repository.title.prefixSustainable Development Goal "Goal 9: Industry, Innovation and Infrastructure" ile 'a göz atma

Sustainable Development Goal "Goal 9: Industry, Innovation and Infrastructure" ile 'a göz atma

1,3-ditiyolenil ve 1,3-ditiyepenil sübstitüye propargilaminlerin halka genişleme tepkimeleri

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2024-06-27) Dinç, Mert ; Yücel, Barış ; 509211265 ; Kimya

Halka genişleme yöntemi, farklı büyüklükteki karbohalkalı ya da heterohalkalı yapıların üretilmesinde oldukça etkili bir stratejidir. Diğer yöntemlerle, özellikle büyük halkalı yapıların üretimi daha zor ve düşük verimle gerçekleştirilebilir. Halka genişleme tepkimelerinde, halkalı bir yapıdan yola çıkılarak, daha yüksek üyeli bir halkalı yapıya bir katalizatör varlığında veya basit reaktifler eşliğinde tek bir adımda ulaşılmaktadır. Bu da halka genişleme tepkimelerini atom ekonomisi ve tepkime verimi açısından oldukça önemli kılmaktadır. Bu bağlamda, özellikle ditiyoasetal türevleri büyük ilgi çekmektedir. Ditiyoasetal türevlerini karbonil bileşikleri gibi basit moleküllerden elde etmek kolay ve ekonomiktir. Bunların arasında, özellikle 1,3-ditiyen ve 1,3-ditiyolen türevleri organik sentez çalışmalarında önemli bir rol oynamaktadır. İlk olarak, karbonil gruplarını koruma görevi üstlenirler ve hem altı üyeli 1,3-ditiyen hem de beş üyeli 1,3-ditiyolen yapıları bu amaçla sıkça kullanılır. Ayrıca uygun 1,3-ditiyen türevleri güçlü bazlar aracılığıyla açil anyon eşdeğerlerini oluşturarak çeşitli elektrofiller ile tepkimeye girerler. Bu çalışmada 1,3-ditiyolenil ve 1,3-ditiyepenil sübstitüye propargilaminlerin bazik koşullar altında halka genişleme tepkimeleri incelendi. Kuvvetli bir baz ile bu yapıların öncelikle propargilik protonunu kaybettiğini ve sonrasında 1,3-ditiyolenil ve 1,3-ditiyepenil halkalarının genişlemesiyle sırasıyla 8- ve 10-üyeli kükürt içeren heterohalkalara yeniden düzenlendiği saptandı. Tepkime koşulları optimize edilerek farklı amino ve aril gruplarına sahip 8- ve 10-üyeli S,S-heterohalkalı yapılar iyi verimlerle sentezlendiler. Baz içeren düzenlenme tepkimesi için radikalik bir mekanizma önerildi. Önerilen mekanizma döteryum etiketleme ve radikal tuzaklama deneyleriyle desteklendi.
1-(1,3-Ditiyen-2-İl) propargilaminlerin iyodosiklizasyonuyla 3-amino-4-iyodotiyofenlerin sentezi

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022) Mert, Zeynep ; Yücel, Barış ; 740890 ; Kimya Bilim Dalı

Tiyofen türevleri biyolojik aktiviteye sahip doğal ve sentetik ürünlerin yapısında sıklıkla görülmektedir. Özellikle multi- sübstitüe olmuş ve üzerinde bir amino grubu ihtiva eden tiyofen türevleri sitotoksik, anti-enflamatuar, antiviral ve antibakteriyel aktiviteler göstermektedirler. Aynı zamanda güçlü biyolojik aktivitelere sahip multi-sübstitüe iyodotiyofenler metal katalizli çapraz bağlama reaksiyonları ile tiyofen halkasını daha da işlevselleştirmek için kullanılan değerli ara maddelerdir. Öte yandan tiyofen türevleri materyal kimyasında iletken oligomerik ya da polimerik yapılarda da yer almaktadır. Bu çalışmanın amacı 1,3-ditiyenil sübstitüe propargilamin türevlerinden yola çıkarak iyodosiklizasyon reaksiyonu ile 3-amino-4-iyodotiyofen türevlerinin sentezi için yeni ve verimli bir yöntem geliştirmektir. Başlangıç maddeleri olan 1-(1,3-ditiyen-2-il)propargilaminlerin sentezi bu tez kapsamında olmamakla birlikte, literatürde A3- kenetlenme reaksiyonu olarak bilinen bir yöntem ile sentezlenmişlerdir. Literatür araştırmalarından yola çıkılarak A3-kenetlenme ürünlerinin ditiyen bölgesinin bir dizi reaksiyonu tetikleyebileceği öngörülmüş ve A3- kenetlenme ürününün iyot ile aktive edilen üçlü bağa kükürt atomu saldırısı yoluyla molekül içi bir siklizasyona uğradığı anlaşılarak iyodotiyofen türevlerinin sentezi gerçekleştirilmiştir. İyodosiklizasyon reaksiyonu için gerçekleştirilen optimizasyon çalışmaları bir model reaksiyon üzerinden denendi ve 3-amino-4-iyodotiyofen türevi olan 4-(4-iyodo-5-fenil-(2-p-tolil)tiyofen-3-il)morfolinin başarıyla sentezlendiği görülerek yapısı tek kristal X- ray spektroskopisi ile aydınlatıldı. Optimizasyon çalışmaları sonunda aril ve heteroaril sübstitüe kenetlenme ürünleri için en iyi sonuç CH2Cl2 içinde 3 eşdeğer oranında I2 ile gerçekleştirilen reaksiyon koşulu ile sağlandı. Yapısında alkil sübstitüe ditiyenil grubu bulunan A3- kenetlenme ürünlerinin iyodosiklizasyon reaksiyonları için optimize edilen reaksiyon koşulu ise 1.5 eşdeğer CaCO3 ve 3.0 eşdeğer I2 varlığında diokzan-su karışımı içinde 70 oC sıcaklık olarak bulundu. Sonuç olarak aril, heteroaril ve alkil sübstitüe iyodotiyofen türevleri iyi- orta verimlerle sentezlendi ve flaş kolon kromotografisi ile izole edildi. 1,3-Ditiyenil sübstitüe A3- kenetlenme ürünleri, iyodosiklizasyon reaksiyonu için optimize edilen koşullarda beklenen iyodotiyofen türevlerini üretmediler. Bu başlangıç maddeleri baz içeren optimize koşullarda morfolin sübstitüe dihidroiyodotiyofen türevlerini verirken, baz içermeyen optimize koşullarda ise tiyoalkil sübstitüe iyodotiyofen türevlerini ürettiler.
10. Uluslararası Lif ve Polimer Araştırmaları Sempozyumu (10. ULPAS) Bildiriler Kitabı: 13-14 Mayıs 2022, İstanbul, Türkiye: Akıllı ve teknik tekstiller / editors, Prof. Dr. Yusuf Ulcay, Prof. Dr. Ali Demir, Doç. Dr. Ali Kılıç, Dr. Gülçin Baysal, Merve Nur Sağırlı

(İstanbul Teknik Üniversitesi, 2022) ; Tekstil Mühendisliği ; Ulcay, Yusuf ; Demir, Ali ; Kılıç, Ali ; Baysal, Gülçin ; Sağırlı, Merve Nur

Sempozyumun ana misyonu, lif ve polimer alanındaki çalışan ve araştırmacıları kuruluşlarına ve topluluklarına sürekli olumlu katkıda bulunmaya hazırlamaktır. Uluslararası Elyaf ve Polimer Sempozyumu ULPAS (IF&PRC), sürekli büyüme şartlarına hazır, iyi eğitimli, bağımsız araştırmacıları hazırlamak için özenli bir ortamda proje çalışmalarına dayalı ve nitelikli sempozyum programları sağlamayı amaçlamaktadır. Ayrıca, Lif ve Polimer Araştırma Enstitüsü üyeleri arasında işbirliği ve koordinasyon kurmayı da amaçlamaktadır.
16. Uluslararası Lif ve Polimer Araştırmaları Sempozyumu, 9-10 Mayıs, 2025, İstanbul Teknik Üniversitesi

(İTÜ Yayınevi, 2025) Tekstil Mühendisliği ; Ulcay, Yusuf ; Demir, Ali ; Toptaş, Ali ; Bidoki, Seyedmansour ; Çavuşoğlu, Aysu

ULPAS is fundamentally a thematic symposium, a scientific marketplace where research findings in fibers—the fundamental building blocks of textiles—and polymers—the molecules that form them—are shared with the international community.
19. yüzyıl İstanbul'unda tarihî camilerin ihyası, örnekler ve arşiv belgeleri üzerinden bir tespit ve araştırma

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022-02-25) Çiçek Ünal, Özlem ; Mazlum, Deniz ; 502082207 ; Restorasyon ; Restoration

