Mühendislik Bilimleri Anabilim Dalı

Dinamik analizHücresel yapay sinir ağlarıKirchhoff yöntemi

Mikroişlemcilerde üretilen değerlerin genişliklerini tahmin etmek için donanım tasarımı

Mikroislemcilerde üretilen degerlerin büyük bir bölümü yazmaç büyüklügünden daha az sayıda bit ile ifade edilebilen dar degerlerden olusmaktadır. Dar degerlerden yararlanarak islemcinin basarımını artırmaya veya güç tüketimi azaltmaya yönelik pek çok çalısma bulunmaktadır. Daha önce önerilen bu yöntemlerin daha iyi çalısmasını saglamak amacıyla, islemcide üretilen degerlerin genisliklerini tahmin eden etkili tahmin birimleri tasarlanmıstır. Tez çalısması kapsamında olusturulan bu tahmin birimlerinin tasarımında bellek esleme yöntemlerinden Dogrudan Esleme, Tam liskili Esleme ve Kümeli liskili Esleme yöntemleri ile yer degistirme algoritmalarından lk Giren lk Çıkar, En Uzun Zamandır Kullanılmayan ve Rasgele Seçim algoritmaları kullanılmıstır. Bu tahmin birimleri bir x86 mikroislemci benzestiricisi olan MSIM üzerinde SPEC 2000 sınama programları kullanılarak benzetilmis ve tahmin birimi tasarımlarının basarımları karsılastırılmıstır.

Sinir sistemlerinin matematiksel olarak modellenmesi, nörobilim ve biyomedikal mühendisliği alanlarında araştırılan konuların başında gelmektedir. Nöronlar, dış çevreden gelen uyarıları değerlendirerek elektriksel sinyaller üreten ve bu sinyalleri sinapslar aracılığıyla diğer hücrelere ileten temel sinir hücrelerinden oluşmaktadır. Günümüzde bu nöral yapıların matematiksel ve fiziksel modelleri, hem nörobilim hem de mühendislik alanlarında büyük önem kazanmıştır. Özellikle ışığa duyarlı sinir hücreleri olan fotosensitif nöronlar, görsel sistemlerin modellenmesi, optik bilgi işleme, yapay sinir ağları ve nöromorfik donanımların geliştirilmesinde anahtar rol oynamaktadır. Bu çalışmada, klasik diferansiyel denklemlere dayalı soyut modeller yerine, fotosensitif nöronların davranışları fiziksel sistemler üzerinden modellenmiştir. Bu amaçla, dış ortamdaki ışık şiddetini elektriksel sinyale dönüştüren bir fototüp, sinir hücresinin ışığa verdiği tepkinin fiziksel karşılığı olarak değerlendirilmiş ve bu eleman bir devresine entegre edilmiştir. Işığa duyarlılığı değişen devrenin osilasyon davranışları, nöronal uyarılabilirlik ve eşik aşımı gibi sinirsel özelliklerle eşleştirilmiştir. Devrenin matematiksel modellemesi, Kirchhoff yasaları, pasiflik analizi ve enerji fonksiyonları kullanılarak elde edilmiş, ayrıca sistemin kararlılığı Lyapunov analizi ile değerlendirilmiştir. Böylece, çevresel ışıkla etkileşen ve elektriksel yanıt üreten bir yapının nöronal davranışlara benzerlik gösterdiği kuramsal olarak ortaya konulmuştur. Bu çalışma, fiziksel bir sinir hücresi benzeşimi sunarak nöromorfik mühendislik, biyomedikal cihaz tasarımı ve optik kontrollü sinir sistemleri gibi alanlara katkı sağlamayı amaçlamaktadır.

Zehra Yıldırım Emre

Van Yüzüncü Yıl Üniversity · Fen Bilimleri Enstitüsü

HidrojeolojiJeomühendislikJeostratejik+1

Yukarı Yeşilırmak Havzasının yeraltı barajı için potansiyel inşa alanlarının belirlenmesi

Dünya genelindeki su kaynaklarına olan talebin artması, yeraltı barajlarını daha önemli hale getirmektedir. Bu tesislerin yer seçimi, etkinlik, dayanıklılık ve sürdürülebilirlik açısından kritik bir rol oynaması sebebiyle, suyun etkili depolanması, çevresel etkilerin azaltılması ve çeşitli risklere karşı dirençli olabilmesi için özenle planlanmalıdır. Yeraltı barajları, yerüstü barajlarına göre bir dizi avantaj sunmaktadır. Buharlaşma riskinin düşük olması, depolanan suyun uzun süreli muhafaza edilmesine imkan tanır. Ayrıca, çevresel etkileri daha az belirgindir ve ekosistemlere zarar verme potansiyeli daha düşüktür. Türkiye gibi su kaynaklarının hassas olduğu bölgelerde, yeraltı barajları su güvenliği ve temini açısından stratejik bir çözüm sunmaktadır. Yeraltı barajlarının inşası ve sürdürülebilirliği için ise jetgrout gibi modern tekniklerin kullanılması, tesislerin etkinliğini artırmakta ve uzun vadeli su güvenliğine katkı sağlamaktadır. Bu yöntemler, yeraltı barajlarının dayanıklılığını artırırken çevresel etkilere duyarlı bir yapı oluşturulmasına da yardımcı olmaktadır. Bu nedenle, yeraltı barajlarının inşası ve bakımında jetgrout yönteminin kullanımı önemli bir strateji olarak öne çıkmaktadır. Dünya genelinde su kaynaklarının sınırlı olması ve artan talep, su yönetimi konusunda küresel bir aciliyet yaratmaktadır. Yeraltı barajları, suyun etkili bir şekilde depolanması ve yönetilmesiyle su güvenliğine katkıda bulunmaktadır. Bu tez çalışması, "Yukarı Yeşilırmak Havzasının Yeraltı Barajı İçin Potansiyel İnşa Alanlarının Belirlenmesi" konusunda yeraltı barajlarının yer seçimi sürecinin önemini vurgulayarak, bu yapıların sürdürülebilir su yönetimi açısından sunduğu avantajları ele almaktadır.

