir çözüm üretmelidir. Bu çalışmada, denizcilerin kurallardan ayrılmakta haklı olduğu, ani tehlike ve özel şartların bulunduğu durumlar açıklanmış ve örneklerle desteklenmiştir. Oldukça karmaşık ve çok fazla değerlendirme kriterinin aynı anda göz önünde bulundurulması gereken, kusur oranlarının belirlenmesi probleminde, geleneksel yöntem ile objektif karar vermek oldukça zor olabilmektedir. Literatür araştırılmış, çatışma kazalarındaki bu karar verme problemini çözmekte kullanılabilecek yöntemler incelenmiştir. Detaylı literatür çalışması neticesinde, denizde çatışma sonrası kusur oranlarının belirlenmesi problemine yönelik kısıtlı sayıda çalışma olduğu ve söz konusu problemin çözümüne yönelik sistematik ve akademik açıdan güçlü bir yöntem ya da model önerilmediği görülmektedir. Çatışma yaşayan gemilerin kusur oranlarının belirlenmesinde çatışmaya özel uygulamada olan kuralların ortaya konduğu, mahkemelerin kusur oranlarına karar verirken karar verme eğilimleri ve alışkanlıklarının tespit edildiği, bilirkişi grubu ve hakimlerin çatışmadaki kusur oranlarının belirlenmesinde bilgili ve tecrübeli olması gerekliliğinin vurgulandığı çalışmalar bulunmaktadır. Elde edilen sonuçlar çatışmada kusur oranlarının tespit edilmesi sürecinin hakimlerin bilgi, tecrübe ve olayı ele alış şekillerine bağlı olarak öznel yargılardan etkilenebilmesi nedeniyle söz konusu problemin çözümünde objektif, sistematik ve akademik yaklaşımlarla daha hassas karar süreci yürütülmesi ihtiyacı vurgulanmıştır. Fakat söz konusu problemin çözümüne yönelik etkin bilimsel bir çalışma tespit edilememiştir. Bu çalışmada önerilen AHP-TOPSIS (Analytic Hierarchy Process- Technique for Order of Preference by Similarity to Ideal Solution) hibrit yaklaşımı ve sunulan modelin tüm çatışmalara uygulanabilir olması sayesinde literatürdeki diğer çalışmalardan, akademik yaklaşımı ve tüm kaza analizlerine genel çözüm sunması özellikleri ile ayrışmaktadır. Ayrıca, emsal dava sonuçları ile kıyaslanarak sonuçlarının doğrulanmış olması objektif ve rasyonel çözüm anlamında avantajı hale gelmesini sağlamaktadır. Bu çalışmada bilirkişilere bu noktada karar desteği sağlayabilmek amacıyla çok kriterli karar verme yöntemleri kullanılarak model algoritması oluşturulmuştur. Bilirkişilerin ECDIS, VDR kayıtları gibi veri kaynaklarının yanında çatışma kazasını yaşayan kaptan ve zabitlerin ifadelerini standart hale getirmek amacıyla beyan formu oluşturulmuştur. Ardından bilirkişilerin yaşanan çatışma kazasında değerlendirme yapacağı çatışmayı önleme kuralların, hangilerinin o kaza için uygulamada olması gerektiği konusunda bilgi verilmiştir. Çatışmadaki kusur oranının belirlenmesindeki kural kriterleri belirlenmiş ve model algoritmasında yapılandırılmıştır. Model algoritmasında bilirkişinin çatışma kazası ile ilgili çatışma kazası analizinde çatışma için uygulamada olan kural kriterlerinin ağırlıklandırılması AHP yöntemi ile yapılandırılmış, aynı kriterler üzerinden gemilerin kusurlarının tespiti için TOPSIS yöntemi kullanılmıştır. AHP, karar vermeye etki eden çok fazla faktörün söz konusu olduğu kompleks sistemlerde, alan uzmanlarının görüşlerinden faydalanarak sübjektif etkinin en aza indirildiği Çok Kriterli Karar Verme (ÇKKV) metotları arasında sıklıkla tercih edilen yöntemlerdendir. Alan uzmanlarının bilgi, tecrübe, düşünce ve ön sezilerinin mantıksal bir çerçevede karar verme sürecine aktarılabilmesini sağlayan bu yöntem günümüzde mühendislik, tıp, üretim, işletme yönetimi, ekonomi ve psikoloji gibi pek çok alanda karar verme amacıyla kullanılmaktadır. Yöntem karara etki eden faktörlerin ikili kıyaslamaları ile oluşturulan matrislerden oluşmaktadır ve bu matrislerin tutarlılıklarının analiz edilebilmesine imkan sağlaması sayesinde şeffaf ve nesnel bir çözüm sunabilmektedir. Karmaşık karar verme süreçlerinde ana karar (çatışmadaki kusur), karara etki eden kriter (DÇÖT kuralları) ile karar alternatifleri (çatışan gemiler) arasındaki ilişkiyi ve hiyerarşik etkilemişimi dikkate alarak model oluşturma imkanı sağlamaktadır. Tez kapsamında oluşturulan modelde karara etki eden kriterlerin sıralaması için AHP yöntemi, ağırlıkları