19. yüzyılda İstanbul'da çok sayıda tarihî cami ve mescit; yaşanan yangınlar, 1894 depremi, bakımsızlık ve imar faaliyetleri gibi nedenlerle kullanılamaz duruma gelmiş ve yeniden inşa/ ihya edilmiştir. O dönemde imparatorluğun Batı ile gelişen ilişkileri, değişen mimari beğeniler, yaşanan maddi sorunlar ve İstanbul'da yaşanan değişim ve dönüşümler yeniden inşa faaliyetlerinin ölçek ve niteliğini etkilemiştir. İstanbul'un artan nüfusu ile orantılı fiziki büyümesi imar hareketlerini beraberinde getirmiş; yeni ulaşım ağları, rıhtımlar, meydanlar gibi düzenlemeler hız kazanmıştır. Üst üste yaşanan yangınlar, pek çok kayba neden olmanın yanında, sonrasında getirilen yeni düzenlemelerle Batılı bir kent görünümüne kavuşmak için fırsat sunmuştur. Yangınlar ve 1894 depremi sonrası pek çok yapının aynı anda hasar görmesi, gerekli onarımların ve inşaatların yapılabilmesi için kaynak bulunmasını güçleştirmiş ve kimi durumlarda yapıların ayakta tutulabilmesi için gerekli olan müdahaleler gecikmiştir. Osmanlı arşivinde bulunan; yangınlar sonrasında hasarlı yapılar ve bağlı bulundukları vakıfların maddi durumları hakkında hazırlanmış defterler yaşanan sorunları ortaya koymaktadır. Vakıf yapısı olan tarihî cami ve mescitler, vakıfların yönetimindeki bozulma ve suistimaller neticesinde düzenli bakım ve onarımları için gereken ödeneklerden mahrum kalmış; yangın ve deprem gibi ani hasarların yanında kimi zaman geçen zaman içinde gelişen hasarların onarım bedellerini de karşılayamayacak duruma gelmiştir. Bu durumun önüne geçebilmek için vakıf yönetimleri ve bütçelerini tek bir çatı altına toplamak için idari adımlar atılsa da yaşanan maddi sorunların önüne geçmek kolay olmamıştır. Sonuç olarak kentteki tarihî cami ve mescitler hem bağlı oldukları vakıfların sorunları hem de içinde bulundukları kentte yaşanan afetler ve değişimler neticesinde ayakta tutulamayarak ihya edilmişlerdir. Tez kapsamında yapılan ve selâtin camilerini kapsam dışında bırakan araştırma, 1780-1920 zaman aralığında İstanbul'da 153 cami ve mescidin çeşitli nedenlerle kısmi ya da bütüncül olarak yeniden inşa edildiğini ortaya koymuştur. Gerçekleşen bu ihyalarda yapıların tarihî kimlikleri değil vakıf kimlikleri önde tutulmuştur. Genel olarak ihyalarda amaçlanan hedef vakfedilen işlevi uzun süre yerine getirebilecek sağlam bir yapı elde etmektir. 19. yüzyılda Batı'da gelişen anıt eser ve koruma kavramları Osmanlı'da gecikmeli olarak yüzyılın sonları ve 20. yüzyılın başlarında tartışılmaya başlanmıştır. Batının etkisiyle antik eserler üzerinde oluşan ilk ilgi zaman içinde daha geç dönem eserlerine kaymıştır. Çoğu vakıf yapısı olan, anıt niteliğindeki eski eserlerin onarımları yaşanan afetler nedeniyle 19. yüzyılda da gerçekleştirilmiş; önemli eserlerin uygulamalarında dönemin genel pratiklerine uygun olarak yabancı ya da yurt dışında eğitim almış mimarlar ağırlıklı olarak görevlendirilmiştir. Yapılan yasal düzenlemelerle onarımların uzman kişilerce ve denetim altında yapılması sağlanmaya çalışılmıştır. Osmanlı arşiv belgeleri; gerçekleştirilen ihyaların nedenleri, ihya kararının alınması, yapıları ihya ettiren kurum ve kişiler, ihya bedellerinin belirlenmesi ve karşılanması, ihya uygulamalarında izlenen süreç ve ihyalarda kullanılan yeni mimari üsluplar konusunda bilgi vermektedir. Yapıların ihyasında yukarıda sıralanan konular her yapının kendi koşulları ve hasar durumu özelinde değişebilmektedir. Yapılar kimi zaman kısmen ayakta tutularak, kullanılabilir durumdaki mevcut malzemesi ile ihya edilirken kimi zaman ise ihya edilecek yapı tamamen ortadan kalktığı için yeni baştan bir yapı inşa edilmektedir. Yapıların ihyasında bunun gibi değişkenlik gösteren durumları ortaya koyan örnekler tez çalışması içinde detaylı olarak aktarılmıştır. Kelime olarak "yeniden canlandırma" ve "diriltme" anlamına gelen "ihya" koruma biliminde rekonstrüksiyon (yeniden yapım) eylemine karşılık gelmektedir. 19. yüzyılda gerçekleştirilen ihyaların amacı yapıyı yaşatmaktan çok vakfedilen işlevi ve vakfedenin adını yaşatmaktır. Bu nedenle yapı tamamen değişse bile adı ve işlevi değişmemektedir. Cami ve mescitlerin, kendi arsalarında yeniden inşa edilmiş olmaları nedeniyle, konumları sabit kalmakta böylece kent tarihinde değişmeyen noktalar olarak günümüze ulaşmaktadırlar. Her ne kadar ihyalarda zamanın ihtiyaç ve yönelimlerine göre; üslup, malzeme, teknik ve ek işlevler değişebilse de yapının adı, işlevi ve konumu korunarak vakıf hizmeti yeniden canlandırılmakta ve devam ettirilmektedir. Rekonstrüksiyon koruma alanında tartışılmaya başlandığı günden itibaren belli sınırlar ve kurallar koyulmaya çalışılan bir uygulamadır. Çoğu zaman maksadını aşan bu uygulama; özellikle ani eser kayıplarına neden olan savaş ve afet gibi durumlarda, toplumun hafızasının devam edebilmesine ve iyileşmesine yönelik olarak başvurulabilir bir uygulama olarak tanımlanmakta ve sınırlandırılmaya çalışılmaktadır. Günümüzde koruma için neredeyse bir problem haline gelen rekonstrüksiyon; toplumsal iyileşme ve kültürel devamlılık gibi nedenlerin dışında; eski eser-turizm ilişkisinin getirdiği ekonomik kazanç, yapılaşma kısıtlaması olan tarihî yerleşimlerde inşaat yapma fırsatı ve simge yapıların hizmet edeceği politik çıkarlar gibi motivasyonlarla uygulanabilmekte, hatta kültür varlıklarının kaybını telafi edebilen bir müdahale olarak değerlendirilmektedir. Bu tezin, günümüzde moda bir tabir ve uygulama olan "ihya"nın koruma tarihimizdeki gerçek yerini anlamaya katkıda bulunması ve incelediği örneklere yapılacak olası müdahalelere ışık tutması umulmaktadır.
19. yüzyıl tarihi demiryolu binalarında yapısal malzeme ve yapım teknolojilerinin deprem performansına etkisi

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2024-06-25) Küçükayan, Sena Merve ; Çelik, Oğuz Cem ; 502211513 ; Çevre Kontrolü ve Yapı Teknolojisi

Bu tez çalışması, Osmanlı Devleti döneminde inşa edilen tarihi demiryolu hatları ve demiryolu yapılarını, yapısal ve mimari özellikleri ile birlikte deprem performanslarını içermektedir. İlk olarak, Osmanlı'da önemli demiryolu ağları olan İzmir-Aydın, Rumeli, Anadolu, Bağdat ve Hicaz demiryolu hatları ve güzergâhları detaylıca araştırılmış ve bu güzergâhların oluşmasında göz önünde bulundurulan durumlar incelenmiştir. Demiryolu duraklarının konumu belirlenirken, stratejik önemleri, doğal kaynaklar ile ilişkisi, ekonomik katkısı, ticaretin gelişebilmesi ve şehir merkezlerine olan yakınlığı gibi durumlar etkili olmuştur. İncelenen tarihi demiryolu projeleri, devletin modernleşme ve kalkınma sürecinin bir parçası olarak başlasa da zamanla ekomomik durumlardan ötürü yabancı yatırım ve alanında uzman mimar ve mühendislerin katksısı ile gelişmiştir. İnşa edilen demiryolu hatları ile birlikte Osmanlı Devleti'nin iç ve dış ticareti gelişmiş, zamanla hatların genişlemesi ile birlikte farklı bölgeler birbirlerine bağlanmıştır. Yabancı şirketlerin katkısı ve kullanılan yapım teknikleri de demiryolu hatlarının gelişmesi sürecinde önemli bir rol oynamıştır. Demiryolu yapılarında sıkça görülen, ancak günümüzde yaygın olmayan perçin teknolojisi ile birlikte çelik yapılar strüktürel açıdan incelenmiştir. Yığma, ahşap ve çelik yapı malzemeleri ile taşıyıcı ve çatı sistemleri hakında da detaylı bir şekilde inceleme yapılmıştır. Son olarak, tarihi demiryolu garlarının ve istasyonlarının zaman içerisinde yaşanan depremler sonrasında performansları analiz edilmiş ve meydana gelen hasar boyutları ele alınmıştır. Bu kapsamda, demiryolu yapılarının ciddi oranda etkilendiği iki deprem olan 10 Temmuz 1894 İstanbul depremi (~M 7.0) ve 6 Şubat 2023 Kahramanmaraş depremleri (Mw 7.9 ve 7.8) ele alınarak farklı bölgelerde yer alan istasyon yapılarının nasıl etkilendiği detaylandırılmıştır. Yapılan analizler ile birlikte, tarihi demiryolu yapılarının gelecek kuşaklara güvenle aktarılabilmesi için kapsamlı olarak yapısal bakımdan incelenmesi gereği ortaya çıkmıştır. Demiryolu yapılarının incelenmesi, bir yandan ait olduğu dönemin teknolojisini ve mühendislik başarısı ile birlikte yapıların nasıl inşa edildiğini, kullanılan malzemeleri, uygulanan tekniklerini ve dönemin koşullarını göstermektedir. Sonuç olarak bu çalışma, demiryolu yapılarınının detaylı bir şekilde incelenerek yapısal sistemlerinin anlaşılmasını ve tarihi demiryolu yapılarının korunması ve güçlendirilmesi için önemli kararların alınmasına yönelik öneriler sunmaya yöneliktir. Tarihi demiryolu yapılarının yapısal özelliklerini ve depremlere dayanıklılığını anlamak, tarihi mirasın gelecek nesillere aktarılabilmesi için önemli bir süreçtir. Çalışmanın, tarihi demiryolu yapılarının yapısal ve mimari değerini anlamak ve korunmasını isteyen uzmanlar, tarihçiler, mimarlar ve mühendisler için yol gösteren bir kaynak olması hedeflenmektedir.
2-step indoor localization for "smart AGVs"

(Graduate School, 2022-06-17) Yılmaz, Abdurrahman ; Temeltaş, Hakan ; 504142101 ; Control and Automation Engineering

With the fourth industrial revolution, in other words, Industry 4.0 (I4.0), the transition from traditional mass production to personalized production started in factories. One of the components of the next-generation factories compatible with I4.0 is cyber-physical systems (CPSs). Smart manufacturing islands, smart warehouses, and smart material-handling vehicles are examples of CPSs. The material handling vehicles employed in today's factories, such as automated guided vehicles (AGVs), are not ready for use in smart factories, as the digital transformation has not been completed and the vehicles are not equipped with software to perform fully autonomous operations. In smart factories, it is aimed that the new generation AGVs will do all the planning themselves while performing a given task. Thus smart AGVs will be able to use the whole free space in the factory instead of being restricted to the routes reserved for them. With this development, it will be possible to increase flexibility and efficiency in production. There may be no physical difference between the traditional and smart AGVs, but thanks to the capabilities of the embedded software, smart AGVs will be able to operate autonomously. One challenging problem to be overcome for smart AGVs to effectively realize an assigned logistic task is localization. Although localization is an extensively studied topic for both indoor and outdoor environments, there are still open problems. Considering the logistics problem, the localization problem can be divided into three in the general sense. The first is global localization, which means determining where the smart AGV is in the environment at the time the vehicle wakes up. The second problem is position tracking, which means updating the pose information depending on the movements of the robot, while the instantaneous pose of the robot is known. The third and last problem is the kidnapped robot problem, which occurs when the robot is moved from one place to another without informing. Cases that reduce the reliability of the calculated pose, such as instantaneous skidding, slipping, and crashing an object, can also be addressed under this problem. The localization approach to be utilized in smart factories is supposed to overcome these three sub-problems. There are two main tasks in a logistic operation. The first is the docking stage, which covers the cases of taking a load to the smart AGV or dropping the load of the smart AGV. At this stage, the aim is to reach the target (destination) where the load will be taken or left with industrial standards. With I4.0, reaching the target with sub-centimeter precision has become a goal. Therefore, estimating the pose with high accuracy and precision is expected from the docking localization algorithm. The second is the delivery stage, which covers carrying the load to the destination in the fastest and safest way in the parts outside the docking region. It is not essential to follow the planned route exactly in this stage, so rather than the high accuracy of the localization approach, showing similar positioning performance in the entire operating field is more important. Within the scope of this thesis, different localization algorithms have been proposed for the delivery and docking stages. In addition, a probabilistic decision mechanism that determines the boundary between the delivery and docking stages is designed. A variant of the particle filter-based Monte Carlo Localization (MCL) approach, Self-Adaptive MCL (SA-MCL), is taken as the basis localization method for the delivery stage. The main reason for choosing SA-MCL is that it can solve all aforementioned sub-problems of localization. While performing the traditional SA-MCL global localization task, it uses energy maps and assumes that all range sensors are uniformly placed on the robot in energy map generation. However, this assumption is not valid for many real applications, such as AGVs with two-dimensional (2D) laser scanners front and rear. Moreover, three-dimensional (3D) sensing technology is developing day by day with the widespread use of autonomous vehicle technology. With the ellipse-based energy model proposed in this thesis, the energy map-generating part of the traditional SA-MCL has been updated to overcome both of these constraints. The pose estimation accuracy of the SA-MCL approach performs more or less the same across the entire environment, making it suitable for the delivery stage. However, since the pose estimation accuracy level is proportional to the grid dimensions of the occupancy map, it may not be possible to reach the expected sub-centimeter precision within the docking region in large areas such as factories. Therefore, it was decided to use a scan matching-based precise localization algorithm in the docking region, and for this purpose, the affine iterative closest point (ICP) algorithm was adapted to the localization problem. To make the developed method robust against factors such as noises, disturbances, and/or outliers, the correntropy criterion was utilized while constructing the cost function of affine ICP. As a result, an updated SA-MCL method with an ellipse-based energy model is proposed for the solution of global localization, position tracking, and kidnapped robot problems in the delivery stage. On the other hand, an affine ICP-based precise localization approach is presented for position tracking in the docking stage. However, the boundary between the delivery stage and the docking stage may not be clear. For example, limiting the docking stage to a zone very close to the target may require extra maneuvers to tolerate positioning errors during the delivery stage due to the physical constraints of smart AGVs. If a larger area is specified as a docking stage, it may not meet the expectations since the performance of the precise localization approach may decrease further away from the target. For this reason, there is a need for a switching mechanism that can be adapted specifically to the application and decides whether to switch from the delivery stage to the docking stage. Since the pose estimation performance of the SA-MCL-based localization approach is roughly similar on the entire map, the deciding factor in the transition to the docking stage is the performance of the precise localization method used in the docking stage. In the literature, it is emphasized that the amount of overlap between matched point sets is supposed to be above 50% for the scan-matching-based methods to yield successful results. Within the scope of the thesis, a correntropy-based similarity rate definition, which gives better results than the overlap ratio calculation methods in the literature, is presented and utilized as the decision parameter of the switching approach. To avoid instabilities, a gap is left according to Hysteresis curve behavior while switching from the delivery stage to the docking stage or vice versa. Within the scope of the thesis, the two-stage localization method developed for the next-generation AGVs to be used in smart factories has been experimentally tested on a differential drive mobile robot. First, the ellipse-based energy model addition to the SA-MCL method has been verified by field tests, and its superiority in global localization has been demonstrated. Then, the affine ICP-based localization method used in the docking stage has been tested over nine separate real-world scenarios and it has been shown that it is possible to compute pose with sub-centimeter precision and reach the target at industrial standards. In addition, an affine ICP method, which is not available in the literature, was proposed, and the point set matching performance was demonstrated over synthetic point sets. After validating its performance in point set registration, it was also used for precise localization. Finally, the whole system was tested together. The delivery was carried out with improved SA-MCL, and the switching point from delivery to the docking stage was determined by the decision mechanism. As seen through three different scenarios, it is possible to complete the localization tasks in the delivery and docking stages in the smart factories by using the proposed methods.
3 boyutlu yapısal analizlerde minimum model büyüklüğünün belirlenmesi