Mehmet Erman Topçu

İstanbul University-Cerrahpaşa · Lisansüstü Eğitim Enstitüsü

Fotonik kristallerGüneş hücreleriOptoelektronik

DoktoraAçık ErişimTR

Yüksek optik performanslı polimer tabanlı güneş hücre yapılarının geliştirilmesi

Tez çalışması kapsamında, yüksek optik performansa sahip PTB7-tabanlı organik güneş hücrelerinin tasarlanıp ve optimal olarak belirlenenlerin üretilerek optik ve fotovoltaik özelliklerinin incelenmesi hedeflenmiştir. Tez çalışması kapsamında, teorik olarak hesaplanan 10 bin tane hücre tasarım üzerinden AVT, renk geriverim indeksi (CRI), korelasyonlu renk sıcaklığı (CCT) ve renk algısı gibi optik özellikleri inceleyerek MoO3/Ag/WO3 asimetrik DMD entegre edilen aktif bölgesi PTB7:PC71BM karışımı olan ve farklı avantajlarıyla optimal özelliklere sahip olan yarı-geçirgen organik güneş hücreleri belirlenmiştir. Bu optimizasyon Transfer Matris Metodu (TMM) hesapları yapılarak gerçekleştirilmiştir. Tez kapsamında yapılan hesaplamalar sonucunda, belirlenen hedefler doğrultusunda optik özelliklerin ön plana çıktığı maksimum AVT'ye sahip yapı (AVTmax) ve maksimum CRIext'ye sahip yapının yanı sıra ((CRIext)max), yapıya yeni bir malzeme entegre etmeden ulaşılabilecek en uç renkteki (Ekstrem Renk) yapı üretilmiştir. Ayrıca, renkli güneş hücresine ulaşmak amacıyla en yüksek AVT'ye sahip yapıya 1D-PC entegre edilmesi için yapılan TMM hesaplamaları sonucunda seçilen iki farklı renk bölgesine ulaşılmayı sağlayan güneş hücrelerinin üretimi yapılmıştır. Aynı zamanda, üretilen yapıların çift yüzlülük özelliklerine bakılarak farklı bir hedef doğrultusunda incelemede bulunulmuştur. AVTmax yapısı için AVT değeri teorik olarak %48,75 değerindeyken, üretilen yapının deneysel AVT değeri %47,14'tür. AVTmax yapısının %3,67 PCE değerine sahip olduğu belirlenmiştir. (CRIext)max yapısı için CRIext teorik olarak 99 ve deneysel olarak 97 değerlerini almıştır. (CRIext)max için teorik ve deneysel AVT değerleri sırasıyla %22,29 ve %23,82 olarak bulunurken, PCE %6,21 değerini almıştır. Tez kapsamında TMM hesaplamalarıyla belirlenen CIE x, y koordinatlarından faydalanılarak %25 AVT sınırının üzerinde rengi en uç noktaya doğru değiştirebilen Ekstrem Renk yapısı belirlenmiştir. Teorik olarak %25,15 AVT değerine sahip olan yapının deneysel AVT değeri %26,34 ve %5,81 PCE değerine sahiptir. Işık yönetim mühendisliği kapsamında yapılan hesaplamalarla yapı üzerine 1D-PC entegre edilerek AVT değeri %25 üzerinde olan ve pencere uygulamalarında farklı renk özellikleriyle kullanılabilecek yapılar tasarlanmıştır. TMM kullanılarak yapılan hesaplamalar sonucunda iki uç renk bölgesi belirlenmiştir. Sarı renk hedefine ulaşmak amacıyla λ_B'nin 425 nm olduğu (MgF2/WO3)N 1D-PC sisteminin 5 periyotlu yapısı seçilmiştir. Diğer bir uç nokta olarak ulaşılabilen mavi renk için ise λ_B'nin 650 nm olduğu (MgF2/WO3)N 1D-PC sisteminin 3 periyotlu yapısı seçilmiştir. Tez kapsamında yarı-geçirgen olarak tasarlanan güneş hücreleri çift yüzlü olarak kullanılma potansiyeline sahiptir, bu sebeple tez kapsamında üretilen yapıların çift yüzlülük özellikleri incelenmiştir. İnceleme sonucunda, AVTmax yapısı için çift-yüzlülük parametresi 0,94 olarak bulunurken, (CRIext)max ve Ekstrem Renk yapıları için sırasıyla 0,25 ve 0,34 olarak belirlenmiştir. AVTmax yapısı için elde edilen çift yüzlülük parametresinin bu tarz bir yapının çift yüzlülük potansiyelini göstermesi açısından önemlidir. Tez çalışması sonucunda, ışık yönetim mühendisliği esaslı yapılan detaylı hesaplamalarla hedeflenen yüksek optik performans sergileyen hücre yapıları tasarlanmış ve üretilmiş, fotovoltaik performans için hedeflenen artışlar sağlanmıştır.

