595
Archived Theses
0
DOIs Assigned
0%
DOI Rate
Archived Theses
Film kaplama kalınlığının akort çatalı frekansına etkisi: Deneysel ölçüm ve dinamik hesaplamalar
İnce film düzeyinde malzemelerin kuantumsal düzeydeki özellikleri ortaya çıkmakta ve ince film kalınlığına bağlı olarak malzemelerin yapısal, optik ve elektriksel özellikleri değişmektedir. Bu kapsamda ince film kaplama kalınlığı yeni ve benzersiz özelliklere sahip malzemelerin geliştirilmesinde önemli bir rol oynamaktadır. Bu tez çalışmasında kuvars akort çatalı (QTF) ile film kalınlığının ölçümünün yapılabilmesi için yeni bir yöntem önerilmiş ve bu konu ile ilgili patent başvurusu yapılmıştır (Patent başvuru no:2022/018799 ). Sebebi ise QTF' in en yaygın kullanılan film kalınlık ölçüm yöntemi olan kuvars kristal mikroterazi (QCM)' ye göre bile daha karalı bir tavır sergilemesi ve bu sayede diğer ince film kalınlık ölçüm yöntemlerinden daha hassas algılama ve ölçme işlemlerini yapabilmesidir. Bu tez çalışmasında büyük ölçekli akort çatalı (TF) ve küçük ölçekli kuvars akort çatalı (QTF) ile frekans kaymalarına matematiksel yaklaşımlar getirilmiş, kaplanan filmin elastisite modülünün frekansa katkıları detaylandırılmış, QTF ile yapılan kaplamalar sonucu film kalınlığı deneysel olarak ölçülmüş ve hesaplanmıştır. Ek olarak TF ve QTF yüzeylerinde aşındırma çalışmaları yapılarak aşındırmanın frekansa etkileri deneysel ve teorik olarak incelenmiş ve aşındırma durumunda QCM sensörlerinde meydana gelen frekans durumuyla karşılaştırılmıştır.
Endüstri ve savunma sanayiinde bakır ve fiber optik kablo kullanımının deneysel analizi
Bu tez çalışması, fiber optik kablolar veya geleneksel bakır kablolar arasındaki seçimin, bir şirketin ağ altyapısının ya da güvenliğin üst seviye önem arz ettiği askeri uygulamaların üzerinde ne denli önemli etkilere sahip olduğunu ortaya koymaktadır. Bakır kablolar, ekonomik olmaları ve yaygın olarak bulunmaları nedeniyle uzun yıllardır popüler bir seçim olsa da fiber optik kablolar hız, güvenilirlik ve güvenlik açısından çeşitli avantajlar sunmaktadır. Genel olarak, bakır kablolar yerine fiber optik kablo kullanma kararı, bir şirketin veya askeri uygulamanın özel ihtiyaçlarına ve önceliklerine bağlıdır. İlk yatırım maliyeti, bakır kablolara oranla daha yüksek olsa da hız, güvenilirlik ve güvenlik açısından uzun vadeli faydalar, fiber optik kabloları daha avantajlı bir seçim haline getirmektedir. Bu tez çalışmasında ayrıca, fiber optik kablo ve bakır kablo arasında belirli kıstaslara göre seçim yapabilmeyi sağlayan Kablo Seçim Analizörü (KSA) geliştirilmiştir. Bu uygulama aracı ile fiber optik kablo ve bakır kablo arasında seçim sağlamaya yarayan bir ara yüz vasıtasıyla en uygun kablo tipini önerilmesi sağlanmıştır.