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2023-01-25) Güldağlı, Hayri ; Altınkaynak, Atakan ; 503191512 ; Katı Cisimlerin Mekaniği

Yapılan tez çalışmasında üç boyutlu sonlu elemanlar modellerinin büyüklüğünü belirlemek için farklı parametreler incelendi. Sonlu elemanlar modelleri havacılık, otomotiv, beyaz eşya vb. pek çok sektörde düşük çevrimli ve yüksek çevrimli yorulma ömrü hesaplamaları, yapının rijitliği, yapının dinamik yüklere dayanım hesaplamaları gibi farklı konularda kullanılmaktadır. Bu çalışma yapılırken havacılıkta ulaşım amacıyla, şehirlerde anlık elektrik ihtiyacı artışı durumunda elektrik üretimini sağlamak amacıyla ya da akaryakıt firmalarında yer altından akaryakıt çıkarmak amacıyla kullanılan gaz türbinleri baz alınmıştır. Gaz türbinlerinin modülleri açıklanmıştır ve bu modüllerden yanma odası ile türbin arasında bulunan türbin orta karkas yapı, gerçekleştirilecek analizler için seçilmiştir. Türbin orta karkas yapıyı analiz etmek için kurulan sonlu elemanlar modelleri herhangi bir bilgisayarın kabul edilebilir zaman dilimlerinde çözebileceğinden çok daha büyük modeller olabilmektedir. Bu süre modelin büyüklüğüne ve amacına göre haftalar ya da aylar olabilmektedir. Bu yüzden model büyüklüğünün belirlenmesi büyük önem taşımaktadır. Model büyüklüğünde yapılacak %10 ya da %15 gibi bir azaltma, bu analiz süreleri göz önünde bulundurulduğunda çok büyük katkı sağlamaktadır. Yapılan literatür taramasında, sonlu elemanlar modellerinin minimum model büyüklüğünü belirlemek için oluşturulan formüller temel olarak ince cidarlı basınçlı kap hesaplamalarına dayanmaktadır. Bu formüller √(yarıçap∗kalınlık) değerinin farklı doğrusal katları olarak verilmiştir. Bu çalışmada türbin orta karkas yapının rotor kaynaklı dengesizlik yüklerine dayanımını hesaplamak için oluşturulan sonlu elemanlar modellerinin eksenel büyüklüğünü etkileyen kalınlık, yarıçap ve uygulanan yük faktörleri incelenmiş ve bu faktörleri göz önünde bulundurarak model büyüklüğü hesaplaması için formüller oluşturulmuştur. Farklı yükleme çeşitleri ve büyüklüklerine göre ilgili sonucun, model büyüklüğüne karar verildiği aşamada kullanılması planlanmaktadır. Malzeme seçimi yapılırken, oluşturulan karkas yapı modelinin sadece mahfaza kısmı doğrusal malzeme tanımıyla kullanılmıştır. Bu sonuçlardan elde edilen minimum model uzunluğu değerlerine göre malzeme seçimi yapılmıştır. Karkas yapının sonlu elemanlar modeli oluşturulurken yapının rijitliğini doğru olarak yansıtacak miktarda eleman kullanılmıştır. Mahfaza, karkas yapı ve bağlantı elemanları arasında temas yüzeyleri tanımlanırken 0.3 sürtünme katsayılı standart kontak kullanılmıştır. Karkas yapının tekrar eden kısmı modellenerek periyodik sınır koşullarıyla model oluşturulmuştur. Karkas yapının iç kısmına rotor dengesizliği kaynaklı radyal ve eksenel yükler, mahfazanın arka ucuna gaz yüklerini simüle eden eksenel yük uygulanmıştır. Sonuçlardan her bir kalınlık-yarıçap ikilisi için minimum model büyüklüğü belirlenirken, mahfazadan, her adımda bir eleman sırası silinmiştir ve nominal gerilme değeriyle aradaki fark %1'i geçtiği uzunluk minimum model uzunluğu olarak tanımlanmıştır. Yüzey tepki metodu kullanılarak, minimum model uzunluğu değerlerinin kalınlık ve yarıçapa bağlı değişimi yüzeyler üzerinde gösterilmiştir. Ayrıca literatürdeki çalışmalar ile kıyaslama yapabilmek için √(yarıçap∗kalınlık) birleşik parametresine göre nasıl değiştiği de incelenmiştir. Karkas yapının iç kısmına ve mahfazanın arka ucuna uygulanan yük büyüklükleri değiştirilerek, farklı yük büyüklüklerinin, minimum model uzunluğunu nasıl etkilediği incelenmiştir. Elde edilen sonuçlarda sadece mahfazayı içeren doğrusal modelin, minimum model büyüklüğü açısından bir üst limit tanımladığı görülmüştür. Farklı büyüklüklerde yük uygulandığında, minimum model büyüklüğünün kalınlık-yarıçap parametrelerine göre farklı yollar izlediği sonucuna ulaşılmıştır. Bu çalışmada uygulanan yüklerden yakın olanı seçilip ilgili kalınlık ve yarıçaptaki minimum model uzunluğunun hesaplanması sonucuna ulaşılmıştır. Hassasiyet değeri olarak %1'e ek olarak, başlangıç seviye tasarım çalışmalarını göz önünde bulundurmak için %5 ve %10 değerleri de aynı şekilde incelenmiştir ve elde edilen minimum model uzunluğu sonuçları paylaşılmıştır.
3-D velocity structure of the gulf of Izmir (Western Turkey) by using traveltime tomography

(Graduate School, 2022-11-07) Sağlam Altan, Zehra ; Gökaşan Ocakoğlu, Neslihan ; 505142401 ; Geophysical Engineering

