1.400
Arşivlenen Tez
0
DOI Atanmış
0%
DOI Oranı
Arşivlenen Tez
Derin öğrenme için yenilikçi düzgünleştirme yaklaşımlarının geliştirilmesi ve medikal görüntülere uygulanması
Yapay sinir ağı (YSA) temelli yaklaşımların tahmin başarımının artırılması literatürde ele alınan önemli bir konudur. Düzgünleştirme, tahmin başarımını artırmak için kullanılan yöntemlerden biridir. Bu tez çalışmasında YSA temelli modeller için üç farklı yenilikçi düzgünleştirme yöntemi önerilmiştir. Bu yöntemler, farklı derin ağlarda kullanılarak tıbbi görüntü verilerinin sınıflandırılmasında tahmin başarımını artırmışlardır. Birinci uygulamada veri ile düzgünleştirme yapılmıştır. Kapsül ağın (KA) klasik veri artırımı kullanılarak eğitiminde istatistiksel sınıflama metriklerinde başarım sağlayamadığı keşfedilmiştir. Önerilen çekişmeli üretici ağ (ÇÜA) mimarisi ile göğüs x-ray görüntülerinde eğitim verileri üretilmiştir. KA, eğitiminde filtre sayısı, boyutu ve eğitim veri sayısı parametrelerindeki değişimlerde sınıflama performansındaki durumlar detaylı olarak açıklanmıştır. Önerilen yöntem ile %94 oranında doğruluk başarımı sağlamıştır. Ayrıca ÇÜA tabanlı veri üretim yaklaşımı cilt lezyon imgelerinin sınıflama için uyarlanmıştır. Önerilen veri artırma modeli ile transfer öğrenme kullanarak yedi sınıflı cilt lezyon veri kümesinde sınıflama gerçekleştirmiştir. Bu yöntem ile istatistiksel metriklerde yaklaşık %10 oranında başarım artışı gerçekleştirilmiştir. İkinci uygulamada ise YSA ve evrişimsel sinir ağı (ESA) modellerinin tahmin başarımını artıracak yeni bir kayıp eklenti fonksiyonu önerilmiştir. Bu yöntem ile ağ ağırlıklarını birimdik vektörler olarak öğrenmek için genelleştirilmiş bir matematiksel model sunulmuştur. Önerilen yöntem ile modellerin ağırlık matrisini ikili dik vektörler şeklinde öğrenerek genelleme başarımı artırılmıştır. Deneysel çalışmalarda önerilen yöntem, yedi farklı veri kümesinin eğitimi için uygulanmıştır. Önerilen yöntem ile YSA ve ESA'nın sınıflama başarımını %1 ila %5 arasında artış sağlanmıştır. Son uygulamada ise ağ tabanlı bir düzgünleştirme yaklaşımı sunulmuştur. Karşılaştırmalı öğrenme mimarisi olan basit çerçeveli öğrenme (Simclr) yönteminin çözücü ağ katmanı için yeni bir ağ önerilmiştir. Ayrıca eğiticili öğrenme stratejisi ile model yeniden oluşturulmuştur. Kolon kanseri histopatolojik veri kümelerine uygulanan yöntem ile literatürdeki diğer yöntemlere kıyasla yüksek sınıflama performansı elde edilmiştir. Anahtar Kelimeler: Düzgünleştirme, Birimdik Düzgünleştirme, Tıbbi Görüntü Sınıflama, Derin Öğrenme, Karşılaştırmalı Öğrenme
Lightlike alt manifoldlar üzerinde ricci solitonlar
Doktora tezi olarak hazırlanan bu çalışma dört bölümden oluşmaktadır. Giriş olarak verilen birinci bölümde, Ricci solitonlarla ilgili literatür bilgisi ve tezin genel içerigi hakkında kısa ˘ bilgiler verilmiştir. İkinci bölümde ise, tezin anlaşılabilir olması için yarı-Riemann manifoldlar, altmanifoldlar ve yarı-Riemann manifoldların lightlike altmanifoldları ile ilgili temel kavramlar verildi. Üçüncü bölümde, ilk olarak bir yarı-Riemann manifoldun lightlike hiperyüzeyi üzerinde Ricci solitonlar, Rigged metrik yardımıyla incelendi ve bu bölümde potansiyel vektör alanı concurrent vektör alanı ve concircular vektör alanı olarak alınarak, lightlike hiperyüzeyler üzerinde Ricci solitonların var olması için gerek ve yeter ¸sartlar ile karekterizasyon teoremleri elde edildi. Son bölüm olan dördüncü bölümde ise lightlike altmanifoldlar üzerinde Ricci solitonlar en genel haliyle çalışıldı. Bu bölümde ilk önce ek boyutu iki olan half lightlike ve coisotropic altmanifoldlar üzerinde Ricci solitonlar çalışıldı ve potansiyel vektör alanları özel vektör alanları olarak alınarak karekterizasyonlar verildi. Bu son bölümde en son olarak r−lightlike altmanifoldlar üzerinde Ricci solitonlar incelendi ve potansiyel vektör alanlarının özel vektör alanları (concurrent, concircular, v.s.) olması durumunda karekterizasyonlar verildi.