belirlenen kriterlerin alternatifler üzerindeki ağırlıklarının hesaplanması için ise TOPSIS yöntemi kullanılarak hibrit karar verme metodolojinden faydalanılmıştır. Bilirkişilerin çok kriterli karar verme yöntemini kullanacağı Excel tabanlı arayüz oluşturulmuş ve emsal karar verilen mahkeme kararları üzerinden model uygulamalarına geçilmiştir. Mahkemelerin verdiği emsal kararlar, çatışmayı önleme kurallarının gelişiminde çok önemli bir rol oynamaktadır. Bu emsal kararlar sonrasında yaşanan kazalarda bu karara uygun mahkeme kararları verilmektedir. Yıllar içinde bu kararlar kuralların güncellenmesi ile kurallara dahil edilmekte ve gerekli değişiklikler yapılabilmektedir. Bu nedenle özellikle emsal mahkeme kararları, verilen çatışma kazaları ile model uygulamaları yapılmıştır. Bu uygulamalar sonucunda emsal karar verilen mahkeme kararları ile model çıktıları benzer sonuçlar vermiştir. Geliştirilen model ile birlikte çatışma kazası için değerlendirme kriteri olan bütün çatışmayı önleme kuralları değerlendirilmiş olmakta ve daha bilimsel bir yaklaşım ortaya konmaktadır. Bilirkişilerin çatışma kazasındaki kusur oranlarını belirlemesinde, çok fazla kriter değerlendirme gereğinin getirdiği zorluklar aşılmakta ve daha objektif karar verilmesi sağlanmaktadır. Tez kapsamında geliştirilen model ve benzer gelecek çalışmalar sayesinde, hakimlerin karar vermekte zorlandıkları ve farklı bilirkişi gruplarının birbiri ile çelişkili karar verebildiği çatışma kazalarının kusur oranlarının belirlenmesi problemine etkin bir çözüm sunulmuş olacaktır.
-
ÖgeÇelik plakalı perde duvar sistemleri(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2020-07) Taştan, Halil Furkan ; Turan, Ömer Tuğrul ; 639097 ; Yapı Mühendisliği Bilim DalıBu tezde Amerika ve birçok ülkede kodlarda bulunan ama Türkiye'de henüz yönetmeliğe girmemiş çelik plakalı perde duvar sistemleri işlenmektedir. Farklı disiplinlerin gereksinimleri doğrultusunda yapıların yatay kuvvete karşı dayanımında aranan şartları sağlamakta gayet etkin bir sistem olan çelik plakalı perde duvar sistemleri, bu tez içerisinde hem pratikte hem de teoride anlatılmış, avantajları ve dezavantajları üzerinde durulmuştur. İlk ana bölümde çelik plakalı perde duvar sistemleri açıklanmış, avantajları ve dezavantajları üzerinde durulmuş, yönetmelikte olan ve yönetmeliğe girebilecek sistemler tanıtılmıştır. Tipik çelik plakalı perde duvar sistemleri yatay kuvvete karşı özellikle yüksek binalarda kullanılan bir sistem olsa da, sistemin elemanları veya davranışı gereği farklı tiplerde taşıyıcı istem türleri önerilmiştir. Deneyler ve yazılımlarla desteklenen bazı yeni sistemler yönetmeliklerde bulunmamasına rağmen yapının davranışına göre taşıyıcı sistemde düzelmeler sağlayarak, hem ekonomik olarak hem de yapı elemanı olarak tasarımcıya daha uygun şartlar sağladığı gözlemlenmiştir. Ayrıca tarihte şartlar ve gereksinimler gereği yapılarda kullanılan bu taşıyıcı sistemler örneklenmiş, diğer yatay kuvvete karşı dayanım gösteren diğer taşıyıcı sistemlere göre farklılıkları anlatılmıştır. İkinci ana bölümde tek katlı çelik plakalı perde duvar sisteminin yönetmeliğe göre hesaplamaları gösterilmiş ve hesaplanan sistemde AISC yönetmeliğince istenen şartlar sağlanmıştır. Ayrıca sistemde söz konusu bazı elemanlar üzerindeki kuvvet değerlerini bulmak için farklı yöntemler önerilmiş ve bu yolların avantaj ve dezavantajları anlatılmıştır. Üçüncü ana bölümde çok katlı bir çelik yapının ana yatay kuvvete dayanım sistemi çelik plakalı perde duvar sistemi olarak tasarlanmış ve hesaplamaları gösterilmiştir. Katlarda bulunan çelik plakalı perde duvar sistemlerinin birbirleri üzerindeki performans etkileri dolayısıyla hesaplamalar yeniden gösterilmiş ve ikinci ana bölümde olmayan yapıdaki diğer eleman hesaplarını gerektiren diğer hesaplamalar da verilmiştir. Yapının tasarımında esas olarak Türk deprem ve çelik yapılar yönetmeliği kullanılsa da Amerikan Deprem ve Çelik yönetmeliğine de bazı durumlarda başvurulmuştur. Ayrıca yönetmelikte kullanılması izin verilen iki farklı yöntemden biri seçilerek yapı tasarlanmış ve bunun yanı sıra diğer yöntem de açıklanmıştır.