The Gulf of İzmir and its surroundings in western Anatolia are under the influence of active continental extension characterized by crustal thinning, intense seismic activity, the high heat flows associated with volcanism, and geothermal activity. These features make this region attractive for both geothermal and hydrocarbon exploration activities. The study area and surroundings are well investigated in terms of the crustal-scale tomography studies however there are only a few moderate-scale tomography studies exist aiming to understand its velocity structure and stratigraphical architecture, even though there are basins with proven hydrocarbon and geothermal sources across western Anatolia. Structural and stratigraphical interpretations from previous studies are performed on the 2-D time-migrated seismic sections, which are far from depth environment illustration and reliable velocity information. These conventional velocity estimation methods are based on the Dix inversion in which a flat-layered earth model with no lateral velocity variation and small source-receiver offset values are assumed. However, the study area is way more complex than these assumptions. Therefore, the inversion of traveltimes of the reflected events in seismic data is adopted as a velocity estimation method. In this study, the first 3-D Neogene velocity-depth model of the Gulf of İzmir is obtained by using traveltime tomography. Pre-processing steps such as trace edit, muting out unwanted signals, filtering undesired frequency content, and gaining to remove the effects of wavefront divergence are applied to the raw shot gathers to be able to delineate reflection events on the pre-stack data and make the picking phase more accurately by removing the excessive background noise. This more pickable dataset contains 401352 seismic trace recordings from eleven multi-channel seismic lines collected in the NNW-SSE oriented outer Gulf of İzmir between offshore Foça and Karaburun. The resulting grids of traveltimes were then correlated with each other at the tie-points. Additionally, the conventionally processed data was re-interpreted in detail. Three main seismic stratigraphic units (SSU1-SSU3) were interpreted on the time sections. Three subunits (SSU1a, b and c) are also distinguished within the SSU1 seismic unit. These units are bounded above and/or below by the five horizons (H1-H5). Two unconformity surfaces between Upper Miocene-Pliocene and Pliocene-Quaternary sediments are marked. For the 3-D tomography analysis, the initial velocity for the water column is set to 1500 m/s. The velocity constraints for the following layers are chosen as follows: 1500-1780 m/ for SSU1a, 1500-2000 m/s for SSU1b, 1500-2400 m/s for SSU1c, and 1500-2800 m/s for SSU2 based on the conventional velocity analysis conducted by the previous studies. The initial depth values for the reflectors H1, H2, H3, H4, and H5 are chosen as 100, 150, 300, 550, and 900 m, respectively. The principle of minimum time that uses the analytical solution of Snell's law through an iterative procedure is used to compute the synthetic traveltimes and ray paths within a model. The velocity fields between horizons and the depth of the horizons are updated sequentially. An iterative optimization method called the Simultaneous Iterative Reconstruction Technique (SIRT) is used to update the velocity fields by traveltime inversion. The principle of minimum dispersion of the estimated reflection points is used to update the depth and shape of the interfaces. The final tomographic inversion is carried out by using staggered grids. This final high-resolution tomographic image has provided 3-D stratigraphical architecture and velocity distribution of the Gulf of İzmir in the depth domain. Five seismic stratigraphic units/subunits (SSU3, SSU2, SSU1a, SSU1b, and SSU1c) are traced along the study area. These seismic units and unit boundaries are calibrated by the Foça-1 well (drilled by Turkish Petroleum) on the Pre-Stack Depth Migration (PreSDM) section of Line-25. As a result of this calibration, the acoustic basement is associated with SSU3 consisting of tuffs, sandstones, limestones, and volcanics of the Lower-Middle Miocene Yuntdağ Volcanics. They terminate onto the north-dipping horizon H5 along the southern side of the basin, which displays highly variable topography with several depressions and high. It is marked as a major unconformity separating Miocene and older rocks from the Pliocene-Quaternary younger deposits with a depth of ~200 m in the southern sector and deepens to ~900 m in the mid-central sector constituting a basin. Then, it rises to 420 m forming ridges offshore both Foça and Karaburun Peninsula between 15 to 20 km in the central sector. These volcanic ridges bound the basin, unlike the rest of the western Anatolian grabens bounded by normal faults. The depth of the horizon H5 increases considerably in the northern part of the basin, ranging from 900 m (western flank) to 1400 m (eastern flank). The basin deposits have accumulated asymmetrically across the study area following the northwest dipping Miocene-Pliocene unconformity surface (H5). It consists of two asymmetric depressions developed in the northeastern and mid-central sectors. The thickest depocenter is in the northeast (up to ~1400 m) and thinning through the mid-central sector (~850 m) and southern (~140 m) sector, respectively. SSU2 lies on top of the acoustic basement and corresponds to the sandstones, limestones, volcanics, and shales of the Bozköy Formation and the limestones of the Ularca Formation, dating from the Late Miocene to the Pliocene. The deposition of this unit is mostly concentrated on the northeastern and the mid-central sector of the basin, where acoustic basement highs create small depressions. SSU2 comprises a 20-70 m sediment thickness in the SE offshore Uzun Island. The local depression zone in the mid-central part of the basin has ~580 m thickness, whereas SSU2 has ~40 m and ~260 m thicknesses in the eastern and the western flank of the central sector. SSU2 is rapidly thickening in the northern sector. The maximum thickness of ~790 m appears in the eastern flank of the northern sector, whereas thickness gradually decreases westward up to 20 m. SSU2 is separated from the overlying unit SSU1 by the horizon H4. This boundary defines the base of the Quaternary. The depth of H4 ranges from ~200 m to 480 m from southeast to northwest. Then, it dramatically deepens to ~860 m in the northern sector (through the outer gulf). It constitutes a small basin with a depth of ~520 m at the mid-central sector around Foça. H4 is overlaid by the Plio-Quaternary sediments. From Pliocene to Quaternary (SSU1), the depression in the mid-central sector shifted gradually towards the eastern flank of the central sector (~440 m) while the depression in the northeastern sector expanded northwestwardly (~620 m). These two depression areas are separated by the ridges of horizon H4 that mimics the basement high rising in the east-west direction. By contrast, the total thickness of the Plio-Quaternary sedimentary succession is thinning abruptly up to ~180 m towards the western flank of the southern and central sector of the basin following the rising basement. SSU1 comprises three seismic subunits (SSU1c, SSU1b, and SSU1a). The inclination of the subunits decreases from north to south and from bottom to top. A member of the Bayramiç Formation, SSU1c, is deposited on top of the SSU2, which is dated as Quaternary consisting of conglomerates at the base overlain by sandstones and shales above. The thickness of SSU1c is 20 m in the southern termination of the basin and gradually increases northwardly up to ~280 m. Above that, two other members of the Bayramiç Formation lie named SSU1b and SSU1a, separated by horizons H3 and H2. SSU1b also consists of a similar sequence of conglomerates, sandstones, and shales. The thickness of the SSU1b varies between ~100-300 m. SSU1b accumulates up to ~280 m in the eastern flank of the central sector, where the underlying horizon deepens. Horizon H2 represents the upper surface of the seismic unit SSU1b. SSU1a consists of Quaternary sandstones. It has a 40 m thickness in the southern sector, ~60 m in the central sector, and ~140 m in the northern sector. Finally, H1 is located on top of seismic unit SSU1a and represents the seafloor. The seafloor is smoothly deepened from south to north from ~45 m to ~125 m. The strike-slip faulting with generally compressional character (Karaburun Fault Zone and Urla Fault Zone) is the main reason for the recent deformation of both basement morphology and overlying sedimentary succession. Overall, the Gulf of İzmir is quite different than the surrounding grabens (such as Gediz and Bakırçay grabens) in terms of structural and stratigraphical configurations. Our results also provide the first 3-D velocity model reconstructed from the reflected arrivals of the sedimentary sequence boundaries for the whole outer Gulf of İzmir. The model is presented in a set of horizontal depth slices at different depths and vertical cross-sections displaying velocity variations through the study area. The significant low-velocity zones (LVZs) (1650Vp 1850 m/s) are seen in the horizontal depth slices and vertical cross-sections in the eastern flank down to ~500 m and along the northwestern part of the basin down to ~1 km. Another feature observed in the vertical sections is the presence of high-velocity zones (HVZs) (2150Vp 2350 m/s) between low-velocity zones in the mid-central and north-central sectors of the basin. This observation are supported by the P-wave velocity perturbation that defines the velocity deviations from the initial velocity obtained using the tomography results. The velocity variation seen in the eastern flank of the study area overlaps a lenticular structure that presents on both the time migrated and PreSDM section within the Bayramiç Formation. It has ~500 m length and ~90 m width and bounded by steeply dipping faults on either side. Amplitude anomalies appear to be present at both the upper and lower surfaces of the structure. AVO (amplitude versus offset) analysis, modeling, and seismic attributes showed the presence of possible Direct Hydrocarbon Indicators (DHIs) from the top and base reflectors of the established lenticular-shaped structure interpreted as bright and flat spots, respectively. Our observations suggest the presence of a reservoir within the Quaternary-aged Bayramiç Formation, which consists of conglomerates, sandstones, and shales. It is sealed by shales of the Bayramiç Formation and bounded by an unconformity at the base together with the strike-slip faults on both sides. Therefore, it is concluded that this trap is a structural-stratigraphic. The bounding strike-slip faults allow the migration of hydrocarbons from greater depths into the local reservoir. The presence of another LVZ on top of the reservoir along the strike-slip faults indicates the leakage breaching up to the seafloor. The fault-controlled LVZs in the Plio-Quaternary sediments of the Gulf of İzmir is interpreted as the indication of gas/fluid flow and heat transfer from a deeper source to the shallow surface. The depth information provided by this thesis will further increase our understanding of the link between 3-D stratigraphic architecture and the dominant tectonic forces, and it provides a solid foundation for future numerical simulation studies on the possible fluid/heat transport mechanisms. The P-wave velocity characteristics provided in this thesis will be used to detect the vertical and lateral velocity variations, which can be further used to discover possible dramatic lateral and vertical velocity variations indicating the links between faults (tectonic), fluid escape, gas occurrences (hydrothermal processes) and discuss potential geohazard risk beneath the Gulf of İzmir.
36 stator oluklu, 2 kutuplu uzay harmonik etkisi azaltılmış asenkron makina başarımında rotor oluk sayısı etkisinin tespiti

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022-08-02) Ercan, Muhammetnur ; Kocabaş, Derya Ahmet ; Gülbahçe, Mehmet Onur ; 504191038 ; Elektrik Mühendisliği

Son yıllarda elektrik enerjisinin tüketimi daha çok artmış ve gelecekte de hızla artmaya devam edecektir. Elektrik enerjisi tüketiminin büyük kısmını oluşturan elektrik makinalarının önemi, bireysel ve toplu ulaşımda elektrikli araçların tamamen benimsendiğinde kat ve kat artacaktır. Bu yüzden bir asırdan daha fazla üzerinde çalışılan elektrik makinalarının başarımlarının iyileşmesine katkılar son yıllarda hızlanmıştır. Sanayide, ev uygulamalarında ve hatta elektrikli araçlarda geniş yer tutan asenkron makinalardan daha yüksek başarım elde edilmesinin önemi üreticiler için oldukça büyüktür. Asenkron makinelerinin tasarımına ilişkin küçük detayların makine başarımının artırılmasında çok kilit bir rol oynamaktadır. . Asenkron makinalardaki hava aralığı amper-sarım ifadesinin rotor açısına göre değişiminin statorun oluklu yapısı ve iletkenlerin oluklara dağılımı nedeniyle bir adım fonksiyonu şeklinde sinüse yaklaşmaya çalışan bir fonksiyondur. Elektrik makinalarında bu yapısal durum makine saf sinüs gerilimle beslense bile hava aralığındaki amper-sarım fonksiyonunun sinüs biçimli olmamasına neden olur ve hava aralığında uzay harmonikleri oluşur. Bu harmonikler makinalarda stator ve rotor oluk açıklığı, sayıları ve yapısından kaynaklı olarak çıkış momentinde titreşimler görülmesine neden olur. Bu titreşimler makinada akustik gürültüler ortaya çıkarırken kayıp artışlarından dolayı verimi de düşürür. Bu nedenle asenkron makinalarda uzay harmonikleri kaynaklı titreşim ve gürültü problemlerinin üstesinden gelmenin bir yolu da oluk sayılarının optimizasyonudur. Bu çalışmada 36 oluklu 2 kutuplu asenkron makineler için rotor oluk sayılarının seçimi uzay harmonik etkiler göz önüne alınarak incelenmiştir. Geleneksel ve uzay harmonik etkileri azaltılmış asimetrik oluk ve sargı yapısına sahip olan stator yapısı ile farklı rotor oluk sayılarındaki rotorların çalışma durumları incelenerek en iyi başarımı veren stator-rotor oluk kombinasyonu tespit edilmiştir. Sonlu elemanlar yöntemi sayesinde incelenen kombinasyonların manyetik açıdan başarımı, moment karakteristikleri, akım değişimleri ve hava aralığı akı yoğunlukları sayısal olarak incelenmiştir. Öncelikle 4 kW, 380 V/50 Hz, 2 kutuplu ve 36 stator oluklu geleneksel bir asenkron makina ele alınmış ve rotor oluk sayısının değişiminin hava aralığındaki uzay harmoniklerine olan etkisi incelenmiştir. Dahası detaylı bir mukayese yapabilmek için moment titreşimleri ve işletme başarımı da verilmiştir. Tüm analizlerde rotor oluk sayısı dışındaki tüm geometrik ve elektriksel büyüklükler sabit tutulmuştur. Çalışmanın ikinci bölümünde ise yine aynı plaka değerlerine sahip uzay harmonik etkileri azaltılmış asimetrik oluk ve sargı yapısına sahip olan makinada rotor oluk sayısının hava aralığındaki uzay harmoniklerine olan etkisi incelenmiştir. Geleneksel makina ile benzer olarak yine moment titreşimleri ve işletme başarımları da detaylı olarak sunulmuştur. Çalışma kapsamında rotor oluk sayısındaki değişiminin makinadaki uzay harmoniklerine ve moment titreşimlerine etkisini incelemenin yanı sıra asenkron makine tasarımına ilişkin detaylar ve incelikler de verilmiştir. Seçilebilecek manyetik malzemelerin motordan başarımına bağlı olarak nasıl değişebileceği, toplam kayıpları en aza indirebilmek adına çeşitli yöntemler önerilmiş, tasarımsal inceliklere yer verilmiştir.
3D face animation generation from audio using convolutional neural networks

(Graduate School, 2022) Ünlü, Türker ; Sarıel, Sanem ; 504171557 ; Computer Engineering Programme