Erman Çokduygulular

İstanbul University-Cerrahpaşa · Lisansüstü Eğitim Enstitüsü

Boğaziçi University · Fen Bilimleri Enstitüsü

DoktoraAçık ErişimTR

Makine öğrenmesi yöntemleri ile kanser hastalığı teşhisi

Son yıllarda Yapay Zekâ 'da yaşanan ilerlemeler ve keşiflerle birlikte Yapay Zekâ kavramını hayatın hemen hemen her alanında kullanılmaya başlanmıştır. Yapay Zekanın bir alt dalı olarak adlandırılan makine öğrenmesi alanında yapılan çalışmaların artmasıyla birlikte bu çalışmaların özellikle sağlık alanındaki sayısı oldukça artmıştır. Özellikle günümüzde kanser hastalığından ölen insan sayısının her geçen gün artmasıyla, bu alanda gerçekleştirilen makine öğrenmesi çalışmalarının önemi artmaktadır. Kanserin erkenden ve doğru bir şekilde teşhis edilebilmesi, kanserin tedavi edilebilmesi ve hayatta kalma ihtimalinin artması açısından önem teşkil etmektedir. Bu çalışmada dört farklı meme kanseri veri seti üzerinde meme kanseri teşhisi ve sınıflandırması için makine öğrenmesi uygulamaları gerçekleştirilmiştir. Birinci veri setinde TBA, LDA ve t-SNE boyut azaltma teknikleri ve Lojistik Regresyon, Destek Vektör Makineleri, Rastgele Orman, Naive Bayes, Gradyan Artırma, k-En Yakın Komşu, Karar Ağacı, AdaBoost, Ekstra Gradyan Artırma, Ekstra Gradyan Artırma (Rastgele Orman) makine öğrenmesi yöntemleri kullanılmıştır. İkinci veri setinde Rastgele Örnekleme (ROS) ve SMOTE yeniden örnekleme teknikleri ve Rastgele Orman, AdaBoost, Gradyan Artırma, k-En Yakın Komşu, Karar Ağacı, Naive Bayes, Lojistik Regresyon, Destek Vektör Makineleri ve Ekstra Gradyan Artırma makine öğrenmesi yöntemleri uygulanmıştır. Üçüncü veri setinde RFE, RFECV ve SelectKBest özellik seçim yöntemleri, yeniden örnekleme teknikleri ve çeşitli makine öğrenmesi yöntemleri kullanılmıştır. Dördüncü veri setinde hiper parametre optimizasyon yöntemlerinden olan Izgara Arama ve Rastgele Arama uygulandıktan sonra çeşitli makine öğrenmesi yöntemlerinin analizi gerçekleştirilmiştir. Dört farklı meme kanseri veri setinde farklı uygulamalar gerçekleştirilmiş olup, boyut azaltma, yeniden örnekleme, özellik seçimi ve hiper parametre optimizasyonunun sınıflandırma yöntemlerinin sonuçlarına etkisi araştırılmıştır. Çalışmada kullanılan farklı teknikler ve yöntemler birbirleriyle ve diğer literatür çalışmalarıyla karşılaştırılmıştır.

Modeling of ammonia synthesis in a wall-coated membrane microchannel reactor

Ammonia (NH3) synthesis is modeled in a micro–structured membrane reactor (MR) comprising reaction, cooling and NH3 separation functions in the same volume. The proposed MR involves permeate and reaction channels segregated by layers of zirconia supported ZnCl2 immobilized molten–salt (IMS) membrane selective to NH3 transport. While H2+N2 is fed to reaction channels washcoated with an iron–based catalyst, permeate channels host N2 as the sweep gas which also regulates reaction temperature. The in–situ cooled MR is modeled by considering mass, momentum and energy conservation in the fluid phases of the reaction and permeate channels, reaction in the catalyst layer and NH3 transport across the membrane, whose thermal stability limit of 623 K is set as the maximum reactor temperature. Upon N2 sweep dosing equal to 50 × the molar H2+N2 input at H2/N2=3, 613 K, 50 bar and 1.5e-03 m3 kgcat–1 s–1, MR can deliver ~47% N2 conversion which exceeds 40 and 13.5% of the pertinent thermodynamic barrier and the membraneless case, respectively. Despite the exothermic heat release, co–current partitioning of the streams ensures operability below 623 K. Increasing space velocity and H2/N2 ratio, and decreasing inlet temperature and pressure inhibit reactor performance. Using molar sweep–to–reactive mixture ratios <50 is penalized by the violation of the specified maximum temperature.

AmmoniaMembrane reactor

Emre Küçük

2023

Ankara Yıldırım Beyazıt University · Fen Bilimleri Enstitüsü

The suitability of active inductors for a wide range of cmos implementations

Integrated circuits (ICs) form the heart of today's technology thanks to their prominent features such as minimal size, reduced cost, high reliability, and low power consumption. Then, inductors have found a wide range of uses in modern IC implementations. These application areas can be exemplified by impedance matching, bandwidth enhancement, gain boosting, frequency selection, phase shifters, and LC oscillators. The frequently preferred method for the required inductances is using CMOS spiral inductors. However, spiral inductors have significant shortcomings that limit their use in CMOS realization. For example, spiral inductors consume a large chip area, and it is impossible to tune their inductance values. Moreover, these inductors have low quality factors (Q) and low self-resonant frequencies. Due to the drawbacks of spiral inductors, researchers have been looking for alternatives. One of these approaches is active inductors (AIs), which use active circuit components to synthesize required inductance. Numerous AI topologies have been presented in the literature. Each architecture may be selected depending on the inductance needs of the application. Thus, AIs have a broad variety of applications in CMOS implementations due to their diversity of topologies. This thesis demonstrates that employing AIs is feasible for a range of CMOS implementations. Its feasibility is proven by designing an AI-based wide-tunable LC voltage-controlled oscillator (LC-VCO), a lattice-based allpass filter, and an autonomous chaotic oscillator.

Evaluation of digital platforms in Turkey in terms of usability

Globalization and the competition necessitate the user-oriented design today. In the last years, usability has become a very important research subject. Usability, considering user satisfaction along with the user performance, is one of the key factors in determining the success of a product in today's competitive market. Digital TV platforms are selected for this study since usability is highly important for them. Designing a usable Digital TV platform is extremely important for users who have close interaction with them. In this study, 3 different Digital TV platforms are selected and their usability is analyzed. Different Digital TV platforms are compared in terms of their usability. In this context, fourteen users (decision makers) evaluate three different Digital TV platforms. The usability criteria used in Digital TV platforms evaluation is created one category: performance expectations. The best alternative is determined with a robust multi-criteria decision making method that is Analytic Hierarchy Process (AHP).