-
ÖgeÇözelti yanma sentezinde farklı yakıtlar kullanılarak hidroksiapatit üretimi(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022-03-08) Altan, Deniz ; Sönmez, Mehmet Şeref ; 506191202 ; Üretim Metalurjisi ve Teknolojileri MühendisliğiBiyomalzemeler, hastalıklı, hasarlı veya arızalı doku ve organların işlevlerini kısmen veya tamamen yerine getirmek maksadıyla tasarlanan, kullanımı antik dönemlere kadar uzanan malzemelerdir. Önemi ve kullanım alanı her geçen yıl artış gösteren biyomalzemeler, biyolojik sisteminkine çok benzeyen özelliklere sahip olan, yeterince kararlı, uygun biyoaktiviteye sahip maddelerdir. Günümüzde seramik, metalik, polimerik ve kompozit alt başlıkları altında incelenen biyomalzemeler, tıpta yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Belirtilen 4 başlıktan seramik biyomalzemeler: biyoinert, biyoaktif ve biyoemilebilir olmak üzere 3'e ayrılmaktadır. Biyoaktif seramik başlığında incelenen hidroksiapatit, apatitin üyelerinden biridir ve kimyasal formülü Ca10(PO4)6(OH)2'dir. Kimyasal olarak kemik mineraline benzediği için dikkat çekici bir kemik onarım malzemesidir. Hidroksiapatitler üstün biyoaktivite, mükemmel biyouyumluluk ve yüksek oranda kemik oluşturma potansiyelin ile dikkat çekicidir. Bu nedenle hidroksiapatitin metalik kemik implantları üzerine biyoaktif kaplama, kemik kusurlarının onarımı, orta kulak implantı, diş malzemeleri ve doku mühendisliği sistemleri gibi çeşitli biyomedikal uygulamalar için yaygın olarak kullanılır. Hidroksiapatit üretimi için çeşitli yöntemler kullanılmaktadır. Yaygın olarak kullanılan yöntemler: çöktürme, hidroliz, emülsiyon, hidrotermal yöntem, sol-jel yöntemi, mekanokimyasal yöntem ve katı hal sentezidir. Bu yöntemlere alternatif olarak son yıllarda çözelti yanma sentezi ile üretim dikkat çekmektedir. Çözelti yanma sentezi, yakıt-oksitleyici-sıcaklık üçgeninden hareketle düşük alev sıcaklığının sağladığı tutuşma ile başta oksitliler olmak üzere çeşitli karmaşık yapıda bileşiklerin üretilebileceği yüksek sıcaklığa ekzotermik reaksiyonlar sayesinde ulaşma ilkesi ile dikkat çeken, hızlı ve basit bir yöntemdir. Bu çalışmada, 4 farklı yakıt kullanılarak çözelti yanma sentezi yoluyla hidroksiapatit üretimi amaçlanmıştır ve bu yakıtların hidroksiapatit üretim verimleri incelenmiştir. Yakıt olarak; üre, glisin, maleik asit ve etilen glikol yakıt/oksitleyici oranı (φ)=1 olacak şekilde kullanılmıştır. Fırın sıcaklığı= 500 oC, karıştırma hızı= 500 devir/dakika, karıştırma sıcaklığı= 25 oC, karıştırma süresi= 30 dakika, Ca/P oranı= 1.67 olacak şekilde 4 farklı yakıt ile deneysel çalışmalar gerçekleştirilmiştir. Sentez reaksiyonları sonucunda elde edilen ürünler X-ışını difraksiyon analizleri sonuçlarına göre saf HA değil, çoğunluğu HA/ β-TCP'den oluştuğu için bu tozlar 600 oC, 900 oC ve 1100 oC sıcaklıklarda 2 saat kalsine edilerek kalsinasyon sıcaklığının daha saf hidroksiapatit elde edilmesine olan etkisinin gözlemlenmesi amaçlanmıştır. X-ışını kırınım analizi sonuçlarına göre, 600 oC'de gerçekleştirilen kalsinasyondan sonra saf hidroksiapatit elde edilmiştir. 900 oC ve 1100 oC'de gerçekleştirilen kalsinasyonlardan sonra yapılarda β-TCP fazı bulunmuştur. Maleik asit ve etilen glikol kullanılarak φ =1 oranında üretilen çözelti yanma sentez ürünlerine SEM ve BET analizleri uygulanmıştır. Etilen glikol kullanılarak üretilen numunelerde küresel morfolojiye ek olarak uzun-ince kristal morfolojisi gözlemlenmiştir. Elde edilen nihai ürünler nano boyutlarda (52.89 nm ve 171.2 nm) olup, BET yüzey alanı 5.3560 m²/g olarak hesaplanmıştır. Maleik asit kullanılarak üretilen numunelerde SEM analiz sonuçlarına göre nano yapı (226.1 nm, 442.2 nm ve 305.9 nm) elde edilmiş ve yüksek porozite varlığı tespit edilmiştir. BET yüzey alanı 5,3666 m²/g olarak hesaplanmıştır. Çalışmada, değişen yakıt/ oksitleyici oranının hidroksiapatit üretim verimine etkisini gözlemlemek amacıyla yakıt olarak maleik asit kullanılarak φ=1.5, 2, 2.5 ve 3 oranlarında deneyler gerçekleştirilmiştir. Gerçekleştirilen deneysel çalışmalardaki diğer parametreler (fırın sıcaklığı, karıştırma hızı, karıştırma sıcaklığı, karıştırma süresi, Ca/P oranı) sabit tutulmuştur. X-ışını kırınım analizi sonuçlarına göre, artan yakıt/oksitleyici oranı ile yapıdaki HA fazının saflığının arttığı gözlemlenmiştir. Ancak farklı φ oranı deneylerinden elde edilen tüm numunelerde hidroksiapatite ek olarak yapıda β-TCP fazı bulunmuştur. Son ürünlerin morfolojisinin, karıştırma süresi ve sıcaklığa bağlı olarak değişimini gözlemlemek için karıştırma sıcaklığı 80 oC, karıştırma süresi 10 saat olacak şekilde yakıt olarak maleik asit kullanılarak sol-jel yanma sentezi deneyleri gerçekleştirilmiştir. SEM analizi sonuçlarına göre sol-jel yanma sentezi