Problem of generating facial animations is an important phase of creating an artificial character in video games, animated movies, or virtual reality applications. This is mostly done manually by 3D artists, matching face model movements for each speech of the character. Recent advancements in deep learning methods have made automated facial animation possible, and this research field has gained some attention. There are two main variants of the automated facial animation problem: generating animation in 2D or in 3D space. The systems that work on the former problem work on images, either generating them from scratch or modifying the existing image to make it compatible with the given audio input. The second type of systems works on 3D face models. These 3D models can be directly represented by a set of points or parameterized versions of these points in the 3D space. In this study, 3D facial animation is targeted. One of the main goals of this study is to develop a method that can generate 3D facial animation from speech only, without requiring manual intervention from a 3D artist. In the developed method, a 3D face model is represented by Facial Action Coding System (FACS) parameters, called action units. Action units are movements of one or more muscles on the face. By using a single action unit or a combination of different action units, most of the facial expressions can be presented. For this study, a dataset of 37 minutes of recording is created. This dataset consists of speech recordings, and corresponding FACS parameters for each timestep. An artificial neural network (ANN) architecture is used to predict FACS parameters from the input speech signal. This architecture includes convolutional layers and transformer layers. The outputs of the proposed solution are evaluated on a user study by showing the results of different recordings. It has been seen that the system is able to generate animations that can be used in video games and virtual reality applications even for novel speakers it is not trained for. Furthermore, it is very easy to generate facial animations after the system is trained. But an important drawback of the system is that the generated facial animations may lack accuracy in the mouth/lip movement that is required for the input speech.
3D printed antibacterial herbal loaded alginate-pectin medical patch: Fabrication and characterization

(Graduate School, 2022-07-07) Dini, Ghazaleh ; Benli, Birgül ; 513201032 ; Nanoscience and Nanoengineering

This thesis focuses on a comprehensive and multi-disciplinary approach to the development of an effective and sustainable wound dressing. The thesis consists of three main parts, each layer building upon the previous to create a final product that is both innovative and practical. In the first part, the necessary materials such as pectin was synthesized in order to serve as the base layer of the wound dressing. This involves careful selection and testing of materials to ensure that it meets the necessary requirements for strength, flexibility, and biocompatibility. In the second part of the thesis, the antibacterial agents from herbal extracts were prepared. These natural agents offer several advantages over synthetic alternatives, including reduced toxicity and improved biocompatibility. Also, natural and biocompatible nanoclay as a carrier for these agents were used to controlled release, with the assistance of synthesized cellulose which was extracted from waste fruits, expected effects were improved, and targeted delivery to the wound area. In the third and final part of the thesis, advanced 3D printing technology was used in two ways. Firstly, a skeleton was designed for the prepared hydrogels using 3D printing. This skeleton provides structure and support for the hydrogel while allowing for air flow and moisture control. Secondly, the polymers (pectin:alginate/gelatin and nanoclay loaded ones themselves were 3D printed using Fused Deposition Modeling (FDM). We also integrated the hydrogel and clay material to form more hydrophilic film patch that is both strong and flexible. The final product is an antibacterial wound dressing that combines advanced materials and technologies to promote healing and prevent infection. This innovative approach has the potential to revolutionize wound care and improve patient outcomes. As it has been demonstrated in literature, wound healing is a complex and intricate process that involves multiple stages and requires the right type of dressings to prevent infection and promote the regrowth of tissue. The ideal dressing should have several key properties, including the ability to keep the wound moist, allow air to flow through, protect the wound from external contaminants, absorb excess fluid, and be easy to remove without causing additional damage to the wound. Hydrogels are an excellent choice for wound dressings due to their unique physical and chemical properties. These materials are highly absorbent and can retain large amounts of water, which helps to keep the wound moist and promote healing. A hydrophilic wound dressing is necessary for rapid therapeutic effect and absorption of exudate. This characteristic also helps to maintain a moist environment, promote high blood absorption, and enhance erosion capability and it was measured with contact angles. They are also permeable to gases, allowing air to flow through and providing xx oxygen to the wound. Additionally, hydrogels can be formulated to have antimicrobial properties, which can help to fight against bacteria and prevent infection. In this thesis, pectin was synthesized from pomegranate and grapefruit peels using citric acid extraction and cellulose was synthesized from pomegranate peels, making the study sustainable and environmentally friendly. Also, the fallen fruits from the grapefruit trees in the faculty garden were collected and utilized in the study, emphasizing their significant contribution to the fruit industry and agricultural research. Additionally, the effect of grapefruit juice instead of citric acid was alternatively used during the process of pectin extraction with the aim of achieving zero waste. Malva sylvestris and Cichorium intybus L, two local Turkish herbs, were used as antibacterial agents. The extraction of these herbs was done using microwave-assisted extraction with ethanol and membrane-assisted purification methods. Additionally, dialysis tubes which are kind of membrane, were used during the purification of antibacterial herbal extracts and the resulted extracts were compared with traditional extraction methods. The synthesized extracts were analyzed using optical spectroscopy techniques such as UV-Vis Absorption Spectroscopy. Herbal extracts were loaded into Halloysite nanotubes (HNTs) and injected into the hydrogel pores in order to help with air flow in the hydrogel area. Glycerol also used as a plasticizer. The process of extracting materials from plants and fruit wastes was also carried out using microwave-assisted synthesis methods, which are low-cost and time-efficient. The effectiveness of Malva sylvestris and Cichorium intybus L against bacteria was examined using the disc diffusion method. Their antibacterial activities were tested against E. coli and S. aurous that are effective two common types of wound bacteria to create pectin/alginate-based hydrogel wound dressings. Disc diffusion tests confirmed the antibacterial activity of the chosen plant extracts against common wound bacteria. To improve the effect of nanotubes such as high water absorbency and elongation as fillers of reinforced hydrogels composites, cellulose was synthesized. Ash content tests and moisture level measurements of the synthesized pectin and cellulose confirmed their high purity. In the next stage of the thesis, biopolymers and HNTs were combined to form a composite that was used to formulate a hydrogel that could be used inside a 3D printed skeleton. To design an effective antibacterial patch, 3D FDM printer were used. A patch-shaped skeleton with several pins were designed using 3D printing technology to make the hydrogel porous masks. The pectin/alginate based composites were poured on top of a cross-linker solution to form the hydrogel on the mask surface. Then, the pectin/alginate based hydrogels were cross-linked with calcium chloride (CaCl2). In the final stage of the thesis, formulated layer from cellulose and HNTs composite were prepared. These nanoclays were designed to act as carriers for herbal extracts. The effectiveness of these hydrogels in preventing bacterial growth was also tested against common wound bacteria, E coli and S. aurous and the results were successful. Additionally, the ability of these hydrogels to absorb water was evaluated using a gelatin hydration test. The behavior of the hydrogels was also examined in detail. In conclusion, the results showed that hydrogels containing either Malva sylvestris or Cichorium intybus L plant extract have great potential as antibacterial patches for xxi wound dressing. However, further in vivo studies are necessary before any clinical application can be made.
3D-printed actuator-based beam-steering approach for improved physical layer security in visible light communication

(Graduate School, 2022-09-05) Erdem, Mehmet Can ; Ferhanoğlu, Onur ; 504201223 ; Electronics Engineering

In this thesis, the design, manufacturing and implementation of a 3D-printed lens scanner-based beam-steering are presented for use in visible light communication (VLC) applications. The scanner, measuring 5 x 5 cm, is designed for low-cost 3D printing with fused deposition modeling using polylactic acid (PLA). The scanning is facilitated through electromagnetic actuation of the lens frame, carrying a conventional 25 mm lens in two nearly orthogonal directions. The serpentine spring that connects the lens frame to the external frame is tailored to offer similar spring constants in the directions of actuation, and minimal (< 1.5 mm) sag due to the mass of the lens. The manufactured actuator was integrated on a miniaturized VLC test-bed (70 cm x 40 cm x 40 cm). Using the test-bed, the applied voltage vs. beam displacement behavior of the actuator was characterized in the lateral plane, and beam-steering on a moving target was demonstrated with face-recognition feedback. The proposed scheme was targeted to offer an improved security measure in VLC through tracking the legitimate receiver (i.e. via face recognition) and using the feedback to steer the focused light onto the targeted device. The joint use of focusing and steering features allows for the legitimate receiver to roam within the room while enjoying the improved secrecy due to focused light. The secrecy capacity for the demonstrated approach was also calculated, which compares favorably to a number of jamming, spatial modulation and beam-forming counterparts. The presented actuator can be used with larger room dimensions, yet up-scaling to larger illumination units will require the use of a lens having a smaller focus to achieve a larger total steering angle. This thesis is composed of five different chapters. The concepts of visible light communication and light fidelity (Li-Fi) are introduced with a thorough literature review in the first chapter, while the techniques used in the thesis are also defined and presented. In the second chapter, the design of the actuator is described through definite computer-aided design (CAD) models and finite element analysis (FEA) simulations, while the experimental setup is also presented. Meanwhile, the demonstrations and the measurement results from the beam-steering operation of the actuator are presented in the third chapter. Then, the discussion section, based on the secrecy improvement through the use of the actuator and the up-scaling of the actuator to real-world dimensions, is presented in the fourth chapter. Finally, the fifth chapter presents the conclusions and further future work based on the actuator. Also, the details regarding the experiments conducted in Chapter 3, some of the designs of the actuator that were changed in order to obtain the final prototype and some discussion based on the mechanical stress on the actuator caused by the weight of the lens are presented in the Appendix section.
4 channel configurable constant-current/voltage mode biphasic implantable neurostimulator ASIC with channel centric active charge balancer

(Graduate School, 2022-03-02) Cakalı, Anıl ; Karalar, Tufan Coşkun ; 504161229 ; Electronics Engineering