Otomotiv tesisindeki basınçlı hava kompresörlerinde otomasyon ile enerji tasarrufu uygulaması
Dünya nüfusunun artması, insanların çalışma düzeyindeki gelişme ve endüstriyel faaliyetlerde ortaya çıkan gelişmeler enerji kullanımlarını düzenleme ve azaltmaya yönelik faaliyetlerde bulundurmaya başlamıştır. Bu çalışma, otomotiv tesisindeki basınçlı hava kompresörlerinde enerji tasarrufu sağlamayı ve enerji verimliliğini artırmayı hedeflemektedir. Bu çalışma doğrultusunda Ankara'da bulunan Türk Traktör fabrikasının basınçlı hava sistemi üzerinde ölçüm ve incelemeler yapılması, sistemde bulunan basınçlı hava kompresörlerinin çalışmalarını inceleyip analiz yapılması ve bu kapsamda kompresörlerin çalışmasını düzenleyici enerji tasarrufu sağlayacak bir otomasyon sistemi tasarımı ortaya çıkarılmıştır. Çalışma kapsamında uygulanan metodoloji: Basınçlı hava sistemi bileşenlerinin ve konfigürasyonunun belirlenmesi; işletme tarafı incelemelerinin yapılması; uygulanacak projenin kapsamı; işletmeye özgü sistem tasarımının yapılması; talep tarafı incelemeleri ve hesaplamalarının yapılması; sonuç ve önerilerin raporlanması; ve uygulanan projenin tasarruf ekonomik analizi adımlarını içermektedir. Sistemin mevcut halinin çalışması sırasında ki incelemeler; bir enerji analizörü ve akış metre kullanarak işletmedeki kompresörlerden veri toplanmış ve kompresörlere özgü enerji tüketimleri hesaplanmıştır. Diğer yandan, işletmeye özgü tasarlanan otomasyon sistemi kompresörleri eş yaşlanmalı olarak çalışmasını sağlayarak bakım tasarrufu sağlamış ve tüm kritik verilerinin, arıza alarmlarının merkezi SCADA sistemine aktarımı sağlanarak işletme personellerinin periyodik kontrol zamanlarını azaltmıştır. Projenin uygulanması ile işletmenin yıllık enerji tüketiminde %8,3 oranında enerji tasarrufu ortaya çıktı gözlemlenmiştir. Anahtar Kelimeler: Basınçlı hava kompresörleri, enerji verimliliği, otomotiv tesisi, enerji tasarruf önlemleri, otomasyon sistemleri.
Tekil değer ayrışımına dayalı ön koşullama ile iyileştirilmiş sıkıştırmalı örnekleme verilerinin sınıflandırılması
Günümüzde aktarılan, depolanan ve işlenen veri miktarının hızla artıyor olması nedeniyle, veri iletim, saklama ve veriden bilgi üretimi alanlarında yenilikçi çözümlere her geçen gün daha fazla gereksinim duyulmaktadır; Sıkıştırmalı Örnekleme (SÖ) veri aktarım ve depolama, Sıkıştırmalı Sınıflama (SS) da veri sınıflama için yenilikçi çözüm sunan iki yaklaşımdır. SÖ, Shannon örnekleme teoreminde gerek duyulan miktardan daha az sayıda örnekle kayıpsız bir geri çatımı yüksek olasılıkla mümkün kılmaktadır. SS ise SÖ ile üretilen ölçüm uzayında gerçekleştirildiği için işlenen vektörlerinin boyut azaltımından kaynaklı işlem ekonomisi ve operasyon avantajları sağlamaktadır. SÖ'de kullanılan ölçüm matrisine Ön koşullama (ÖK) uygulanmasıyla geri çatım için gerekli örnek sayısı, dolayısıyla iletimi/saklanması gereken veri miktarı azaltılabilmektedir. Ayrıca, ölçüm matrisinin Tekil Değer Ayrışımı (TDA) ile iyileştirilmesinin geri çatım başarımına katkısının deneysel incelemesi de literatürde mevcuttur. Bu tezdeki yenilikler; SÖ'de ölçüm matrisinin TDA ile iyileştirildiği yaklaşımın bir ÖK olarak formüle edilip TDA-ÖK olarak adlandırılması, TDA-ÖK yaklaşımının geri çatım için gerekli örnek sayısını azaltacağının teorik ispatı ve bu neticeyi inceleyen iki farklı Monte Carlo (MC) benzetiminin gerçekleştirilmesi, TDA-ÖK kullanımının SS başarımına etkilerinin üç farkı sınıflama metodu (En Yakın K-Komşu (EYKK), Rasgele Orman (RO) ve Destek Vektör Makineleri (DVM)) kullanarak beş farklı veri kümesi (MNIST, Fashion MNIST, Chinese MNIST, Sign MNIST ve WARD) üzerinde gerçekleştirilen SS uygulamalarıyla incelenmesidir. Tezde elde edilen bulgulardan birisi TDA ÖK'nın SS sonuçları üzerindeki etkisine dair kesin bir tanımlama yapılmasının mümkün olmadığıdır. Elde edilmiş diğer bir bulgu da SÖ ile üretilen ölçüm verilerinin sınıflanmasında EYKK'nin diğer iki yönteme göre daha iyi sonuç verdiğidir. EYKK ile sınıflamaya dair bir başka bulgu da boyut azaltımında %25 ve %50 sıkıştırma oranları için SÖ'nün Temel Bileşen Analizi'ne (TBA) yakın bir alternatif oluşturmasıdır. Örnek verilebilecek diğer bir bulgu da incelenen boyut azaltım uygulamaları ve veri setleri için RO'nun kesinlik ve anımsama başarımının birkaç istisnai durum hariç sınıflama öncesi boyut azaltımından olumsuz etkilendiğidir.
