İşletme Mühendisliği

Bu koleksiyon için kalıcı URI


Son Başvurular

Şimdi gösteriliyor 1 - 4 / 4
  • Öge
    Thermal hydraulics analysis of ITU TRIGA MARK II Research Reactor with 3D computational fluid dynamics simulation
    ( 2020-07-20) Kutbay, Feride ; Senem, Şentürk Lüle ; 0000-00018491-2530 ; Nükleer Araştırmalar Lisansüstü Programı - Yüksek Lisans
    Research reactors on the contrary to power reactors are not used for energy production. However, they play a key role for development of nuclear science and technology and contribute the development of power reactors. In this regard, the primary use of research reactors is to provide a neutron and gamma source through in core and out core positions for research or sometimes for commercial purposes such as radioisotope production. The other important contribution of them is on code development and validation. Indeed, they provide a connection between computational tools and experimental data therefore help the development of codes that are used for design and analysis of nuclear power plants. From the technical point of view, research reactors are smaller and simpler than power reactors. They usually operate at low temperature and low pressure conditions. In addition, they may contain highly enriched uranium. The energy from fission must be transferred from the fuel to a coolant. The cooling is generally based on natural convection for the low power research reactors whereas the high power research reactors need forced cooling. Developed by General Atomics, ITU TRIGA Mark II research reactor reached first criticality on March 11, 1979 and serves for training, education, neutron activation, gammagraphy, neutrongraphy, and irradiation. ITU TRIGA Mark II is a 250 kW open pool type research reactor housed in a hexagonal structure providing both structural integrity and biological shield. It can pulse up to 1200 MW for short periods of time. The fuel is specially designed to provide inherent safety to the reactor. Uranium Zirconium Hydride (UZrH) fuel material is in stainless steel cladding. Throughout the core graphite is heavily used for several purposes. There are three beam ports (out-core), central thimble, and pneumatic system (in-core) for irradiation. The reactor control is accomplished by three control rods and reactivity feedbacks. The general objective of nuclear reactor safety is to protect the safety barriers especially fuel clad integrity which is called the second barrier of defense in depth concept (first barrier being fuel material itself). Several criteria introduced to protect the system. Safety analysis are performed to make sure that these criteria met for normal operation and accidents. Therefore, the safety analysis of nuclear reactors is the most important aspects in the design and safe operation. The main scope of this thesis is to provide highly accurate 3D solution for neutronics and thermal hydraulic phenomena in ITU TRIGA Mark II research reactor. Since the governing physics of these phenomena are coupled, two solution models based on the governing physics principle should be performed integrally. In this way, the nuclear data and core parameters such as material temperatures, especially the fuel temperature, and coolant density are calculated as precisely as possible thanks to 3D conjugate heat transfer modelling. The first analysis performed in this thesis is neutronic analysis. It was performed using Monte Carlo code MCNP 6.2. In this regard, the MCNP 6.2 neutronic model with full core structure (fuel elements, graphite dummy elements, irradiation channels, neutron source element, control rods, thermal column, beam tubes, graphite reflector, and concrete shielding) generated by Asst. Prof. Dr. Senem Şentürk Lüle was modified according to the needs of this thesis. The neutronic calculations were performed with ENDF/B-VII data libraries for continuous energy interactions and S(α,β) kernel scattering tables to treat low energy (< 4 eV) thermal scattering contribution for Hydrogen in Zirconium Hydride (ZrH) and H2O moderation materials. In order to perform thermal hydraulic simulations, the axial distribution of volumetric heat generation at 250 kW power in each fuel element is necessary. In this regard, cell averaged flux (F4) and superimposed mesh tally (FMESH) features of MCNP code were employed. A second order polynomial was obtained by curve fitting to acquire the axial variation of volumetric heat generation in fuel elements and heat flux at the surface of each fuel elements. These polynomial functions were then inserted as a thermal boundary condition by using UDF feature of FLUENT commercial computational fluid dynamics code for thermal hydraulic calculations. The second analysis in this study is thermal-hydraulic analysis. The detailed geometry that included pool and