Electrical stimulation is a technique that let inhibition or exhibition neuron activities with charge injection to a target tissue. Neural stimulators are used as a treatment method for diseases and the restoration of dysfunctional organs. Sacral Nerve Stimulation that is used for the treatment of bladder and urinary functions, Deep Brain Stimulation (DBS) that is used for the treatment of diseases such as Parkinson's disease, epilepsy, tremor, depression, and obsessive-compulsive disorder, Spinal Cord Stimulation that is used for the treatment of chronic pain syndrome, Retinal Stimulation that is used for recovering visual functions and Cochlear Stimulation that is used to recovering of hearing functions are some of the application fields of electrical/neural stimulation. Considering application fields, most neurostimulator/neuromodulation devices are implanted in the human body. These devices are battery-powered devices that have long battery life, because of that an Application Specific Integrated Circuit (ASIC) is needed for implantable applications considering application specifications like target nerve, power consumption and output properties. Neurostimulators interface with target neurons by using electrodes. Charge accumulation on an electrode-tissue interface may cause Ph variation of electrolyte, toxic surface creation between electrode-tissue interface and variation of electrode-tissue impedance. Most importantly, it may cause permanent nerve damage. Using biphasic stimulation and active charge balancer structure together is the preferred method to achieve ideally zero net charges on the target tissue. Constant-current stimulation, constant-voltage stimulation or constant-charge stimulation methods are presented in the literature. Constant-current stimulation is the safest stimulation method. Ideally, zero net charge on tissue may be achieved by controlling anodic and cathodic current amplitudes and durations in a biphasic manner. For constant-voltage stimulation, the amplitude of current that flows through the electrode-tissue interface is determined by the impedance of the electrode-tissue interface. Due to that reason, it is not easy to control transferred charge to tissue. Constant-charge stimulation is a useful method to achieve charge balancing by using switch-capacitor structures. The disadvantage of constant-charge stimulation is that it needs larger capacitors that cause some difficulties with on-chip implementation. In literature, neurostimulator ASICs are designed for only constant-current mode stimulation or only constant-voltage mode stimulation. Similarly, most charge balancer circuits are designed for just constant-current mode stimulation or constant-voltage mode stimulation. In this work, a novel active charge balancing scheme that works with both constant-current mode and constant-voltage mode for monopolar/bipolar/tripolar/quadripolar electrode polarities is proposed. Furthermore, a novel channel circuit and novel channel centric active charge balancer circuit topologies that support both constant-current and constant-voltage stimulation mode in the same structure are developed. Constant-voltage mode stimulation is considered the standard technique of DBS applications for a long time. On the other hand, constant-current mode stimulation is emerging as an alternative solution for DBS applications. Supporting both constant-current mode and constant-voltage mode with active charge balancing makes this work appropriate for DBS applications. The purpose of this work is to increase the flexibility and safety of neurostimulators because this work allows switching stimulation mode after surgery and supplies active charge balancing for both stimulation modes for safety. Neurostimulator ASIC is constructed by 4 channels. Each channel consists of N-Block, P-Block and Channel Centric Active Charge Balancer. Each channel is configurable to supply ground, 10 V, 0-1 mA configurable sink current or 0-1 mA configurable source current in constant-current stimulation mode. Each channel is configurable to supply ground, 10 V, 1-5 V configurable low voltage or 5-9 V configurable high voltage in constant-voltage stimulation mode. N-Block circuit is designed to supply ground, 0-1 mA configurable sink current or 1-5 V configurable low voltage. P-Block circuit is designed to supply 10 V (as VDD), 0-1 mA configurable source current or 5-9 V configurable high voltage. Stimulation period, anodic phase time and interphase delay time are configurable parameters. Cathodic phase duration is not configurable because it is controlled by using outputs of Channel Centric Active Charge Balancer asynchronously. N-Block and P-Block circuits are similar to each other and complementary structures. The supply voltage of the stimulator circuit was chosen as 10 V to prevent headroom problems. Considering high voltage supply requirements, the Taiwan Semiconductor Manufacturing Company (TSMC) 0.18 um Bipolar-CMOS-DMOS (BCD) technology process was chosen. Relatively high biasing currents and enable/disable circuits were used for analog blocks to achieve higher performance with lower power consumption. The actual channel current is estimated by using differences of internal currents. Internal currents are mirrored to channel centric active charge balancer circuit to estimate channel current and use it for charge balancing. Timing setting resolution was chosen as 1 us. All analog blocks that are used in N-Block and P-Block were designed in Cadence Virtuoso considering timing, voltage and process constraints. DC, AC, transient and stability simulations were run to verify analog subblocks with Cadence Spectre. Transient simulations were run to verify constant-current stimulation mode and constant-voltage stimulation mode behaviors of N-Block and P-Block. Maximum current error results for constant-current stimulation, maximum voltage error results for constant-voltage stimulation and channel current estimation error results for both stimulation modes are given as simulation results. Channel centric active charge balancer was designed with Cadence environment. Transient simulations were run considering stimulation duration and current amplitude boundaries to verify functionality and determine performance with Cadence Spectre. Charge errors are presented as simulation results. Register Transfer Level (RTL) design of the stimulator controller was designed with Verilog Hardware Description Language (HDL). Synchronous state machines are used to implement the stimulator controller. Asynchronous digital circuits are used to handle outputs of active charge balancer circuits. The stimulator controller was synthesized by using Cadence Genus tool. Place and route process was performed by using Innovus tool. Digital blocks were integrated with analog blocks in Cadence Environment and Analog-Mixed Signal (AMS) simulations were run to verify the behavior of the neurostimulator ASIC for constant-current and constant-voltage stimulation modes with random test vectors. As a conclusion, 4 channel configurable constant-current/voltage mode biphasic implantable neurostimulator ASIC with channel centric active charge balancer was verified by using AMS simulations for both constant-current and constant-voltage stimulation modes. AMS simulation results show that the ASIC works functional and the proposed channel centric active charge balancing scheme is verified for both stimulation modes.
4 katlı bir hastane binasının üstyapısının konvansiyonel yöntemlerle ve sismik izolasyon yöntemiyle Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği 2018'e göre analizi

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2023-07-12) Ergenç, Fatih Furkan ; Çağlayan Özdemir, Pınar ; 501201014 ; Yapı Mühendisliği

Yapısal tasarımda göz önünde bulundurulması gereken en önemli etkilerden biri deprem kuvvetleridir. Özellikle güçlü yer hareketlerinin sık ve şiddetli olduğu bölgelerde mühendisler ve akademisyenler tarafından birçok farklı yöntem ve yapısal sistem geliştirilmiş, kullanılmış ve kullanılmaya devam etmektedir. Bu yöntemlerin en güncel ve en yeni teknoloji olanlarından birisi sismik yalıtım tekniğidir. Sismik yalıtım yöntemi, son zamanlarda depreme dayanıklı yapılar tasarlamada biz mühendislerin en etkili silahlarından biri olmuştur. Bu çalışmanın amacı 4 katlı bir hastane binasının konvansiyonel yöntemlerle ve sismik yalıtım yöntemiyle analiz edilip sonuçların karşılaştırılmasıdır. Tasarımların yapılması için iki farklı hesap modeli oluşturulmuştur. Bunlardan birincisi ankastre mesnetli bina olup çalışma kapsamında "Ankastre Mesnetli Bina" olarak, ikincisi ise sismik yalıtım uygulanan bina olup çalışma kapsamında "LRB Mesnetli Bina" olarak anılmıştır. Çalışma kapsamında üstyapı elemanlarına odaklanılmış olup altyapı elemanlarının tasarımı yapılmamıştır. Sismik yalıtım tekniği diğer yöntemlere göre daha yeni ve teknolojik bir yöntem olarak düşülebilir. Bu teknik, alışılagelmiş yöntemlerden farklı olarak depreme dayanıklı yapı tasarımı için yapının deprem dayanımını arttırmak yerine yapı üzerindeki deprem kuvvetlerinden oluşacak olan talebi azaltmaya dayanan bir tasarım yaklaşımıdır. Sismik yalıtım yönteminin hedeflerinden biri de binanın hakim titreşim periyodunu arttırarak binalar için tehlikeli bir durum olan deprem hareketi periyoduyla rezonans halinde bulunma durumundan binayı uzaklaştırmaktır. Sismik yalıtım uygulamak için kullanılabilecek farklı türde cihazlar vardır. Bunlardan kurşun çekirdekli elastomer ve eğri yüzeyli sürtünmeli yalıtım birimleri en yaygın olarak kullanılan iki yalıtım cihazı türüdür. Sismik yalıtım cihazlarının 4 temel fonksiyonu vardır. Bunlar yalıtım, düşey yüklerin taşınması, sönümleme ve yeniden merkezleme olarak sıralanmaktadır. Ancak her tür yalıtım cihazı bu temel fonksiyonların tümünü yerine getiremeyebilir. Bundan dolayı bazı yalıtım cihazları başka yalıtım birimleriyle veya ilave sönümleme cihazlarıyla birlikte kullanılmayı gerektirebilir Bu çalışma kapsamında yalıtım sistemini oluşturmak üzere farklı geometrik özelliklere sahip iki farklı kurşun çekirdekli elastomer mesnet kullanılmıştır. Kurşun çekirdekli elastomer cihazları katmanlar halinde kauçuk malzeme ve çelik plakalar, bunların çevrelediği merkezde bulunan bir kurşun çekirdek ve cihaz bileşenlerinin dış ortamla temasını kesmek maksadıyla yapılan bir dış kaplama ile tüm bunları alt ve üstten bir sandviç gibi arasına alan, cihazın bina üstyapısı ve altyapısıyla bağlantısını sağlayan başlık plakalarından oluşur. Cihazın katmanlı yapıya sahip olmasının nedeni yalıtım cihazına yüksek düşey rijitlik kazandırmaktır. Kauçuk malzeme, çelik plakalarla katmanlar halinde güçlendirilmediği durumda yüksek basınç kuvvetleri altında yanlardan şişkinlik yapacak ve düşey yükler altında rijit olmayan bir davranış sergileyecektir. Kurşun çekirdekli elastomer cihazların belirleyici özelliği ise cihazın merkezinde silindirik bir kurşun çekirdek bulunmasıdır. Bu kurşun çekirdek sayesinde sönümleme özelliği kazanılır. Cihazda yeniden merkezleme görevini ise kauçuk malzeme üstlenmektedir. Kurşun çekirdekli elastomer cihazlar doğrusal olmayan mekanik özelliklere sahiptir. Cihazın mekanik özellikleri hesaplanırken ilgili deprem seviyesinde cihazda oluşan deplasman değeri sonuçları doğrudan etkilemektedir. Bu deplasman değerinin hesaplanmasında ise cihazın mekanik özellikleri doğrudan etkin rol oynamaktadır. Bunun sonucunda tasarım mühendisi, tasarımda kullanılacak olan cihazı belirlerken bir deneme-yanılma hesap sürecine girmektedir. Yalıtım cihazının ön tasarımı yapıldıktan sonra nihai tasarımını sonuçlandırmak için zaman tanım alanında doğrusal olmayan hesap yöntemi kullanılmaktadır. Dolayısıyla ön tasarımda uygun cihazı seçmek, nihai tasarım sonucunda yalıtım cihazının uygun olmadığının anlaşılması ve hesapların baştan alınarak çokça vakit kaybedilmesini önlemek adına oldukça önemlidir. TBDY-2018'e göre sismik yalıtımlı bina tasarımında Bina Önem Katsayısı I=1 alınacaktır. Yapısal hesap modeli kurulurken yalnızca yalıtım birimlerinin doğrusal olmayan davranışa uygun olarak modellenmesi, altyapı ve üstyapı elemanlarının doğrusal elastik olarak modellenmesi mümkündür. Sismik yalıtımlı binaların tasarımında kullanılmak üzere TBDY-2018'de tanımlanan üç hesap yöntemi vardır. Bunlar Etkin Deprem Yükü Yöntemi, Mod Birleştirme Yöntemi ve Zaman Tanım Alanında Doğrusal Olmayan Hesap Yöntemi olarak sıralanabilir. Bu hesap yöntemlerinin uygulama koşulları mevcut olup her bina için her hesap yöntemini uygulamak mümkün olmamaktadır. Ancak Zaman Tanım Alanında Doğrusal Olmayan Hesap Yöntemi her durumda kullanılabilir. Çalışma kapsamında ele alınan binanın analiz ve tasarımı öncelikle konvansiyonel yöntemle yapılmıştır. Bu hesap yönteminde bina kolonları temel seviyesinden ankastre mesnetli olarak modellenmiştir. Bina taşıyıcı sistemi moment aktaran betonarme çerçevelerden oluşmaktadır. Deprem yüklerinin hesabı Mod Birleştirme Yöntemi kullanılarak yapılmıştır. Hesaplarda yalnızca düşey yükler (ölü yükler ve hareketli yükler) ve deprem yükleri göz önüne alınmıştır. Binanın analizi ve betonarme elemanların tasarımı TBDY-2018 uyarınca yapılmış olup yüksek süneklik kontrollerini de içeren çeşitli kontroller yapılmış, gerekliliklerin sağlandığı hesapla doğrulanmıştır. Bunun hesaplamalar sonucunda eleman boyutları olarak 70x70 cm2 ebatlarında kare enkesitli kolonların ve 40x70 cm2 ebatlarında dikdörtgen enkesitli kirişlerin yeterli olduğu bulunmuştur. Aynı binanın tasarımı daha sonra sismik yalıtım yöntemiyle de yapılmıştır. Ancak sismik yalıtım yöntemiyle hesapta farklı olarak 80 cm kalınlığa sahip bir izolasyon döşemesi ilave edilmiş ve kolonların altındaki ankastre mesnetler yerine yalıtım cihazlarını temsil etmek üzere doğrusal olmayan özelliklere sahip "link" elemanlar modellenmiştir. Ayrıca izolasyon döşemesinin altında da 150x150 cm2 ebatlarında ters kaideler modele eklenmiştir. Hesap modelinde yalıtım birimlerini temsil eden "link" elemanlar haricindeki tüm elemanlar doğrusal olarak modellenmiştir. Sistemin analizinde diğer yöntemde olduğu gibi Mod Birleştirme Yöntemi kullanılmıştır. Üstyapı elemanları için hesap yapılırken DD-2 deprem yer hareketi düzeyinde yalıtım birimlerine ait parametrelerin üst sınır değerleri, yalıtım birimleri için hesap yapılırken ise DD-1 deprem yer hareketi düzeyinde yalıtım birimlerine ait parametrelerin alt sınır değerleri kullanılmıştır. Bu iki durum karşılaştırıldığında yalıtım sistemi rijitliklerinin, dolayısıyla bina hakim titreşim periyotlarının önemli ölçüde farklılık gösterdiği görülmektedir. Yalıtım birimlerinin tasarımında kullanılan malzeme özellikleri ve cihaz geometrik özellikleri, kullanılan katalogdan elde edilmiş olup bazı değerlerin TBDY-2018'de verilen değerlerden farklı olduğu göze çarpmıştır. Yapıların modal analizi sonucunda elde edilen periyotlar kıyaslandığında, ankastre mesnetli bina periyotlarının X ve Y yönleri için sırasıyla 0.872 s ve 0.987 s olduğu, LRB mesnetli bina periyotlarının DD-2 depreminde yalıtım birimi parametrelerinin üst sınır değerleri için 1.348 s ve 1.395 s olduğu, ve yine LRB mesnetli bina periyotlarının DD-1 depreminde yalıtım birimi parametrelerinin alt sınır değerleri için 2.987 s ve 3.004 s olduğu görülmektedir. Tasarım sonuçları kıyaslandığında, LRB mesnetli bina tasarımında üstyapı elemanlarının boyutlarının küçültülemediği, hatta kolon boyuna donatılarının arttırılması gerektiği sonucuna ulaşılmıştır. Taşıyıcı sistem davranış katsayısının (R) göz önüne alınmasıyla elde edilen tasarım kuvvetleri altında, LRB mesnetli binada elde edilen taban kesme kuvvetleri ve üstyapı elemanlarının iç kuvvetlerinde azalma olmadığı, aksine ankastre mesnetli binaya kıyasla daha büyük değerler okunduğu görülmüştür. Ancak göreli kat ötelenmelerinin kontrolü TBDY-2018'de anlatıldığı gibi taşıyıcı sistem davranış katsayısı göz önüne alınmadan, yani R=1 ve I=1 kabul edilerek yapılmıştır. Bu doğrultuda elde edilen veriler, LRB mesnetli binadaki göreli kat ötelenmelerinin ve kat ivmelerinin ankastre mesnetli binaya kıyasla çok daha düşük olduğunu ortaya koymaktadır. Elde edilen bu bulgulara göre sismik yalıtım yönteminin kat ivmeleri ve göreli kat ötelenmelerini epeyce azalttığı, binanın kullanım konforunu oldukça olumlu yönde etkilediği, ancak üstyapı elemanlarının boyutlarında bir tasarruf yapmayı mümkün kılmadığı sonucuna varılmaktadır. Bu bağlamda bina kullanımındaki hassasiyetin önemli görüldüğü yüksek ehemmiyetli yapılarda sismik yalıtım yönteminin uygulanması isabetli bulunmuştur. Ayrıca TBDY-2018'e göre iki farklı yöntemle tasarım yapılırken aynı bina için tanımlanan bina performans hedeflerinin farklı tasarım yöntemleri için farklılık gösterdiği (Kesintisiz Kullanım ve Kontrollü Hasar) ve bu iki tasarımda bina kullanım amacının değişmediği de bulgular arasındadır. Yapılan çalışma kapsamında elde edilen sonuçlar değerlendirilirken, bu sonuçların çalışmada ele alınan bina özelinde elde edildiği, farklı özellikteki binalar için daha farklı sonuçlara ulaşılabileceği ihtimali unutulmamalıdır.
4.5G frekanslarında çok bantlı geniş geliş açısı aralığında etkili yeni bir frekans seçici yüzey tasarımı