Seda Şahin

2018

Ankara Yıldırım Beyazıt University · Fen Bilimleri Enstitüsü

Adjusting starter generator topology to unmanned aerial vehicles

This is a thesis that explains both starting of the combustion engine and generating energy from the system combined by coupling DC motor and combustion engine of mini unmanned aerial vehicles with combustion engine which is started by an external triggering mechanism.

Ateş Batuhan İlhan

2019

DoktoraAçık ErişimEN

Integration of machine learning and deep learning methods for the enhancement of rheumatoid arthritis diagnosis

In this study to classify normal and Rheumatoid arthritis hand radiographs, convolutional neural networks were used as object detectors and feature extractors. After pre-processing with YOLOv4, classification was performed with the pretrained VGG-16 model. Accuracy, sensitivity, specificity, precision, F1 score, area under the curve (AUC), and Cohen's kappa performance results of 90.5%, 96.0%, 85.7%, 85.7%, 90.5%, 0.94, and 0.81 were obtained, respectively. Feature extraction was performed with VGG-16 model, and with this extracted features dataset, a 0.9% improvement in accuracy was achieved with the stacking method. Two novel contributions were made to the literature as a result of work performed in this thesis. First, segmental search property was added to the majority voting classifier, providing a 1% improvement in accuracy compared to VGG-16. Second, ANOVA and variance threshold methods were applied to the dataset for feature selection, and the machine learning classifier was inserted into the ANOVA algorithm to find the optimum number of features. The optimal feature set was searched iteratively. With this proposed ANOVA and variance threshold feature selection methods, a 2-5% improvement in performance metrics was achieved with Random Forest, Logistic Regression and Support Vector Machines algorithms. Training time was shortened with both proposed methods.

Kemal Üreten

Çankaya University · Fen Bilimleri Enstitüsü

2023

Çankaya University · Lisansüstü Eğitim Enstitüsü

Cutting force prediction by machine learning

This thesis investigates the application of machine learning methods to predict cutting forces by blending them with simulation data using the finite element method (FEM). It analyzes the prediction capabilities and prediction accuracy using various machine learning methods (neural networks, decision trees). The research part emphasizes the importance of machine learning methods in optimizing process parameters, increasing efficiency, and reducing tool wear. In my study, it was shown that the data generated should be processed before learning and transformed as required in terms of the quality of the data generated and the suitability of machine learning methods. In order to provide the most accurate estimates, processes such as removing unnecessary parameters in the data, normalization and correlation analysis were used. As a result of these, it showed the importance of the relationship between the cutting forces and process parameters of the algorithms, that this relationship can be modeled and applied in production areas for process optimization. At the same time, this research emphasizes the importance of integrating cutting force prediction with machine learning into industrial systems. The results show that expanding the dataset and collecting data from production sites will pave the way for progress in issues such as increased efficiency. During the analysis, workpiece material titanium was selected.

Okan Yüksel Fındıklı

Computational fluid dynamics (HAD)

Examination of icing mechanism on aircraft wings with numerical methods

In this thesis study, the effects of key parameters such as angle of attack (AoA), liquid water content (LWC), median volumetric diameter (MVD), airspeed and exposure time on the ice formation characteristics as well as the aerodynamic behavior of the NACA 0012 airfoil were investigated using numerical methods. The impact of these parameters was assessed by observing variations in lift and drag values, along with alterations in the shape of the airfoil. To ensure the reliability of the numerical methodology, validation studies were conducted by comparing simulation results for both clean and iced airfoil configurations at various angles of attack with experimental data available in the literature. Analyses of the clean airfoil were performed using ANSYS Fluent, while ice accretion analyses were carried out with the FENSAP-ICE software employing the Spalart-Allmaras turbulence model. Results show that increasing AoA leads to asymmetric ice horn growth and up to 56% lift loss and 625% drag increase at 12°. An increase in liquid water content caused the ice structure to become more irregular and expanded the ice-covered area on both the upper and lower surfaces. As the mean volumetric diameter increased, ice formation spread over a larger area; notably, at an MVD of 50 µm, the highest performance losses were observed despite the maximum ice thickness not occurring at this value. With increasing airspeed, the ice shapes became sharper and more pronounced, and aerodynamic degradation was more significant especially up to speeds of 90 m/s. Finally, longer exposure times caused an increase in both ice thickness and the extent of the ice-covered area, with maximum ice accretion observed after 8 minutes. These findings demonstrate that each parameter significantly affects not only ice geometry but also the aerodynamic performance, which is critical for flight safety.

Cem Onay

Çankaya University · Fen Bilimleri Enstitüsü

Bursa Technical University · Lisansüstü Eğitim Enstitüsü

Organizasyonların dijital olgunluk seviyelerinin iş süreç performansına etkisinin değerlendrilmesi: farklı sektörlerden örneklerle bir analiz