core structure was generated to simulate fluid dynamics / heat transfer. However, preliminary simulations showed that this representation was time demanding due to large computational domain. Therefore, the thermal hydraulic investigation had been performed in two separate stages to reduce the computational cost. At first stage of thermal-hydraulic analysis, the TRIGA pool was modelled by FLUENT version 18.2 to analyze natural convection circulation under steady-state full power operating condition and to predict velocity field and pressure distribution in the core which will be used in the second stage of the thesis. All the components in the core (fuel elements, graphite reflector, thermal column and top and bottom grid plates) were modeled in detail. The calculated coolant temperatures were compared with experimental data from the literature. The results are in good agreement. Furthermore, the effect of grid plates on cooling performance and velocity streamlines in the pool tank was investigated by creating another pool model without grid plates. The grid plate sensitivity analysis showed that grid plates do not have significant influence on temperature distribution. Whereas, the velocity field of pool is reasonably affected from top grid plate. The existence of grid plates reduces coolant velocity at the core exit. As a result, it can be said that the grid plates play role in reduction of dose at top of the pool since they increase the rise time of activation product Nitrogen-16. At second stage of thermal-hydraulic analysis, only the part inside the reflector was modelled to perform conjugate heat transfer. Therefore, this stage is called as the core model. In this model, heat conduction in fuel elements and natural convection was performed by FLUENT code. The core model was validated and verified with fuel temperature results from instrumented fuel elements at 250 kW power recorded in the logbook of ITU TRIGA Mark II research reactor. The benchmarking showed that, the percent error between simulation and experimental results are below 1 % indicating excellent agreement. Furthermore, the pool boiling phenomenon had been numerically investigated in the core. According to temperature distribution in the core, the pool boiling curve indicates that the overall flow regime in the core is in single phase or at convective stage. However, the bubble formation occurs locally at some locations on the central fuel elements. The subcooled boiling regime arises at these points. Finally, the effect of thermal hydraulic parameters on neutronic behavior had been investigated by upgrading the density and temperate of coolant and temperature of fuel elements in MCNP neutronic model according to results of thermal-hydraulic analysis. In this regard, it can be said that the decrease in density of coolant and increase in fuel temperature inserts negative reactivity in the core due to reduction in moderation and Doppler Broadening, respectively. Unlike previous thermal hydraulic studies that had been performed with major simplifications such as having only 1D, no flow restriction namely no form losses, and no crossflow effects, this thesis offers 3D, fully detailed, validated, and verified neutronic and thermal hydraulic solution. The radial and axial temperature distributions in all 69 fuel elements were provided together with coolant temperature distribution in the tank. Furthermore, modelling of grid plates is out of ordinary since it is usually not performed to provide simplicity.
  • Öge
    Kentsel etkileşim tasarımı için disiplinler ötesi bir deneme
    (İTÜ Fen Bilimleri Enstitüsü, 2020-08) Yaşin, Çisem Çildir ; Koramaz, Turgay Kerem ; Urban and Regional Planning ; Şehir ve Bölge Planlama
    Kentlerin geçirdiği dijital dönüşüm sürecine paralel olarak, kentlerdeki fiziksel çevreler çeşitli verilerin toplanmasına imkan veren yaygın ve gömülü teknolojilerle donatılmış durumdadır. Özellikle, bilgi ve iletişim teknolojilerinin (Information and Communications Technology, ICT) günümüzde geldiği son nokta olarak da ifade edebileceğimiz, Nesnelerin İnterneti (Internet of Things, IoT) teknolojisi ile, kentlerdeki statik etkileşimlerin yerini giderek daha dönüşlü ve dinamik etkileşimler almaya başlamıştır. Buna rağmen, söz konusu teknolojilerin kent ve kentli arasında ne tür yeni etkileşim biçimleri doğurabileceği ya da bu etkileşimlerin nasıl daha kentli odaklı tasarlanabileceği ile ilgili henüz yeterli bir çalışma bulunmamaktadır. Kentsel Etkileşim Tasarımı, fiziksel çevrelerin dijital veri alanlarıyla birleşmesinin bir sonucu olarak; ağ bağlantılı birey ve topluluklar ile kentler arasında, farklı gerekçelerle kurulabilecek olası etkileşimlerin ve bu etkileşimler yoluyla kentsel mekanda yaratılabilecek yeni deneyimlerin keşfine uğraşan bir çalışma alanı olarak karşımıza