The effects of building direction on the mechanical properties of Ti6Al4V parts manufactured by electron beam melting
In recent years, the additive manufacturing technology is used in many platforms like helicopters, airplanes, cars etc. The additive manufacturing technology has widespread advantages because of the low manufacturing costs and relatively short manufacturing time compared with the conventional manufacturing methods. The materials, the manufacturing technique and processes affect the material form that is used in proper platform. In the industrial sector, there are different additive manufacturing technologies such as Electron Beam Melting, Laser Beam Melting, Laser Metal Deposition, Laser Coating, and Additive Manufacturing. Among them, the manufacturing technique which uses powder bed technique like Electron Beam Melting technology is preferred in industry since the manufacturing technique is more suitable to produce parts having better surface quality, complicated geometric shaped products for the various designs. However, the additive manufacturing methods have some disadvantages such as the presence of the residual stresses and deformations of the end products. In this thesis, both the static and dynamic mechanical properties of Ti6Al4V parts that were produced in vertical and horizontal building directions by the electron beam melting method were carried out experimentally and the results were compared with the corresponding properties of Ti6Al4V parts produced by conventional methods. In order to investigate the mechanical properties; the surface roughness tests; tensile tests and the Split-Hopkinson high strain rate compression tests of the parts were carried out. The differences in the mechanical properties of the samples manufactured in different building directions were investigated and the effects of microstructure on these properties were studied by examining the internal microstructure texture with a microscope technology.
Petri net ile bir esnek üretim sisteminin modellenmesi ve analizi
Üretim sektöründe gün geçtikçe ortaya çıkan teknolojik ve ekonomik gelişmelerle birlikte güçleşen rekabet ortamında işletmelerin sürekli değişen ürün talep ve çeşitlerini zamanında karşılayıp hızlı cevap verebilmeleri zorunluluğu doğmuştur. Bu rekabet ortamında yerini koruyup geliştirmek isteyen firmaların belirtilen piyasa değişikliklerine hızlı ve etkili bir şekilde uyum sağlayabilmesi için sahip oldukları üretim sistemlerini söz konusu şartlara uyumlu hale getirmeleri gerekmektedir. Bu da üretim sistemlerinde "esneklik" kavramını ortaya çıkarmaktadır. Esneklik çok boyutlu bir kavram olmakla birlikte üretilen parça çeşitliliğinin fazla olması ve bunun yanında sürekli değişim