deneylerinde elde edilen partiküllerde yüksek gözeneklilik gözlenmiş ve nano boyutlu (175.8 nm ve 288.8 nm) ürünlerin elde edildiği belirlenmiştir. Ayrıca elde edilen tozların BET yüzey alanı 2.6306 m²/g olarak ölçülmüştür. Ekzotermik reaksiyonlar sonucunda elde edilen maksimum alev sıcaklıklarının hesaplanması için çeşitli çalışmalar bulunmaktadır, ancak bu çalışmalarda kullanılan termodinamiksel yaklaşımlar genellikle adyabatik koşulları gözeterek hesaplama yapmaktadır. Adyabatik koşullara göre yapılan maksimum alev sıcaklığı hesaplamaları, artan yakıt miktarı ile sürekli artan alev sıcaklığı sonuçları vermektedir, fakat bu durumun deneysel çalışmalarla karşılaştırıldığında gerçekçi olmadığı görülmüştür. Bu noktada, çözelti yanma sentezi reaksiyonları sonucunda oluşan maksimum alev sıcaklığını etkileyen su, yanma süresi ve ışıma yoluyla sıcaklık kaybı gibi parametreleri de dahil ederek hesaplama yapan, bu şekilde daha gerçekçi sıcaklık sonuçları verdiği düşünülen SCSTempCal adlı program kullanılmıştır. Programa üre, glisin, etilen glikol ve maleik asitin termodinamiksel verileri eklenerek hesaplamalar yapılmıştır.
-
ÖgeDağıtım şebekelerinde aşırı akım rölesi ile adaptif koruma(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2020-07) Var, Hakan ; Türkay, Belgin ; 637246 ; Elektrik Mühendisliği Anabilim DalıÇevreyi koruma bilincinin artması, yenilenebilir enerji kaynaklarına ulaşımın kolaylaşması, elektrik fiyatlarının artması bireyleri ve şirketleri kendi enerjisini üretmek istemesidir. Tüm bu etkenler mikro şebekelerin kurulumunu ortaya çıkarmıştır. Mikro şebekeler bölgesel olarak içerdikleri enerji kaynakları ile bölgedeki yükleri beslerler. Bu enerji kaynakları biyogaz, mikro hidroelektrik, güneş santrali, rüzgâr türbinleri, gaz türbinleri, batarya teknolojisi, jeotermal enerji gibi birimlerden oluşmaktadır. Mikro şebeke teknolojisi, mikro şebeke otomasyonu sayesinde ana şebekeye bağlı veya temel şebekeden bağımsız olarak çalışabilmektedirler. Mikro şebekeler arz/talep dengesi gözetiminde temel şebekeye enerji verebilir ya da ana şebekeden enerji alabilmektedir. Ayrıca bir arıza durumunda temel şebeke bağlantısı kesilerek frekans ve gerilim değişimlerinin önüne geçilebilmektedir. Mikro şebekeler hava koşullarından etkilenen rüzgâr türbinleri, güneş santralleri gibi yenilenebilir enerji kaynaklarına sahip olduğundan ve hem temel şebekeye bağlı hem de güç adası biçiminde çalıştırdıklarından dolayı değişken güç akışına sahiptir. Bu durum mikro şebekelerin kontrolü ve korumasını zorlaştırmaktadır. Geleneksel aşırı akım röleleri birçok sistemi başarıyla koruyabilmektedir. Akım genliği arızanın tespiti için akım yön bilgisi ise arızanın koruma bölgesinde olup olmadığını tespit etmek için kullanılır. Sistemdeki ardışık rölelerin koordinasyonu için röleler arasında zaman aralıkları olmalıdır. Bu zaman aralıkları röle ayar parametrelerinden röle ayarında izin verilen maksimum akım (Is) ve zaman ayar çarpanı (TMS) değerlerine bağlıdır. Bu röleler merkezle ve birbirleri ile haberleşmedikleri için Is ve TMS değerlerini tekrar değiştirmek için manuel bir işlem yapmak gerekir. Özellikle mikro şebekelerin bulunduğu sistemlerde görülen şebeke yük akışının değerinin ve yönünün değiştiği durumda geleneksel rölelerin kullanımı güçleşmektedir. Geleneksel aşırı akım rölelerinin aksine, adaptif aşırı akım röleleri şebekedeki akım bilgileri ve kesici durumlarını kontrol eder. Herhangi bir değişiklik saptanmış ise röle parametreleri olan Is ve TMS değerlerini tekrar hesaplayarak yeni değerlere göre devreye girer. Bu durum yük akışının sıklıkla değiştiği sistemlerde adaptif aşırı akım rölelerinin kullanımının avantajını ortaya çıkarmaktadır. Adaptif aşırı akım rölesinin parametrelerinin değişime bağlı olarak ayarlanabilmesi için rölelerin bir ana merkezle haberleşmesi gerekmektedir. Yeni güç akış değerlerine entegre olması için bu haberleşmenin hızlı ve güvenilir olması gerekmektedir. Haberleşme hattının da olduğu bir otomasyon sistemi kurulduktan sonra adaptif aşırı akım rölesiyle sistemi koruma daha güvenilir, hızlı ve kolay olmaktadır. Geleneksel yöntem ile koruma ve adaptif koruma arasında karşılaştırma yapabilmek için örnek bir mikro şebeke sistemi modellenmiş ve her iki koruma modeli bu şebeke sistemine uygulanmıştır. Modellenen mikro şebeke hem ana şebekeye bağlı hem de ada durumunda çalışabilmektedir.
-