Bu çalışma, günümüzde hızla gelişen ve küresel ölçekte en çok tartışılan konulardan biri olan dijitalleşme olgusunu ele almaktadır. Dijitalleşme yalnızca büyük ölçekli şirketlerin değil, aynı zamanda orta ve küçük işletmelerin ve kamu kurumlarının da gündeminde yer alan bir dönüşüm sürecidir. Dünya genelinde düzenlenen fuarlar, seminerler, konferanslar ve çalıştaylar aracılığıyla desteklenen bu süreç hem ekonomik hem de toplumsal düzeyde önemli değişimlere yol açmaktadır. Araştırmanın temel amacı, özellikle son on yıl içerisinde yoğunlaşan dijital dönüşüm sürecini kapsamlı biçimde incelemektir. Çalışmada farklı ülkelerden ve sektörlerden örnekler sunularak dijitalleşmenin iş süreçlerine etkileri analiz edilmekte, öncesi ve sonrası karşılaştırmalı olarak ele alınmaktadır. Bu sayede dijitalleşmenin organizasyonel yapı, ekonomik gelişmeler ve toplumsal yaşam üzerinde nasıl bir dönüşüm yarattığı ortaya konmaktadır. Bununla birlikte çalışma, dijitalleşmenin tek başına yeterli olup olmadığını da tartışmaktadır. Bulgular, dijitalleşmenin bağımsız bir süreç olarak ele alınamayacağını, başarıya ulaşabilmesi için çeşitli destekleyici faktörlere ihtiyaç duyulduğunu göstermektedir. Yapay zekâ, büyük veri analitiği, nesnelerin interneti (IoT), otonom ve akıllı sistemler, akıllı fabrikalar ve Endüstri 4.0 aşamaları bu faktörler arasında öne çıkmaktadır. Tez kapsamında bu kavramlar tanımlanmakta, tarihsel gelişim süreçleri ve günümüzde ulaştıkları düzeyler ayrıntılı biçimde açıklanmaktadır. Analiz bölümünde ise organizasyonların kullandıkları yazılımlar, uygulamalar ve teknolojik araçlar incelenmektedir. Bu bağlamda, dijitalleşme öncesinde karşılaşılan sorunlar ile sonrasında elde edilen çözümler karşılaştırmalı olarak değerlendirilmektedir. Böylelikle dijital teknolojilerin iş süreçlerinde yarattığı iyileştirmeler somut bir şekilde ortaya konmaktadır. Dijitalleşmenin en belirgin sonuçlarından biri, kamu kurumlarının işleyişinde gözlenen hızlanma ve vatandaşlara sunulan hizmetlerin verimlilik kazanmasıdır. Artık bir çalışan, hasta ya da iş arayan kişi, devletle ilgili işlemlerini zaman kaybetmeden kolaylıkla gerçekleştirebilmektedir. Bu durum, dijitalleşmenin sadece işletmeler için değil, aynı zamanda toplumsal yaşam için de büyük bir dönüşüm yarattığının somut bir göstergesidir. Sonuç olarak, dijitalleşme günümüzde hem kurumlar hem de bireyler için kaçınılmaz bir süreçtir. Ancak başarıya ulaşabilmesi, yalnızca teknolojik dönüşümle değil, aynı zamanda yapay zekâ, büyük veri ve Endüstri 4.0 gibi tamamlayıcı unsurlarla desteklenmesine bağlıdır. Bu yönüyle dijitalleşme, çağımızın en önemli gelişim dinamiklerinden biri olarak değerlendirilmektedir.

Muhammed Demir

Yozgat Bozok University · Fen Bilimleri Enstitüsü

Tek silindirli bir dizel motorda kenevir yağının yağlama yağı olarak kullanılabilirliğinin araştırılması

Motor yağlama yağı, birbiri ile temas halinde bulunan yüzeyler arasında bir yağ tabakası oluşturarak mekanik aşınma, güç kaybı ve sürtünme sonucu açığa çıkan ısıyı azaltmak amacıyla hareketli parçalarda kullanılmaktadır. Motor yağlama yağının çalışma ömrü ve kalitesini artırmak amacıyla çeşitli katkı maddeleri kullanılmaktadır. Her geçen gün teknolojide meydana gelen gelişmeler doğrultusunda artan madeni yağ tüketimi çevresel kaygıları da beraberinde getirmektedir. Bu nedenle, motor yağlama yağlarına bitkisel kökenli yağların ilave edilmesi, petrol kökenli yağlama yağlarının kullanım miktarlarını azaltacak ve bu sayede çevre kirliliğinin azalması mümkün olabilecektir. Bu çalışmada, motor yağına hacimsel olarak %2,5, %5 ve %10 oranlarında kenevir (Cannabis sativa L.) tohumu yağı (KTY) ilavesinin tek silindirli, dört zamanlı, direkt enjeksiyonlu bir dizel motorun motor performans, egzoz emisyon ve yağlama yağında meydana gelen aşınma elementlerine etkileri motorun 100 saatlik çalışma periyodunda değerlendirilmiştir. Sonuç olarak, motor yağına farklı oranlarda KTY ilavesinin MY100'e göre, 100 saat sonunda Fe miktarını %18,53-32,65 aralığında, Al miktarını %2,44-25,90 aralığında, Cr miktarını %5,64-37,92 aralığında, Pb miktarını %12,89-58,34 aralığında, Cu miktarını %5,70-40,02 aralığında ve Ni miktarını %2,24-22,00 aralığında arttırdığı belirlenmiştir. Ek olarak, test motorunda alternatif yağlama yağı kullanımı motor performansını bir miktar iyileştirirken egzoz emisyon karakteristiklerini olumsuz yönde etkilediği sonucuna varılmıştır.

Mehmet Furkan Erkan

2020

Gaziantep University · Fen Bilimleri Enstitüsü

Improvement of the structural behavior of hollow beam reinforced by both steel bars and fiber

The aim of the present experimental study is to examine the effect of steel fiber on the improvement of the structural behavior of hollow beams reinforced by both steel bars and fibers. This work is attempt to matching the both lightweight structural member with the structural ductility requirements. This is reached by combining the optimum beam's section topology with using steel fiber reinforcement. Therefore, different parameters are used to alter, named, shear span to depth ratio (a/d) and hollow shape. Three values for (a/d) used for investigating 8, 6, and 4. Two hollow type of circular and square shape are used. However, beam size, fiber type and longitudinal reinforcement ratio were left unchanged. All these parameters are compared with the control specimens of solid sections and hollow of normal concrete.