Büyük ölçekli sabit enerji depolama sistemleri için batarya teknolojilerinin araştırılması
Dünyadaki enerji kaynaklarının kısıtlı olması, üretim maliyetlerinin yüksekliği, ülkeleri dışa bağımlı ve pahalı enerji kullanmaya sevk etmektedir. Diğer yandan ise geleneksel enerji üretim yöntemleri çevreye verdiği zarar her geçen gün artmaktadır. Konvansiyonel yakıtların kullanılması, sera gazı salınımını artırmakta ve buna bağlı olarak küresel ısınma gibi bütün dünyayı etkileyebilecek önemli sorunlar ortaya çıkmaktadır. Teknolojinin gelişmesi, nüfusun artması enerjiye olan ihtiyacı da artırmaktadır. Bu problemlerin çözümlerinden biri olan enerji depolama sistemlerinin önemi de giderek artmaktadır. Bu çalışmada enerji depolama sistemleri ve bataryalar hakkında genel bilgiler anlatılarak, büyük ölçekli sabit enerji depolama sistemleri için batarya teknolojileri hakkında bilgiler verilmiştir. Ayrıca büyük ölçekli enerji sistemlerinin genel özellikleri anlatılarak çalışma prensipleri detaylandırılmıştır.
Sodyum iyon bataryalar için kobalt-manganez-demir oksit katotların üretimi ve batarya performansının incelenmesi
Bu tez çalışmasında Na0,67Mn0.5-xCoxFe0,43Ti0.07O2 bileşiğinini üretimleri gerçekleştirilmiş ve bu yapıya sırasıyla x=0.1, 0.2, 0.3, 0.4 ve 0.5 oranında Co elementi katkılanarak 2 gr'lık katot toz malzemeleri geleneksel katı-hal reaksiyon yöntemine göre üretilmiştir. Üretilen örnekleri yapısal analizleri sırasıyla X-ışını kırınımı (XRD), Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi (FTIR), Taramalı Elektron Mikroskobu (SEM) ve Enerji Dağılımı X-Işını (EDX) analizleri gerçekleştirilmiştir. Hazırlanan malzemelere Na-iyon bataryalarda katot aktif malzemelerinin üretiminde kullanılmış ve buton tipi CR2032 hücreler kullanılarak batarya özellikleri incelenmiştir. Üretilen bataryala hücreleri ile elektrokimyasal analizler gerçekleştirerek bataryaların performansları araştırılmıştır. Tez çalışması kapsamında Na metali kullanılarak yarım hücre testleri için Döngüsel Voltametri (CV), Empedans Spektroskopisi (EİS), çevrim performans ölçümleri ve Şarj/Deşarj oranı (C-Rate) ölçümleri alınmıştır. Elde edilen batarya test sonuçları değerlendirildiğinde Co katkılanması ile birlikte elettrokimyasal özelliklerin ciddi bir şekilde değiştiği ve kapasitenin azaldığı bulunmuştur.