ÖgeDetermination of biogas potential of banana harvestingwaste and environmental life cycle assessment of utilizingstem waste for banana production in greenhouses in Türkiye(Graduate School, 2022-09-26) Adsal, Kardelen Afrodit ; Arıkan, Osman Atilla ; Üçtuğ, Fehmi Görkem ; 501171807 ; Environmental BiotechnologyIn Türkiye, 548,323 tons of banana fruit were produced in 2019. Banana fruit mainly grows in the Mediterranean Region due to the favorable temperature conditions. The year-long average temperature, humidity, and specifications of the soil are the parameters that make this region preferable for banana production. However, the environmental conditions in the Mediterranean Region have disadvantages when the region is compared with the countries that are the motherland of bananas such as India, Uganda, Ecuador, and Brazil. The ideal growing temperature for bananas is 27° C. In the case of a production environment at this temperature, an average of 100 kg of fruit can be collected from a plant for each harvest, although it varies according to the type of banana plant. It is not possible to capture this temperature regime during the year in Türkiye. For this reason, 77% of the current banana production is made in greenhouse areas. Greenhouse areas are production areas designed to keep the indoor temperature as high as possible, especially in winter. However, with existing methods, producers cannot increase the indoor temperature above 15 ° C in winter. This situation leads to the 40-50 kg range of production yield in each harvest per tree in Türkiye. Although this amount, which was half the current yield in the previous periods, is accepted; when the increasing banana consumption is considered, producers have tried various methods to increase this yield even more. However, most of them have failed. One method that has been tried frequently has been to use a heat source to increase the temperature of the covered areas. Some producers have installed wood, coal, and even natural gas stoves in greenhouses, also known as greenhouses, and tried to heat the interior in this way. The average size of the greenhouses densely located in Mersin and Alanya regions is 3 decares; In greenhouses covering these and larger areas, heating by setting up a stove has not been an effective method since it could not heat the entire area homogeneously. The most effective method for increasing the yield of banana production in Türkiye is to spray the groundwater into the greenhouse to improve the indoor temperature to a higher level than the ambient temperature. In Alanya, where the average air temperature is 11.8 °C in winter, groundwater temperatures are around 15 °C. Therefore, the usage of groundwater by spraying is an effective method of heating the greenhouses during the winter period. While some producers feed the groundwater directly into the greenhouses, some producers use the boiler systems they have installed to heat the groundwater and give it into the greenhouse. Fossil and nonrenewable energy sources are widely used in the heating process. This study, aims to evaluate the wastes generated during banana production and harvest and to measure the environmental effects of this method to handle the banana production process with a more circular approach, which will be an alternative to fossil fuels. The banana harvest takes place approximately 9 months after the plant sprouts. Depending on the type of banana plant, the plant's height could reach 8-10 meters during that time. The main planted banana plant species in Türkiye are Azman, Dwarf Cavendish, and Grande Naina can grow up to 6 to 8 meters. When the fruit harvest is completed, the strongest sprout is left from the newborn roots of the banana plant, and the whole plant is cut and left as waste. During the production of every 1 kg of banana fruit, 4 kg of harvest waste is generated. Banana harvest waste consists of leaves, stems, roots, root stems, flowers, and raw fruits. These completely organic wastes contain a high yield of carbon, nitrogen, phosphorus, and potassium. Currently, some producers leave these wastes in greenhouses and wait for the rich nutrient content to return to the soil. Although leaving these wastes to decompose in an uncontrolled way has a positive effect on nutrient recovery, generally, the application of a non-homogeneously distributed dose to a certain area has a negative effect. In addition, a disease that occurs in harvested plants can pass into the soil as a result of decomposition and damage healthy or newly budded plants. The banana harvest waste is quite suitable for energy and nutrient recovery by anaerobic digestion method when all the mentioned effects and properties are evaluated. In the anaerobic digestion method, banana harvest wastes are digested in a controlled reactor in the absence of oxygen at constant temperature and pH. During the digestion process, various bacteria consume organic matter and pathogens in the harvest waste and produce biogas, the content of it mostly methane (CH4) and carbon dioxide (CO2) gases. The produced biogas has a flammable feature due to the CH4 gas content and thus can be used as a renewable fuel. This study was carried out in two stages. In the first stage, the biogas potential of banana harvesting waste that occurred in Türkiye was measured in a pilot-scale anaerobic biogas reactor built in Lüleburgaz, Kırklareli. Thus, the potential of banana waste as a renewable source was measured for the greenhouse production areas which use groundwater as the heating source. However, due to different reasons (logistics, technical problems, etc.), the reactor could only be operated for 30 days, and the system could not reach a steady state during this time. However, the results and experiences obtained, albeit for a short time, are given to shed light on future studies. It is not recommended that these results be used for design purposes as the steady state is not reached. The reactor design was completed based on the results of the characterization of banana harvesting waste samples collected from southern Türkiye. The reactor volume is calculated as 10 m3. Anaerobic digestion was carried out in mesophilic conditions for 30 days. The results collected in the 30-day experiment were verified by comparison with literature data. Then, parameters in the design of the pilot scale reactor and biogas production quantities were used as inputs in the life cycle assessment. In the second stage of the thesis, the life cycle environmental impacts of banana production and then its supply to the end user in Türkiye were investigated. The low groundwater temperatures in Türkiye inhibit the yield of banana trees in Türkiye and literature suggests that it is possible to double the yield of a single tree by increasing the irrigation water temperature to 27 °C. Hence, three different scenarios were studied. The first scenario, also known as the business as usual case was considered; in the second scenario heating the irrigation water by using natural gas was studied, and in the third scenario heating the irrigation water by using biogas produced on-site via the anaerobic digestion of banana stem waste was analyzed. The functional unit was chosen as 2 tons of bananas produced throughout the lifetime of the biogas production system. CCaLC2TM was used as software, and CML2001 methodology was used. A cradle-to-grave approach was employed. The production processes were modeled based on real-life data acquired from a real greenhouse in Türkiye. Six impacts (global warming potential, acidification potential, eutrophication potential, photochemical oxidant creation potential, ozone layer depletion potential, and human toxicity potential) were calculated. Results show that four of the six impacts decreased when biogas was used, suggesting that this practice has the potential to reduce the environmental footprint of banana production. The results were found to be in good agreement with the values reported in the literature. It was concluded that to reduce the environmental footprint of banana production, utilizing stem waste instead of the conventional practice of burning is essential, and special emphasis should be given to treating or utilizing the bioreactor digestate to further reduce the environmental footprint.
-
ÖgeDevelopment of zeolite-based adsorbents for deep desulfurization of liquefied petroleum gas(Graduate School, 2023-01-18) Bulut, Betül ; Ersolmaz Tantekin, Ş. Birgül ; 521132001 ; Materials Science and EngineeringAir pollution has become one of the major problems facing humanity. A significant part of air pollution is originated from transportation sector. Organic sulfur compounds present in transportation fuels are converted to sulfur oxides (SOx) during combustion, which cause smog, global warming, and acid rain. Also, stringent sulfur regulations imposed on fuels have been mandated worlwide. Thus, the urgent need for deep desulfurization methods, such as adsorption, is required. Understanding the factors that affect the sulfur removal performance of adsorbents is important for both adsorbent and fuel industries. Most commercial desulfurization adsorbents are derived from zeolites due to their relatively high performance and low cost. Desulfurization adsorbents are expected to have the properties like high sulfur adsorption capacity, selectivity, thermal stability, regenerability and economical advantage. The effectiveness of zeolites to adsorb organic sulfur compounds in the fuels has been strongly influenced by the structural, textural and chemical properties of the adsorbent. On the other hand, the type of sulfur compound plays an important role in the overall capacity since different adsorption mechanisms are effective for each