Haıtham Bajılan

2017

Gene cloningmRNAReproductive hormones

Kitosan hidrojeline gömülü ov-GnRH mRNA aşisinin geliştirilmesi

Physical castration has been practiced in many mammalian species for centuries for various reasons, including preventing uncontrolled reproduction in farm animals, suppressing aggressive behavior, improving meat quality, and preventing uncontrolled reproduction in domesticated, stray, and wild animals, as well as in zoos and wildlife parks. Because physical castration is not a preferred practice, immunizing mammals against Gonadotropin-Releasing Hormone (GnRH) to suppress their reproductive functions (GnRH immunization-immunological castration- immunocastration) has emerged as a biotechnological solution. Protein and DNA vaccines developed for immunocastration are available in the literature. mRNA vaccines, a new technology, are considered a potential candidate to address the technological shortcomings of commercially available protein-based vaccines due to their superior features, including i) faster, higher quality, and easier production in a laboratory environment, ii) production of the encoded antigen in its native form (through in situ posttranslational modifications), and iii) the induction of a long-lasting, healthy immune response to the in situ produced antigen. There is no mention of an mRNA-based immunocastration vaccine, or more specifically, an mRNA-based GnRH vaccine, in the literature. This study aimed to synthesize Ov-GnRH mRNA in vitro using the Ovalbumin-GnRH (Ov-GnRH) gene region, whose immunocastration success has been previously demonstrated in different species. In this context, the DNA region encoding Ov-GnRH was rearranged as a template, and Ov-GnRH mRNAs capable of high-yield expression in the host were synthesized. To eliminate the need for booster doses in traditional immunization practices and to provide long-term and effective immunization with a single injection, Ov-GnRH mRNAs were loaded into a thermosensitive chitosan hydrogel, and characterized in vitro condition. To achieve this goal, a thermosensitive chitosan hydrogel was prepared that, when injected into a living organism, gels at body temperature and provides a sustained/slow release of the loaded Ov-GnRH mRNA. The synthesized biomaterial's mRNA loading capacity, mRNA release kinetics, dissolution profile under physiological conditions, and cytotoxicity were investigated in vitro.

Aleyna Öğreten

Manisa Celal Bayar University · Fen Bilimleri Enstitüsü

ActivationPhosphoinositide 3-kinaseHydrogen-ion concentration+2

Investigation of the effect of nanofluid flow on heat transfer in double pipe heat exchangers

In the present work, numerical investigation of heat transfer enhancement in double pipe heat exchanger embedded with fins on the outer surface of the inner tube and with addition of Alumina nanofluid have been carried out. Numerical work included construct the geometry which is consist from four pairs copper fins material of (35mm) height, (1mm) thickness, (8.5mm) distance between every two legs which fixed on the straight copper tube. The external and internal pipes have been manufactured from copper material of (51.78 ,20.4 mm) inner diameter, (1500, 1530 mm) length respectively. Cold water at various mass flow rates (0.03 to 0.07) kg/sec flows through annuli, and hot de-ionized water at Reynolds numbers ranging from (250 to 2500) flows through the inner tube. Performance of (smooth and finned) tube heat exchanger was investigated experimentally without nanofluids adoption. Numerical results showed (2.3 to 3.1) enhancement ratio when using finned tube heat exchanger. One type of nanoparticle (Al2O3) having volume concentrations (1%, 3%, and 5%) was used during simulation. Numerical results showed an increase in convective heat transfer coefficient by increasing both volume concentration and Reynolds number. Heat transfer coefficient and thermal conductivity increase at 5% volume concentration by (20%, 4.7%) respectively. Numerical simulation has been carried out on present heat exchanger to analyze both flow field and heat transfer using ANSYS FLUENT 20 package. The solution for conservation continuity, momentum and energy equations is utilized to predict the flow field inside the heat exchanger. A comparison of heat transfer for smooth, finned tube without nanofluids and finned tube with nanofluids was carried out. Steady state, Newtonian flow, incompressible and three dimensional were assumed. The results showed that adding fins enhanced the heat dissipation through heat exchanger. Heat transfer enhancement by adding nanoparticles to base fluid has been found during the simulation. This is due to the increase in thermo physical properties of base fluid. ANSYS FLUENT 20 package is successful for predicting both heat transfer and fluid flow in the present heat exchanger.