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022-07-18) Balta, Şakir ; Kartal, Mesut ; 504132311 ; Telekomünikasyon Mühendisliği

Dünyada artan nüfüs ve gelişen teknolojiyle birlikte hücresel kablosuz sistemlerinin kullanımı artmakta, kısıtlı miktardaki frekans bantlarının yoğun bir şekilde kullanımı dolayısıyla artan işaretler arası girişimler, birçok hassas elektronik aygıtın çalışmasını etkileyebilmektedir. Bunun yanında, bu frekansları önlemeye yönelik herhangi bir sistem olmaması nedeniyle insanlar, günlük hayatlarında, evde, ofiste, her an her yerde bu frekanslara maruz kalmakta, bunun neticesinde sağlıklarını kaybederek yaşam kaliteleri düşebilmektedir. Bu nedenlerle böylesi sorunlara bir çözüm olabilmesi açısından bu tezde yer verilen çalışmalarla imalatı kolay, maliyeti düşük ve geniş bir kullanım alanına sahip olabilecek frekans seçici yüzey (FSY) kaplama ürünlerinin geliştirilmesi, teknolojinin insan sağlığına verebileceği zararların önlenerek insan yaşam kalitesinin artırılması açısından önemlidir. Günümüzde dünyada mobil haberleşme alanında IMT Advanced, ülkemizde de kısaca 4.5G olarak bilinen ve 800, 900, 1800, 2100 ve 2600 MHz frekans bantları içeren mobil haberleşme sistemi kullanılmaktadır. Tezin ana amacı bu frekans bantlarını engellemektir. Bu frekansların engellenmesi ile radyo dalgalarının insan sağlığına olan etkileri azaltılacak, mobil haberleşmenin olmasının istenmediği yerlerde bir engelleyici olarak kullanılabilecek, bunun yanında farklı frekanslardan gelecek işaretler arası girişimler de engellenebilecektir. Diğer bir amacımız da bir yandan bu frekansları engellerken, bir yandan da belirttiğimiz frekanslar aralığında kalan, ancak günlük hayatta oldukça yoğun kullanım alanı olan, örneğin 2.4 GHz kablosuz ağlar gibi serbest frekans bantlarını da engellememektir. Yakın gelecekte nesnelerin interneti kullanımı ile birlikte kablosuz ağların çok daha yoğun olarak kullanılacağı düşünüldüğünde, sadece ilgili frekansları engelleyen ama kablosuz ağları engellemeyen bu çalışmanın önemi giderek artacaktır. Bu nedenle yürüttüğümüz tez kapsamında, 4.5G frekans bantlarında oluşan radyo dalgalarını engelleyen aynı zamanda diğer frekans bantlarında herhangi bir engelleme yapmayan, bant durduran filtre görevi görecek yapısal yüzey malzemesi tasarlamak, bunun yanında bu frekans bantlarında ortaya çıkan işaret girişim etkilerini en aza indirmek hedeflenmiştir. Bunlara ek olarak çalışmayı yaparken tasarlanan FSY'lerin mümkün olduğunca farklı geliş açılarında etkinliğini koruması amaçlanmıştır. Bu malzemenin, durdurma bandında iletim katsayısının (S_21) minimum -10dB, iletim bandında iletim katsayısının (S_11) 0dB'e yakın bir değerde olması ve ayrıca elektromagnetik dalganın farklı geliş açılarında, ve farklı polarizasyonlarında da amaçlanan frekans karakteristiklerini sağlaması hedeflenmiştir. FSY'lerin frekans karakteristiği yüzeyi oluşturan periyodik eleman geometrilerine bağlı olduğundan çok çeşitli eleman geometrileri literatürde incelenmiştir. Benzer biçimde periyodik eleman geometrilerinin üzerine baskısının gerçekleştirildiği dielektrik tabakaların da yüzeyin frekans karakteristiği üzerine etkileri bulunmaktadır ve bu etkiler literatürde ayrıntılı olarak incelenmiştir. Tez çalışmasında FSY'lerin analiz yöntemleri de incelenmiştir. Dalga denkleminin analitik çözümü sadece bazı basit FSY geometrileri için görülmüştür. Dalga denkleminin diğer bütün FSY geometrileri için çözümü sadece sayısal çözüm yöntemleri ile elde edilebildiği görülmüştür. Bilgisayar teknolojisindeki hızlı gelişmeyle beraber sayısal analiz yöntemleri bu konuda uygulama alanı bulmaya başlamıştır. FSY geometrilerinin analizlerinde Sonlu Farklar Metodu (Finite Difference Time Method), Sonlu Eleman Metodu (Finite Element Method), Momentler Metodu (Method of Moments) gibi sayısal çözüm yöntemlerinin kullanıldığı, bunun yanında Eşdeğer Devre Modeli'nin de FSY yüzey analizlerinde kullanıldıkları literatürde görülmüştür. Yukarıda belirtilen sayısal analiz yöntemleri içinde tasarım aşamasında belirlenen FSY'lerin analizleri "Sonlu Elemanlar Metodu" ile gerçekleştirilmiş ve ilgilenilen frekans aralığında iletim ve yansıma katsayıları hesaplanmıştır. Ansoft HFSS programı "Sonlu Eleman Metodu" ile bu tür yapıların analizlerini yapabilmektedir. FSY'lerin eniyilemesi HFSS programında eşdeğer devre yönteminin yansıması ile, programın parametrik analiz özelliği kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Tez aşamasında bu programdan aktif olarak faydalanılmıştır. Tasarımlarda mümkün olan en az sayıda rezonans ile frekans bantları arasındaki girişimler azaltılmaya çalışılarak, birden fazla frekans karakteristiğine sahip olan üç farklı tasarım geliştirilmiştir. Bunun yanında da durdurmak istenilen frekansların haricinde kalan çalışma frekanslarını engellememek amacıyla mümkün olan en dar durdurma bantlarını sağlayan, oldukça keskin kenarlı bant durduran filtreler oluşturulması için çaba harcanmıştır. Tüm bunları yaparken tasarlanan FSY'lerin mümkün olduğunca farklı geliş açılarında ve farklı polarizasyonlarda etkinliğini koruması hedeflenmiş, bu amaçla simetrik ve dalga boyuna göre çok küçük boyutlardaki geometriler kullanılmıştır. Birden fazla bandı durduran FSY tasarımlarında karşılaşılan en büyük problemlerden biri herbir frekans bandı için tasarlanan farklı geometrilerin birbirlerine olan girişim etkileri olmuştur. O nedenle birçok geometri üzerinde araştırmalar yapılmış ve problemin çözümü için farklı yaklaşımlar getirilmiştir. Tasarımlarda düşük maliyetli ürün geliştirmek amacıyla, 1mm kalınlığında, dielektrik sabiti 4.54 ve kayıp tanjant değeri 0.02 olan tek katlı FR4 tabaka üzerinde gerçeklenmiş, radyo frekanslarına FR4 tabakanın tepkisi kötü olmasına rağmen istenilen hedefler gerçekleştirilebilmiştir. Tasarımların analizleri ve eniyileştirme çalışmaları Ansoft HFSS programında yapılmış, yüzey akım yoğunluk grafikleri çıkarılarak herbir frekans bandı için geometrilerin etkinlikleri gösterilmiştir. FR4 tabakalar üzerine gerçeklenen tasarımların ölçümleri alınmış ve benzetim sonuçlarıyla karşılaştırılarak tasarımlar doğrulanmıştır. Geniş bir literatür taraması yapılmış ve 4.5G frekansları üzerinde etkin olan, çoklu rezonans gösteren böyle bir çalışmaya literatürde rastlanmamıştır. Bu çalışma bu alanda yapılmış ilk ve tek başarılı çalışma olması nedeniyle litaratüre katkı sağlamıştır.
4D printing of body temperature responsive hydrogels with self-healing and shape-memory abilities