compound. Therefore, zeolites used in desulfurization should be developed to be suitable on a target-based seperation. The sulfur adsorption capacity and selectivity of zeolites are continuing to be explored in depth as new materials and methods are developed. According to the investigations on adsorptive desulfurization from fuels, sulfur removal performance of zeolites can be enhanced by ion-exchange method which increases the number of active sites for adsorption. A fundamental understanding of ion-exchange process and its effects on capacity is needed to design high performance desulfurization adsorbents. Considering the difficulties associated with industrial applications, studies should be evaluated by using real fuels to model adsorption system and optimize the parameters. In this thesis, the adsorptive removal of dimethyl disulfide (DMDS) and thiophene (TP) from real liquefied petroleum gas (LPG) over zeolites was studied. NaX and NaY type zeolites were modified using Cu2+, Zn2+ and Cu2+-Zn2+ ions by liquid phase ion-exchange (LPIE) method in order to improve their adsorption capacity and selectivity. The adsorbents were characterized to investigate their surface area, crystal structure, surface acidity, ion-exchange rate, and adsorption mechanism. The desulfurization performances of zeolites were tested and compared in both static and dynamic adsorption conditions. Then, the best performing adsorbent, Cu-Y, was investigated in detail to understand the effects of calcination temperature, concentration of Cu(NO3)2 solution, initial sulfur concentration, competitive adsorption between sulfur compounds and LPG flow rate. Cu-Y zeolite was characterized for its chemical composition, crystal structure, auto-thermal reduction of copper species, surface acidity, adsorption mechanism, textural properties and surface morphology to reveal performance-structure relationships. Furthermore, the equilibrium isotherms and kinetics for both DMDS and TP adsorption over zeolites in real LPG were also investigated for the first time in the literature. Results indicate that ion-exchange process enhances the DMDS and TP removal performance of the zeolites in the order of Cu > CuZn > Zn. Among the all prepared zeolites, Cu-Y ion-exchanged with 7 wt.% Cu2+ and calcined at 550 ℃ displays the highest sulfur removal capacity in both static and dynamic tests. It is clear that the calcination temperature has great influence on adsorption capacity since the auto-reduction of Cu2+ ions into Cu+ improves mainly the Lewis acid sites of the zeolites that enhance the sulfur adsorption. Mechanistic investigation shows that DMDS is attached to Cu-Y via direct sulfur-metal (S-M) interaction while both direct S-M interaction and π-complexation contributed in TP adsorption onto zeolite. According to the characterization results, textural, structural and chemical properties directly affect the adsorption performance. The adsorption of both DMDS and TP on the adsorbents appears to fit Langmuir isotherm and the pseudo-second-order kinetic models. Furthermore, Cu-Y has good thermal stability and can be reused efficiently up to 3 cycles that makes it highly beneficial and economical for deep desulfurization of LPG in industrial applications.
-
ÖgeDoğa Koruma Alanları İçin Bir Yönetişim Modeli Önerisi(Fen Bilimleri Enstitüsü, 2020) Gündoğan, Şeymanur ; Gülersoy, Nuran Zeren ; 637476 ; Kentsel TasarımDoğa koruma alanlarının iyi yönetilmesi, biyolojik çeşitliliğin korunması, doğal kaynakların yönetilmesi ve iklim değişikliğinin önlenmesi gibi küresel ölçekte var olan sorunlar için çözüm olması anlamına gelmektedir. Bu nedenle, koruma ve yönetim eylemleri doğa koruma alanlarının korunarak gelecek nesillere aktarımında kilit unsur olarak görülmektedir. Son yıllarda IUCN gibi global olarak doğa koruma alanlarının korunmasında görev yapan kuruluşlar tarafından yeni yaklaşımlar ortaya konulmuştur. Doğa koruma alanlarının yönetimi yerine yönetişimi kavramı ortaya konularak işbirlikçi korumaya vurgu yapılmaktadır. Yönetişim kavramı Biyolojik Çeşitlilik Sözleşmesi'nin Archi hedeflerinde yer almakta olup, ülkelerin ulusal mevzuatlarına farklı yönetişim türlerinin eklenmesi konusunda birçok uluslararası direktif bulunmaktadır. Ülkemizde ise doğa koruma sistemi içerisinde 2011 yılında köklü değişiklikler meydana gelmiştir. Bu durum yetkili kurumlar arasında yetki karmaşası, yasaların uygulanması konusunda farklı yorumlara sebebiyet vererek etkin ve verimli korumanın önünde engel oluşturmuştur. Bu noktadan hareket ile, bu tez çalışması, doğa koruma alanlarının etkin ve verimli bir şekilde korunması için gerekli olan kilit unsurlardan birinin yönetişim olduğu hipotezinden yola çıkarak doğa koruma ve