gösteren piyasa isteklerine hızlı ve etkili bir şekilde cevap verebilme yeteneği olarak tanımlanabilir. Günümüz dinamik, belirsiz ve rekabetçi piyasa koşullarının üretim sistemlerinde esnekliği bir gereklilik haline getirmesi nedeniyle "Esnek Üretim Sistemleri" (EÜS) güçlü bir rekabet aracı olarak çağdaş üretim sistemleri arasında öne çıkmaktadır. EÜS otomasyon yoğun, personel müdahalesini en aza indiren, bilgisayar destekli makineler tarafından desteklenen ve otomatik programlanabilen taşıma sistemleri, robotlar ve konveyörlerden oluşan birden fazla adette ve çeşitte parçayı etkin bir şekilde üretebilen sistemlerdir. Bu tür kompleks sistemlerin modellenmesi ve analizi güçlü modelleme araçları gerektirir. Bu çalışmada bir esnek üretim hücresi (EÜH), "Petri ağları" (PA) modelleme aracı kullanılarak modellenmiş ve performans analizleri gerçekleştirilmiştir. Ele alınan PA yöntemi; hem sistem verimliliği, hem de sistem etkinliği analizini mümkün kılar. Geleneksel matematiksel yöntemler ile tanımlamanın zor olduğu karakteristik özellikler gösteren EÜH gibi kompleks sistemleri güçlü matematiksel özellikleri sayesinde kolaylıkla tanımlayan cebirsel sonuçlar elde edip farklı matematiksel araçlar geliştirilmesine imkan tanıyan ve diğer grafiksel gösterim yöntemlerinden farklı olarak daha anlaşılır ve ayrıntılı bir şekilde mantıksal etkileşimleri ortaya koyabilen PA, bu özellikleri ile güçlü bir modelleme aracıdır. Karmaşık mekanik sistemlerde hidrolik, pnömatik, elektriksel nedenlerle meydana gelen güç kayıpları, bu sistemlerde belirsizlik durumuna sebebiyet verir. Stokastik değişkenlikle açıklanamayan bu belirsizlikler "bulanık modellerle" tanımlanabilir. Çünkü EÜS'lerdeki girdi/çıktı parametrelerindeki bazı belirsizlikler sadece kesin olmayan ölçümlerden kaynaklanmaktadır. Bu çalışmada EÜS'lerde işlem sürelerinde meydana gelen belirsizlikler için "bulanık küme teorisi" kullanılarak parametrelerin bulanıklaştırıldıktan sonra sisteme entegre edilebileceği düşünülmüştür. Ayrıca bulanık parametreler kullanılarak oluşturulan modelin sistemin gerçek yapısını yansıtma derecesini ölçmek amacıyla ele alınan EÜH, üç farklı yaklaşımla modellenmiştir. İlk modelleme yaklaşımında bulanık parametre kullanılmamışken, ikinci modelleme yaklaşımında sadece bazı parametreler bulanıklaştırılmıştır. Önerilen üçüncü yaklaşımda ise, benimsenen bulanık küme teorisi ile modeldeki tüm belirsiz parametreler bulanıklaştırılmıştır. Geliştirilen yöntem bir EÜH'nin modellenmesi ve performans analizinde kullanılmıştır. Bu amaç doğrultusunda MATLAB PN Toolbox programından yararlanılmıştır. Sonuçlar, bulanık parametrelerin kullanıldığı "Bulanık Geçiş Zamanlı PA Model" inin sistemi en doğru şekilde yansıtan model olduğunu göstermiştir.