The protein kinase B (PKB, also designated Akt), is unarguably a crucial player in cell proliferation, survival, metabolism, angiogenesis, and apoptosis. Akt plays a pivotal role in the Ras-PI3K-Akt-mTOR signaling pathway. Akt recruitment to the plasma membrane is enabled by its Pleckstrin homology (PH) domain, which interacts with signaling membrane lipid, PIP3, or PIP2. The interplay between the PH domain and PIP3 results in conformational changes that facilitate phosphorylations of Thr308 in the kinase domain, and Ser473 in the C-terminal regulatory domain by PDK1 and mTORC2 complex, respectively. Enormous Akt activation mechanisms have been proposed by various studies, which all seem to result in PH domain peculiar role in translocating Akt to the plasma membrane, and to implication of Calmodulin (CaM) intermolecularly interacting with the PH domain in breast cancer as established by previous NMR studies. However, the exact mechanism of how CaM interacts with the PH domain at the atomic level remains unclear. Also, in Akt autoinhibition state or a "PH-in" conformer, the PH domain intramolecularly interact with the kinase domain to prevent phosphorylation of a functional residue in the kinase domain. Several residues in the PH-kinase allosteric interface maintain the PH-kinase domain autoinhibition, and mutations of critical residues in the PH-kinase domain interface have the proclivity to disrupt the interface, resulting in a "PH-out" conformer state. A "PH-out" conformer of Akt is required for the PH domain to interact with membrane lipids, an event critical for Akt activation. Furthermore, phosphorylation of Ser473 in the C-terminal tail that forms electrostatic interaction with Arg 144 in the PH-kinase linker leads to conformational rearrangements in the PH domain activating Akt. However, the structure of full-length Akt autoinhibited state is yet to be crystalized to understand the PH and kinase domain autoinhibition. Here, this dissertation purpose is two-fold: using modeling and molecular dynamics (MD) simulations to figure out how CaM interacts with the PH domain to recruit Akt to the plasma membrane and how the PH domain intramolecularly interact with the kinase domain at the atomic level with emphasis on the interfacial residues that play a crucial role in the PH-kinase domain autoinhibition. In the dissertation's first part, CaM-PH domain complexes were modeled and subjected to all atoms MD simulations. The simulation results show that CaM-PH domain interactions are thermodynamically stable and involve a 𝝱-strand, rather than an 𝛂-helix interaction, both agreeing with the NMR data and that electrostatic and hydrophobic interactions are critical to maintaining CaM-PH complex. The PH domain interacts with CaM lobes; however, multiple modes are possible, and the involvement of IP4, polar head of PIP3 attenuates CaM-PH domain interaction, implicating the release mechanism at the plasma membrane. In the second part of the dissertation, iv we modeled full-length Akt (480 residues) in the inactive state to explore the intramolecular interaction between the PH and kinase domains and identify crucial interfacial residues that maintain the PH-kinase intact interface. Further, Asp 323, an important interface residue was mutated to His to discern its effect on PH-kinase allosteric interface. The results show that the mutation led to substantial displacement of ATP from the ATP binding pocket in Akt and led to kinase domain adopting a more open conformation. Additionally, the RMSD and RMSF profiles depict that D323H leads to an increase in conformational changes, and we deduce that although the mutation is approximately 21Å away from ATP binding site, perhaps there is an allosteric communication between these two functional sites in Akt. The modeled structures of full-length autoinhibited Akt state are best representations that would guide pharmaceutical chemists to develop Akt allosteric inhibitors, which require an intact PH-kinase interface, and ATP-competitive inhibitors that do not require such intact PH-kinase interface but might rely on intact kinase domain N- and C- lobes interface for their cellular activity. The development of allosteric and ATP-competitive inhibitors is crucial for targeting Akt since it is frequently activated in tumor cells, necessitating its regulation. The dissertation results have functional implications in developing inhibitors that would target CaM-PH domain complex and allosteric and ATP-competitive inhibitors that bind to the PH-kinase domain interface and ATP binding pocket in Akt, respectively. Finally, these results add to the already existing incredible wealth of information on the Akt kinase activation mechanism, which all seem to result from loosening the PH-kinase domain autoinhibition.

Jackson Weako

Koç University · Fen Bilimleri Enstitüsü

2022

DoktoraAçık ErişimEN

Novel cardiac magnetic resonance imaging sequences used in congenital heart disease

Recent advancements in cardiac magnetic resonance imaging have significantly enhanced the diagnostic accuracy and management of congenital heart disease. Modern magnetic resonance imaging sequences, such as steady-state free precession, phase-contrast imaging, and late gadolinium enhancement, offer detailed anatomical and functional insights, which are crucial for precise diagnosis, surgical planning, and long-term follow-up. These sequences allow for comprehensive assessment of complex cardiac structures, hemodynamics, and myocardial tissue characterization, thereby improving patient outcomes and aiding in the effective treatment of congenital heart disease. The integration of advanced imaging techniques like phase-contrast magnetic resonance imaging, 3D printing, and computational fluid dynamics has revolutionized the evaluation and management of congenital heart disease. Phase contrast magnetic resonance imaging provides comprehensive hemodynamic data, enabling precise assessment of blood flow patterns and quantification of flow parameters. These detailed flow analyses are further enhanced by 3D printing, which creates patient-specific models for pre-surgical planning and education. Together, these technologies offer a multifaceted approach to congenital heart disease, improving diagnostic accuracy, surgical planning, and patient-specific care. The first part of this thesis investigates differences in functional and 3D morphological characteristics of the right ventricular outflow tract and branch pulmonary arteries in patients with surgically corrected tetralogy of Fallot, which is referred to as surgical or transcatheter pulmonary valve replacements. The study found the reduced circumferential and radial strain in the right ventricle in the surgical valve replacement group by using cardiac magnetic resonance imaging with multiplanar reconstructions, 3D volume rendering, and 3D printed models for pre-procedural assessment. A significant correlation was noted between right ventricular outflow tract types and strain parameters. This study addresses a critical gap in understanding the effects of transcatheter pulmonary valve replacement on myocardial strain in patients with surgically corrected tetralogy of Fallot. The second part of this thesis is dedicated to determining the effects of transcatheter pulmonary valve replacement on atrial and ventricular strain in patients with surgically corrected tetralogy of Fallot using feature-tracking strain evaluation of cardiac magnetic resonance imaging. By demonstrating that pulmonary valve replacement leads to significant changes not only in volume and function parameters but also in strain characteristics it provides a deeper understanding of myocardial function in these patients. The study suggests incorporating strain analysis into routine cardiac magnetic resonance imaging protocols for a more comprehensive assessment.

Pulmonary heart disease3D printing

Serçin Özkök

Koç University · Fen Bilimleri Enstitüsü

Electronic communicationMetasurfacesReflector surface

DoktoraAçık ErişimEN

Novel over-the-air methods and practical approaches for reconfigurable intelligent surfaces system designs and analyses