yönetişim konuları arasındaki ilişkiyi incelemiştir. Doğa koruma alanlarının sınırlarının çizilmesi ve ilan edilmesi süreci ile koruma eyleminin tamamlanmadığı, tüm bu süreçlerin yanında dinamik bir yapı sergileyen doğa koruma alanlarının yönetimi ve yönetişimi konusunda yapılması gereken eylemler olduğu düşünülmektedir. Bu tez çalışması boyunca doğa koruma alanlarının yönetişimini etkileyen ana unsurlar üzerinde durularak yeni yaklaşımlar incelenmiştir. Türkiye'de mevcut yönetim sorunlarından olan doğa koruma alanlarının korunmasında, etkin ve verimli yönetimin önünde engel olarak görülen iki farklı bakanlığın bulunması ve kurumlar arası eş güdümün sağlanmaması, bütüncül bir doğa koruma yasasının oluşturulmaması gibi koruma yönetimine ait sorunların çözümünde dünyada hızla yayılan "yönetişim" modeli ile yeni bir yapılanma önerilmesi araştırmanın amacı olarak belirlenmiştir. Tez çalışmasının araştırma yöntemi, literatür araştırması yapılması ve konuyla ilgili uygulama örneklerinin incelenerek sistem önerisi geliştirilmesi şeklinde belirlenmiştir. Tez çalışmasının literatür araştırması bölümünde, doğa koruma alanlarının tarihsel gelişimi ve doğa koruma alanı kavramı üzerinde durularak koruma ve yönetim eylemlerinin öznesi araştırılmıştır. Doğa koruma alanlarının farklı özelliklerine göre ayrılarak sınıflandırılması yönetim ve koruma eylemleri açısından gerekli olduğu için doğa koruma alanlarının uluslararası ve ulusal sınıflandırma sistemleri incelenmiştir. Literatür araştırmasının son bölümünde ise, doğa koruma alanlarındaki yönetişim kavramı, yönetişim tipolojileri ve ne tür yönetişim modeli uygulamalarının yapıldığı araştırılarak doğa koruma ve yönetişim ilişkisi incelenmiştir. Tez çalışmasının üçüncü bölümünde örnek ülkelerin ve Türkiye'nin doğa koruma sistemleri, idari yapı, doğa koruma sistemine dahil olan aktörler ve kurumlar, yasal mevzuat ve doğa koruma alanlarının yönetiminde belirlenen ulusal stratejiler bağlamında karşılaştırılmıştır. Türkiye ile karşılaştırılan ülkelerin (Fransa, İtalya, İspanya) doğa koruma sistemlerinin yönetimi konusunda potansiyelleri üzerinde durulmuş ve model önerisi için veri toplanmıştır. Bu bölüm içerisinde dünya genelinde uygulama örnekleri seçilerek ve başarılı kabul edilen yönetişim modelleri incelenmiştir. Uygulama örnekleri olarak Avustralya'dan UNESCO Doğal Miras Listesinde yer alan Riding Mountain Biyosfer Rezervi ve Kanada'da yine UNESCO Doğal Miras Listesinde yer alan Büyük Set Resifi Deniz Parkı incelenmiştir. Yönetişim modelleri incelenirken yine coğrafi yapı, aktörler ve kurumlar, yasal mevzuat ve stratejiler üzerinden sistematik bir inceleme yapılmıştır. Tez çalışmasının dördüncü bölümünde, Türkiye'de bulunan doğa koruma alanları için bir yönetişim modeli önerilmiştir. Önerilen bu model Türkiye'deki doğa koruma sisteminin yasal ve yönetsel yapısı üzerinden kurgulanmıştır. Yönetişim modeline oluşturulurken yararlanılan kavram ve örnek model incelemeleri üzerinde durulduktan sonra dört aşamaları bir model ortaya konmuştur. Modelin ilk aşaması olan hazırlık aşamasında doğa koruma sistemine ilişkin ilke ve kriterler ortaya konulmuştur. Hazırlık aşamasında modele ilişkin değerler ortaya konulduktan sonra 8 adet ilke ve 22 adet kriter belirlenerek bir çerçeve oluşturulmuştur. Ardından mevcut yönetim modeli için yönetişim analizleri yapılarak bir değerlendirme çalışması yapılarak mevcut durum ve sorunları belirlenmiştir. Yapılan bu analizler ile doğa koruma sisteminin mevcut yönetişim yapısının mekansal dağılımı, yasal mevzuattaki varlığı ve türü, yönetişim kalitesi gibi konularda durum analizi yapılarak varılmak istenilen amaca ilişkin değerlendirmeler yapılmıştır. Değerlendirme ve analiz aşamasından sonra üçüncü aşama olan öneri aşamasında mevcut sistemin yeni amaca uygun hale getirilmesi için birtakım önerilerde bulunulmuştur. Öneri aşamasında mevcut doğa koruma sistemini daha güçlü hale getirmek ve yönetişim etkinliği artırmak için yapılacakların yasal mevzuata tanınması için gerekli aşamalar sıralanmıştır. Modelin son aşaması olarak yönetişim eylem planı ile kısa, orta ve uzun vadeli plan ve teşvikler ile yönetişim etkinliği artırmak ve bunun sürdürülebilirliği sağlamak yapılcaklar zaman çizelgesine göre listelenmiştir. Sonuç olarak doğa koruma alanlarının etkin ve verimli korunması bağlamında, doğa koruma alanlarının yönetişim modelinin etkinliği önem teşkil etmektedir. Ortaya konulan doğa koruma alanlarının yönetişim modeli önerisi ile mevcut yetki çatışmalarının yasal ve yönetsel boyutta çözüme ulaştırılması ve doğa koruma alanlarının çok aktörlü bir yapı ile yönetilerek koruma eyleminin sadece merkezi hükümet düzeyinde değil, yerel düzeyde de bilinçli bir çaba haline gelmesini sağlamaktır.