Elektrikli araç şarj ağı tasarımı
Son yıllarda artan fosil yakıt kullanımı ve buna bağlı olarak atmosfere karışan sera gazlarının sebep olduğu çevre kirliliği, araştırmacılar tarafından dikkatle incelenen ve çözüm aranan önemli bir sorun haline gelmiştir. Çevre kirliliğinde farklı sektörlerin payı bulunmakta olup, bu sektörlerin başında Ulaşım sektörü gelmektedir. Elektrikli Araçlar (EA) çevre dostu özellikleri nedeniyle dünyada benimsenen önemli çözümlerden biridir. Dünyada ve ülkemizde her geçen gün hızla artan EA sayıları, şarj hizmeti sağlayıcıları için mevcut altyapının uygun bir yatırım planı ile kapasitesinin artırılması ve/veya genişletilmesi gerekliliğini gündeme getirmektedir. Bu nedenle bu tez çalışmasında, EA'ların şarj gereksinimini mümkün olduğunca yakın bölgelerden karşılayabilecek ve şarj istasyonu kurulum ve işletim maliyetini enküçükleyecek şekilde hangi dönemde, nerede şarj istasyonu kapasitesinin ne kadar artırılacağı ve/veya nerede hangi kapasitede yeni istasyon kurulacağı kararının verilmesi problemi, Çok Amaçlı Çok Dönemli Elektrikli Araç Şarj İstasyonu Yer Seçim ve Boyutlandırma Problemi (ÇAÇD-EAŞİYSBP), ele alınmıştır. Ele alınan problem ile, mevcut şarj istasyonları da göz önünde bulundurularak; artan yeni talebi karşılayacak şekilde kapasite artışı ve/veya yeni istasyon kurulum kararı verilecektir. Problem için çok amaçlı bir karma tamsayılı doğrusal programlama modeli (ÇA-KTDPM) geliştirilmiştir. Geliştirilen modelin performansı, rassal olarak üretilen 25 farklı test problemi üzerinde incelenmiştir. Hesaplamalı analiz sonuçlarına göre, küçük boyutlu test problemlerinin bir kısmı için en iyi çözüm elde edilebilirken, problem boyutu büyüdükçe en iyi çözümlere ulaşmak zorlaşmaktadır. Geliştirilen modelin çözümü için, Çok Amaçlı Eniyileme (ÇAE) yöntemlerinden Öncelikli Eniyileme Yöntemi (ÖEY) ve Artırılmış Epsilon Kısıt Yöntemi 2 (AEKY 2) kullanılmıştır. ÖEY kullanılarak 86400 saniyelik bir zaman sınırı ile her bir amaç için ideal ve nadir değerler; ardından AEKY 2 kullanılarak ayrı yatırım planlarını temsil eden Pareto Çözümler (PÇ) elde edilmiştir. Böylece, karar vericiye amaç fonksiyonlarının farklı düzeyleri için ödünleşim bilgisi sunulmakta ve uygun yatırım planı kararının verilmesi sağlanmaktadır.
Encryption and multi-share-based steganography methods on images with low spectral resolution
Steganography is the name given to secret communication methods that third parties cannot detect. This secret communication is performed by hiding the secret information to be transmitted on a carrier medium so that the carrier does not raise any suspicions. Steganography science, of which many examples can be presented from the past to the present, has gained new application areas with the development of digital technologies. This thesis aims to develop new steganography methods that hide secret messages in plain text format on binary images, which have a lower spectral resolution when compared to color or grayscale images, used in digital devices as carriers. It has been observed that all implemented methods can successfully hide considerable lengths of plaintext payloads on binary images generated by both thresholding and halftoning methods, and this finding has been reinforced with conducted objective and subjective evaluations.
Videolarda insan eylemlerini tanımada poligon tabanlı öznitelik çıkarımı
Videolardaki insan eylemlerinin tanınması ve sınıflandırılması için, silüet tabanlı yeni bir öznitelik çıkarma yöntemi önerilmiştir. Bu amaçla, "Hareket Geçmişi Görüntüsü (HGG)" ve "Poli-Siluet (PoS)" adı verilen yeni görüntü şekilleri, yeni bir "Poligonlaştırma Algoritması (PoG)" ve yeni bir "Poligon Kodlama Algoritması (PoC)" geliştirilmiştir. Önerilen yöntem, "Silüet Videolarından (SiVi)" , HGG'lerin elde edilmesi, daha az köşeye indirgenerek poligon formuna dönüştürülmesi ve kodlanmasına dayanmaktadır. Geleneksel siluet oluşturma yöntemleri siluetlerin gövde bütünlüğünü tek başlarına karşılayamadıklarından, bu sorunu aşmak için, görüntü ve videolarda yer alan insan ve nesneler üzerinde örnek bölütlemesi yapabilen