(Graduate School, 2024-06-25) Aydın, Gamze ; Okay, Oğuz ; Abdullah, Turdimuhammad ; 515211007 ; Polymer Science and Technology

The power of additive manufacturing (AM), also known as three-dimensional (3D) printing, is being continuously expanded by researchers who are pushing the boundaries of this transformative technology. This technique, which is a cornerstone of the fourth industrial revolution allows for the creation of complex, customised objects directly from computer-aided designs. In recent years, a revolutionary advancement within AM has emerged: four-dimensional (4D) printing. 4D printing integrates smart materials with 3D printing, enabling objects to change properties over time. The fourth dimension in the name refers to the time parameter, which arises from the change in the properties of the printed material over time. Leveraging the inherent design freedom and moldless fabrication of 3D printing, this thesis utilized stereolithography, a high-precision photopolymerization technique, for rapid, low-volume, and customized manufacturing applications. In this thesis, a hydrophobic hexadecyl acrylate (C16A) and hydrophilic N, N-dimethyl acrylamide (DMAA) and methacrylic acid (MAA) monomers were polymerized in the presence of diphenyl (2,4,6-trimethylbenzoyl) phosphine oxide (TPO) photoinitiator using a commercial stereolithography (SLA) device without any solvent or crosslinker. In this wise, the possible toxic side effects of solvent and chemical crosslinker were avoided which are critical concerns for a potential medical application. Among the materials employed in 4D printing, smart hydrogels are highly promising. Hydrogels are particularly attractive for biomedical applications due to their biomimetic properties, which enable them to resemble the structure and function of natural tissues. However, traditional hydrogels exhibit shortcomings, including low mechanical strength and slow response times. Consequently, the development of printable hydrogels that are mechanically robust, capable of actuation at body temperature, and capable of maintaining their actuated form represents a key area of ongoing research. In this study, mechanical characteristics of hydrogels were enhanced by the synergic effect of hydrophobic interactions in C16A and hydrogen bonding in between DMAA and MAA monomers. The mechanical behavior of these physically crosslinked hydrogel was governed by the DMAA:MAA mole ratio, denoted as x_DMAA. Rapid temperature-induced actuation were also achieved successfully in less than 30 seconds. These actuations were based on the melting of the hydrophobic domains formed by the C16A units.
4x4 askeri araçlar için bütünleşik klima tasarımı

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2022-06-16) Zengin, Barbaros Bahadır ; Böke, Yakup Erhan ; 503181102 ; Isı-Akışkan

Bu tez çalışmasında, 4x4 tekerlekli MRAP sınıfı araçlar için klima sistemi tasarımı konusu ele alınmıştır. Bu tip askeri araçlarda, mürettebatın zamanının önemli bir kısmını araç içerisinde geçirdiğinden, araç içi termal konfor şartlarının, mürettebatın hareket kabiliyeti ve araç içi ekipmanların üzerinde önemli etkisi olduğundan dolayı, iklimlendirme sistemi, askeri araçlardaki önemli sistemlerden biri olarak öne çıkmıştır. Bununla birlikte, klima sisteminin oluşturduğu hacmin, hem mürettebat hareket alanı hem de diğer ekipmanların konumlandırılması açısından önem arz ettiği belirtilmiştir. Otomotiv klima sistemlerinin genellikle, ısıtma ve soğutma sistemi olarak iki ayrı sistemden oluştuğuna değinilmiştir. Bu iki sistemin aracın içersinde önemli bir hacim işgal ettiği anlaşılmıştır. 4x4 askeri araç içerisinde soğutma ve ısıtma sistemini, iki ayrı sistem olarak kullanmak yerine bütünleşik tek bir sistem olarak kullanmanın önemli bir hacim kazanımı sağlayacağı belirtilmiştir.
5G uygulamaları için dairesel polarizasyonlu ve metayüzeyli mikroşerit MIMO anten tasarımı

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2023) Koçer, Mustafa ; Günel, Murat Tayfun ; 782952 ; Telekomünikasyon Mühendisliği Bilim Dalı

Bu tez çalışmasında, 6 GHz altı 5G frekans spektrumuna yönelik n78 bandı olarak adlandırılan 3.3-3.8 GHz frekans aralığında 4x4 çok girişli çok çıkışlı bir anten tasarımı hedeflenmiştir. Öncelikle çok girişli, çok çıkışlı anten tasarımında kullanılacak olan mikroşerit anten tasarımı gerçekleştirilmiştir. Mikroşerit antenin dairesel polarizasyonda çalışması için kare yama tercih edilmiştir. Tercih edilen kare yamanın köşelerinde sol el dairesel polarizasyona yönelik kesik daire ve kesik üçgen kullanılmıştır. Yapılan tasarımlara göre köşelerinden kesik daire kullanılarak yapılan mikroşerit anten tasarımı kesik üçgen kullanılarak yapılan tasarıma göre daha iyi sonuç vermiştir. Sol el dairesel polarizasyona yönelik köşelerinde kesik daire oluşturularak tasarlanan mikroşerit antenin performansını artırmak için üzerine hava boşluğu olmadan 4x4 metayüzey yerleştirilmiştir. Böylece metayüzeyin oluşturduğu yüzey dalgalarının kesim frekanslarında mikroşerit anten rezonansa girmiştir. Mikroşerit antenin istenilen yansıma katsayısı ve eksenel oranı aşağı frekansta (3.4 GHz) iken metayüzeyin yüzey dalgaları yukarı frekanslardadır (3.9-4 GHz). Bu sayede anten geniş bantta çalışmaktadır. Kullanılan metayüzey sayesinde FR-4 alttaş malzemesi ile tasarlanan bu antenin verimliliği, kazancı artmıştır ve geniş bantta dairesel polarizasyonda çalışması sağlanmıştır. Ayrıca mikroşerit yama antenin ortasında çapraz yarık oluşturularak metayüzeyli mikroşerit anten daha düşük yansıma katsayısına sahip olmuştur. Metayüzeyli mikroşerit antenin tasarımında kullanılan alttaş malzemesinin kalınlıkları ve kullanılan alttaş malzemesinin performansa etkileri incelenmiştir. Ayrıca tasarımda kullanılan 4x4 metayüzeyin köşelerinden kesik daire şekli oluşturularak antenin dairesel polarizasyon bant genişliği artırılmış ve daha geniş bantta yüksek kazanç elde edilmesi sağlanmıştır. TLC-32 alttaş malzemesi kullanılarak tasarlanan metayüzeyli mikroşerit anten ile 6 GHz altı 5G uygulamalarına yönelik 3.3-3.8 GHz' te dört kapılı (iki kapı sağ el dairesel, iki kapı sol el dairesel polarizasyon) olacak şekilde MIMO anten tasarımı gerçekleştirilmiştir. Tasarlanan MIMO antenin 1. ve 3. kapıları sol el dairesel polarizasyona yönelik iken 2. ve 4. kapıları sağ el dairesel polarizasyona yöneliktir ve her kapı kendi aralarında 90° döndürülerek tasarlanmıştır. MIMO antenin izolasyonunu artırmak için MIMO antenin ortasında alttaşa entegreli dalga kılavuzu yapısı kullanılmıştır. Buna ek olarak mikroşerit anten katmanına ve metayüzey katmanına parazitik elemanlar eklenmiştir. Böylece tasarımı gerçekleştirilen MIMO anten yüksek izolasyonlu ve kapılarının hepsi yüksek kazançlı olacak şekilde dairesel polarizasyonda çalışmaktadır.
6 Şubat depreminin Türkiye'nin Hatay ili yeraltı su seviyelerine etkisi

(Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2025-01-23) Yurtsever, Aydın Kadri ; Dabanlı, İsmail ; 517051012 ; Kıyı Bilimleri ve Mühendisliği

Ülkemizde yaşayan herkesin bildiği ancak o an gelene kadar görmezden geldiği deprem gerçeği 6 Şubat günü kendini bir kez daha unutulmayacak şekilde hatırlatmıştır. Art arda yaşanan iki büyük deprem; dünya genelinde ender görülen ikili bir deprem olayı olup, Türkiye'nin 11 ilinde çok şiddetli hissedilmiş; on binlerce can kaybına, yüz binlerce kişinin yaralanmasına ve binlerce binanın yıkılmasına ya da kullanılamayacak kadar hasar görmesine neden olmuştur. Bu denli etkili ikili depremin yaşandığı durumda, bölgenin hidrojeolojik özelliklerinde birtakım değişikliklere yol açması kaçınılmazdır. Okyanuslara kıyımızın olmaması ve 6 Şubat depreminin karasal bir deprem olması nedeniyle, deniz sularının seviyesinde belirgin bir değişiklik beklenmemektedir. Ancak, yer altı su kaynakları için bunu söylemek mümkün değildir. Nitekim, deprem bölgesinde gözle görülür birçok değişiklik de meydana gelmiştir. Bunlardan bazıları; sıvılaşma etkisi altında kum kaymaları, kum fışkırmaları, yeni kaynak oluşumları ve yapıların sıvılaşma etkisi altında konsolidasyonu ile yıkılması olarak etkisini ortaya koymuştur. Bazı bölgelerde ise; kaynak sularının rengi değişmiş, bazılarının debileri artmış, bazılarınınki ise azalmıştır. Bazı yerlerde su kuyularının su seviyelerinin düştüğü, bazılarının ise arttığı, bir kısmında ise kuyuların ve su kaynaklarının kuruduğu gözlenmiştir. Buna bağlı olarak, yer altı su seviyesinde düşme, ya da tam tersi su seviyelerinde yükselme yaşandığı, görülmüştür. Sık rastlanmayan ikili deprem durumunda, Hatay İli içerisinde bulunan, deprem anında veri okuması yapabilen ve tarafımızdan verilerine ulaşılabilen 4 adet su kuyusu üzerinden yapılan değerlendirme neticesinde deprem ve yeraltı suları arasındaki ilişki araştırılmıştır. Saptama yapılan su kuyularındaki su seviyelerinin deprem anındaki davranışları irdelenmiş ve aralarında herhangi bir korelasyon olup olmadığı araştırılmıştır. Yapılan hesaplamalar ve değerlendirmeler neticesinde, jeolojik yapının ve akifer kaynaklarına yakınlığın su kuyularında meydana gelen dalgalanmalardaki en büyük etken olduğu, ortaya çıkmıştır. Ayrıca kuyu suyu seviyelerindeki değişimlerin deprem anından dakikalar öncesinde tespit edilebileceğine dair önemli sayısal veriler elde edilmiştir.

Sustainable Development Goal "Goal 9: Industry, Innovation and Infrastructure" ile 'a göz atma

Sayfa başına sonuç

Sıralama Seçenekleri