The rapid evolution of wireless communication networks towards 6G and beyond requires innovative solutions to enhance spectral efficiency, improve system reliability, and manage the growing complexity of modern communication systems. This thesis explores the integration of reconfigurable intelligent surfaces (RIS) with communication systems to address fundamental challenges in wireless networks, such as challenges in the channel, overall system efficiency, system scalability, practicality and more. By leveraging RIS technology, the wireless propagation environment can be dynamically reconfigured to optimize signal transmission, mitigate interference, and enhance network performance. This thesis presents novel over-the-air (OTA) approaches to RIS-aided communication systems, considering both passive and active RIS architectures as well as their practical implications in real-world deployments. Chapter 2 investigates an virtual OTA equalization technique enabled by RIS, demonstrating how RIS phase alignment can effectively eliminate inter-symbol interference (ISI) and convert frequency-selective fading channels into frequency-flat channels. Chapter 3 includes a study proposing RIS-aided uplink non-orthogonal multiple access (NOMA) schemes, optimizing resource allocation and improving outage probability performance for two users. Chapter 4 introduces a hybrid RIS architecture for OTA index modulation (IM), integrating passive and active RIS elements to achieve superior spectral efficiency and reduced detection complexity. Chapter 5 focuses on network-independent RIS architectures, proposing a user-controlled RIS system that enhances practicality, signal quality and energy efficiency in a simple and practical manner without relying on centralized network control. Chapter 6 discusses RIS identification techniques in mobile networks, addressing critical challenges related to RIS security, authentication, and interference mitigation, introducing a new and important concept for RIS deployment to the literature. Chapter 7 presents a power-differentiated dual-code index modulation (RIS-PD-DCIM) scheme that improves spectral efficiency and performance through optimal RIS partitioning strategies. The contributions of this thesis provide a comprehensive framework for RIS-aided communication systems, addressing key limitations in existing wireless technologies and paving the way for the seamless integration of RIS into 6G networks. The proposed methodologies and system models demonstrate the potential of RIS to revolutionize wireless communications by offering enhanced system designs, improved spectral and energy efficiency, and robust performance in dynamic environments. These findings contribute to the ongoing efforts in the research community to develop practical, scalable, and intelligent wireless networks for the future.

Emre Arslan

Koç University · Fen Bilimleri Enstitüsü

Batarya termal yönetim sistemiDeneysel analizDeşarj+2

Batarya akim kesme ünitesi yuksek voltaj bağlanti birimleri termal analizi

2015 yılından itibaren birçok hükümet, gaz emisyonlarını azaltma çabalarının bir parçası olarak elektrikli araçların benimsenmesini teşvik etmeye başlamıştır. 2030 yılından sonra elektrikli araç satışının 30 milyon adeti geçmesi beklenmektedir. Elektrikli aracın en kritik birimi olan batarya teknolojilerinin hızla gelişmesi, elektrikli araçların yaygınlaşmasında önemli rol oynamaktadır. Yüksek voltajlı bataryalardan kaynaklanan elektrik arızaları ciddi hasara neden olabilir. Batarya kontrol ünitesi aşırı akım, kaza, akü şarj arızaları ve elektrik sızıntısı durumlarında devre bağlantısını kesmekle görevlidir. Bu nedenle, Batarya Akım Kesme Ünitesinin termal analizi, güvenli ve daha kompakt tasarımlar yapılıp kısa sürede test edilmesini sağlar. Bu çalışma, elektrikli araç bataryalarında bulunan Batarya Akım Kesme Ünitesinin sistemlerinin ve ünitenin içinde bulunan baraların termal simülasyonunu içermektedir. Ünite FEV Türkiye'nin test düzeneği geliştirme projesidir. Daha sonra Katı model Doğuş Üniversitesi bünyesinde yer alan lisans kullanılarak ANSYS 2023 R2 yazılımında termal analize tabi tutulmuştur. Üretilen prototip Türkiye'de bulunan Global bir pil üreticisinin laboratuvar ortamında teste edilmiştir. Batarya Akım kesme Ünitesinin proje hedefi olan 400A akım altında en az 5 dakika çalışma süresi deneysel testlerde 8 dakika olarak uygulanmıştır. Termal simülasyon sonuçları ile deneysel testlerle elde edilen sıcaklıklar karşılaştırılmıştır. 24 adet koşul oluşturulmuş ve ortam sıcaklığı ve hava taşınım katsayısı değişken olarak uygulanmıştır. Taşınım ile ısı transferinin sıcaklığa etkisi ve ortam sıcaklığının bu katsayıya etkisi incelenmiştir. Deneysel veriler ile karşılaştırılan simülasyon verileri arasındaki hata oranı %0,10-%5,62 arasında elde edilmiştir. Batarya Akım kesme ünitesinde bulunan baralar kesit ve uzunluklarına göre teorik hesaplamalar ile simülasyon bilgileri karşılaştırılmış sonuçlarının uyuştuğu gözlemlenmiştir. Sonuç olarak bu tez, Batarya akım kesme ünitesinin termal performansını inceleyerek hava taşınım katsayısının etkilerini ve baraların kesit ve uzunluklarına bağlı değişimlerini incelemiştir. Bu çalışmanın elektrikli araç teknolojisinin daha da ilerlemesine katkı sağlayacağı öngörülmektedir.

Ayçin Akbaş Balcı

Doğuş University · Lisansüstü Eğitim Enstitüsü

Bitlis Eren University · Lisansüstü Eğitim Enstitüsü

Muş Alparslan Üniversitesi kampüsünün elektrik enerji kalitesinin incelenmesi

Bu tez çalışmasında Muş Alparslan Üniversitesi kampüsünde bulunan dağıtım trafoları güç kalitesi problemlerinden olan akım ve gerilim harmonikleri açısından incelenmiştir. Kampüste bulunan trafolarda enerji analizörü ile yapılan ölçümlerde akım ve gerilim harmonikleri kayıt altına alınmıştır. Ölçümler sonucunda elde edilen akım ve gerilim harmonikleri incelenmiştir. Yapılan ölçümlerde akım harmoniklerinin standart limitlerin üzerinde olduğu gerilim harmoniklerinin ise standart limitlere uygun olduğu belirlenmiştir. Akım harmonik değerleri kullanılarak Matlab/Simulink ortamında üç fazlı nonlineer yük modelleri oluşturulmuştur. Bu modellerin toplam harmonik bozulma (THD) oranları, enerji analizörü ile ölçülen değerlere oldukça yakın sonuçlar vermiştir. Matlab/Simulink ortamında akım harmoniklerini elimine edecek paralel aktif güç filtresi tasarlanmış ve her bir trafo için paralel aktif güç filtresinin performansı incelenmiştir.

Nejdet Sezgin