çıkmaktadır. Planlama, kentsel tasarım, mimarlık, sosyoloji gibi çeşitli disiplinlerden araştırmacılar tarafından yürütülen, insanların kentle olan etkileşimini konu alan daha önceki çalışmalarda; bireylerin kentsel mekanda sergiledikleri davranış ve aktivite örüntüleri, geçirdikleri bilişsel süreçler ve mekanı algılama biçimleri gibi konulara odaklanıldığı görülmektedir. Diğer taraftan, insanların çevreleriyle girdikleri etkileşimlere ek olarak, İnsan – Bilgisayar Etkileşimi (Human – Computer Interaction, HCI), Etkileşim Tasarımı (Interaction Design) ve Kullanıcı Deneyimi Tasarımı (User Experience Design, UXD) gibi çalışma alanları kapsamında; insanların makinelerle, bilgisayarlarla, ürünlerle ve kendilerine sunulan çeşitli hizmetlerle girdiği etkileşimleri inceleyen uygulama ve araştırma faaliyetleri yürütülmektedir. Kentsel etkileşimlerin tasarlanması esnasında, geleneksel planlama ve tasarım yaklaşımlarının yanı sıra, insan ve teknoloji etkileşimi ile ilgili konular üzerine çalışan diğer disiplinlerin yöntem ve yaklaşımlarının da dikkate alınması mümkündür. Böyle bir durumda, ürün ve dijital hizmetler odağında geliştirilen mevcut yöntem ve yaklaşımların kentin karmaşık ve çok katmanlı yapısına adapte edilmesi gerekmektedir. Kentsel etkileşim tasarımı süreçleri dahilinde, motivasyon ve katılım aracı olarak kentsel oyunlu süreçler de ele alınabilmektedir. Oyun dinamiklerinin farklı biçimlerde ve oranlarda dahil edildiği etkileşim biçimleri, sunulan ürün ve hizmetler ile ilgili daha etkili bir kullanıcı ve mekan deneyimi tasarlanmasına olanak tanımaktadır. Kentsel etkileşimler kurgulanırken, her ne kadar, çalışma bağlamının ve ölçeğinin değişkenliği sebepleriyle disiplinler arası tasarım süreçlerine ihtiyaç duyulsa da; farklı disiplinlerden uzmanların bir arada bulunamadığı durumlarda, araştırmacının kendi uzmanlık alanının sınırları dışına çıkarak konuyu disiplinler ötesi bir anlayışla ele alıyor olması beklenmektedir. Tez çalışması kapsamında, kentsel etkileşim tasarımının bu yönüyle ele alınabileceği bir araştırma kurgusu üzerine düşünülmüştür. Buna göre çalışma dahilinde, ilk olarak, kentsel etkileşim tasarımının ortaya çıkışında öncü sayılabilecek – temelinde insan ve teknoloji arasındaki diyaloğu konu alan – çalışma alanları hakkında bilgi verilmiştir. Sonrasında, kentsel etkileşim tasarımı kavramının tanımı, biçimleri ve uygulama örnekleri aktarılmıştır. Çalışmanın özgün bölümünde, kentsel etkileşim tasarımı için bir süreç önerisinde bulunulmuş ve bu sürecin parçası olarak farklı uzmanlıklarda araştırmacıların katılımıyla, çevrimiçi bir fikirleme çalıştayı gerçekleştirilmiştir. Çevrimiçi çalıştay sonunda katılımcılar tarafından sunulan etkileşim önerileri, tez çalışması kapsamında kentsel etkileşim biçimlerinin sınıflandırılması için önerilen dört temel değişken üzerinden değerlendirilmeye çalışılmıştır. Katılımcılara yapılan ön sunuş esnasında aktarılan çalıştay beklentileri içerisinde; tasarlayacakları etkileşimlerin 'yerinde' gerçekleşiyor olmasının istendiği ifade edilmiştir. Buna göre öneriler, geri kalan üç değişken üzerinden incelendiğinde; katılımcıların hemen hemen hepsinin, farklı gerekçelerle, oyunlu, bilgi teknolojilerinden yararlanan ve somut etkileşimler kurgulama eğiliminde olduğu görülmüştür. Ayrıca, çalıştay katılımcılarıyla birlikte kentsel etkileşim tasarımının kavramsallaştırılmasına yönelik olarak gerçekleştirilen anket çalışmasıyla; kentsel etkileşim tasarımı kavramının diğer disiplinlerle olan ilişkisi anlaşılmaya çalışılmış ve hedef kullanıcı gruplarının belirlenmesine yönelik alternatif bir süreç kurgusu denenmiştir.
  • Öge
    International Engineering and Technology Management Summit 2021– ETMS2021 Proceeding Book
    (Istanbul Technical University, Bahçeşehir University, 2021-09-16) Çebi, Ferhan ; Bolat, Hür Bersam ; Atan, Tankut ; Erzurumlu, Ömer Yaman
    The third INTERNATIONAL ENGINEERING AND TECHNOLOGY MANAGEMENT SUMMIT, organized jointly by Istanbul Technical University, Bahçeşehir University and American Society for Engineering Management (ASEM), was held on 16th – 17th of September 2021 fully virtual. While organizing our engineering and technology management summits, we aimed to contribute to identifying and finding solutions to business problems that arise in engineering applications and technology use. We wanted to serve the field by analyzing these problems and solutions by taking into account today's rapid changes and developments, discussing the future situation and creating, increasing and diversifying the necessary environments to accomplish them.
  • Öge
    Mühendislik ve Teknoloji Yönetimi Zirvesi: akıllı çağda mühendislik ve teknoloji yönetimi
    (İstanbul Teknik Üniversitesi ve Bahçeşehir Üniversitesi, 2018) İşletme Mühendisliği ; Çebi, Ferhan ; Bozbura, F. Tunç ; Gözlü, Sıtkı ; Bolat, Hür Bersam