Yolact++'ın kodları değiştirilerek, modelin ürettiği insan maskeleri ile SiVi'ler oluşturulmuştur. Hareketi daha iyi tanımlayan HGG'ler, ardışık olmayan SiVi karelerindeki silüetleri ağırlık merkezlerine göre toplanması ile elde edilir. Poligonlaştırma işlemi, HGG görüntülerine uygulanır. PoG, eğri şekilleri ve görüntülerin poligonlaştırılmasına dayansa da, çalışması tam olarak bunlara benzemez. PoG, HGG'nin kontur koordinatlarını hızlı bir şekilde istenilen boyuta indirger. Elde edilen poligonlaştırılmış HGG görüntülerine PoS adı verilir. PoC algoritması, PoS görüntüsünü parametre olarak alır ve içerisindeki şeklin sol üst köşe koordinatından başlayarak, saat yönünün tersinde dolanırken, üzerinden geçilen her bir kenar ile bir vektör oluşturur. Bu esnada vektörün, çalışmada belirlenen sekiz adet açısal alandan hangisine iz düşümü olduğunu hesaplayarak, ilgili vektörün kodunu belirler. Bir PoS'un tüm kenar vektörlerinin kodları, dolaşılma sırasıyla dizi içine kaydedildiğinde, o vektörler ile oluşan PoS için poligon kodu elde edilir. Uzun poligon kodları ile kolay işlem yapılabilmek ve farklı uzunlukta vektörler oluşturulabilmek için, genetik algoritmada kullanılan k-mer gruplandırma tekniği benzeri bir yaklaşım çalışmada geliştirilmiştir. Düşünülen işlem poligon kodunun normalizasyonunu sağlamakla kalmamış, aynı zamanda poligon kodunun adaptif bir çekirdeğe göre uyarlanmasını doğurarak çalışmada önceden düşünülmeyen, farklı bir boyuta bu çalışmayı taşındığı görülmüştür. Gruplama k boyu olarak farklı uzunluklar seçilmiş ve poligon kod grupları, k boyuna göre oluşabilecek en büyük kodlara bölünerek normalize edilmiştir. Önerilen öznitelik çıkarma yöntemi, herhangi bir aksiyon videosunun karelerinden elde edilmiş PoS üzerinde eşit uzunlukta öznitelik vektörlerinin üretilmesini garanti eder, bu durum, boyut sorununun üstesinden gelmek için ekstra boyut indirgeme algoritmalarının kullanımına ihtiyacı ortadan kaldırır. Farklı k-mer uzunlukları, çalışmada kullanılan veri setleri üzerinden elde edilen öznitelik vektörlerinde denenerek "işlem hızı" ile "sınıflandırma doğruluğu" karşılaştırmaları yapılmıştır. Yöntem, HMDB51 ve UCF101 veri setleri üzerinde denenmiş en iyi performans veren k-mer boyu ve sınıflandırma doğruluk sonuçları, diğer çalışmalarla karşılaştırılmış ve daha başarılı sonuçların elde edildiği görülmüştür. Ayrıca, çalışmaya özgü hazırlanan Yoga veri seti üzerinde HGG görüntülerinin farklı formları ile ek olarak derin ağ uygulamaları da gerçekleştirilmiş ve kayda değer cesaretlendirici sonuçlar alınmıştır.
Single-cell RNA sequencing in roots of Arabidopsis thaliana exposed to boron toxicity at seedling stage
In this thesis, a single-cell RNA sequencing study was performed for the first time in the literature to reveal the molecular basis of boron (B) toxicity tolerance mechanism in Arabidopsis thaliana with high efficiency and at the single cell level. In this context, the roots of Arabidopsis thaliana were exposed to different concentrations of B toxicity at seedling stage. Protoplasts were isolated from stress-exposed roots and then single-cell RNA was sequenced. Total of 8 samples from control, 1 mM and 2 mM B groups were sequenced with Illumina NovaSeq 6000. Accordingly, a total population of 1554 cells were recovered across three replicates. Major tissues have been identified in this single-cell transcriptome, including the quiescent center, endodermis, root cap, columella, cortex, and trichoblast. Trichoblast and cortex had not been defined under B toxicity treatment. In addition, although similar pathways related to the genes and B tolerance mechanisms presented in the literature have been detected, many new cell-type specific genes were also identified. For example, the internal B toxicity tolerance mechanism, via the role of anthocyanins and GSTs may be in the columella cell cluster. Moreover, we found cell specific 13 TF families under B toxicity. Finally, the new pathways identified previously and new ones at cell cluster level will lead to new transgenic and breeding studies for B toxicity tolerance mechanism.