Yapıların çevresel etkilerinin değerlendirilmesi için çok kriterli karar destek sistemi geliştirilmesi
Çevresel problemler günümüzün en önemli sorunlarından biridir. İnşaat sektörü artan konut taleplerini karşılarken doğanın ekolojik dengesine zarar vermektedir. Yapıların kullanım aşamasının yanı sıra yapı malzemelerinin üretim ve kurulum aşaması da çevreye zarar vermektedir. Bu çalışmanın odaklarından ilki yapıların maliyet ve çevresel kriter değerlerini etkileyen anahtar ön tasarım yaşam döngüsü dönemi ve çevresel kriterin belirlenmesidir. Diğer odak ise yapılarda gömülü ve operasyonel etkiler arasındaki ilişliyi ve yapı kabuğunu değiştirerek bir yapının toplam çevresel etkilerindeki potansiyel azalmanın gömülü ve operasyonel etkiler arasındaki dengesini araştırmayı amaçlamaktadır. Çalışmada yapıların çevresel etkilerinin değerlendirilmesi için 7 çevre kriterinden ve 1 maliyet kriterinden oluşan çok kriterli karar destek sistemi geliştirilmiştir. Karar destek sistemi yapının çevresel etkilerini en az revizyonla iyileştiren bir çerçeve sistem sunmaktadır. Hesaplanan çevresel etki göstergeleri: küresel ısınma, asidifikasyon, ötrofikasyon, ozon incelmesi, fotokimyasal oksidasyon, fosil olmayan kaynak kullanım potansiyeli ve fosil kaynak kullanım potansiyelidir. Belirtilen amaç doğrultusunda, yapım projelerinin metraj verilerini yapım tarifleri ile eşleştirerek çevresel performans göstergelerini ve inşaat maliyetini hesaplayan bir sistem geliştirilmiştir. Geliştirilen çerçeve sistem sayesinde yapının maliyet ve çevresel performans göstergelerini en çok etkileyen iş kalemleri belirlenerek ve ilgili iş kalemlerine daha düşük çevresel etkiye sahip alternatifler oluşturularak yapının tasarımı güncellenip yapı yeniden analiz edilir. Değişen tasarımın yapının ısıtma enerjisi tüketimi üzerindeki etkisi belirlenerek yapının üretim, kurulum ve kullanım dönemlerindeki çevresel etkilerinin değişimi hesaplanmıştır. Ayrıca yapı kabuğunu oluşturan yapı malzemelerindeki değişimin yaşam döngüsü üzerindeki etkisi de araştırılmıştır. Aynı yapı malzemesi için farklı değerlere ve coğrafi geçerliliğe sahip EPD belgeleri bulunmaktadır. Çevresel etkinin ölçülmesinde yaşam döngüsü analizi ile hazırlanan EPD belgeleri kullanılmış ve EPD belgelerindeki veriler ICE verileri ile karşılaştırılmıştır. Farklı veri kaynaklarının etkisini hesaplamak için yapı malzemelerine farklı kaynaklardan temin edilen EPD belgeleri ile Monte Carlo analizi yapılmış ve sonuçların değişkenlik sınırları belirlenmiştir. Elde edilen sonuçlar EPD belgeleri arasında ortalama %10 sapma olduğunu göstermektedir. Yaşam döngüsü analizi hesap sonuçları, geliştirilen çok kriterli karar destek algoritmasının uygulanmasıyla elde edilen yeni yapı tasarımlarının her bir hesap kriterinde iyileşme sağladığını göstermektedir. Önerilen çok kriterli karar destek sistemi ön tasarım aşamasında planlanan bir yapının her bir hesap kriteri için maliyet ve çevresel etkilerinin dikkate değer bir iyileşme potansiyeline sahip olduğunu göstermektedir. Yapıların kullanım aşamasında malzemelerin tekrarlı kullanımlarının hesap kriterlerini birim alan için %13-41 arasında artırdığı belirlenmiştir. Analiz edilen yapılarda ön tasarım aşamasında yapıların çevresel etkisini en fazla azaltan kriterler Maliyet ve AP kriterlerini azaltmak için yeniden tasarlanmış yapılardan elde edilmiştir. Bu kriterler malzemeden kaynaklanan çevresel etkileri azaltsa da yapının kullanım dönemindeki ısıtma enerjisinde negatif bir etkiye yol açmıştır. Bunun dışında yapı kabuğunda iyileşme için yapılan yatırımlar birinci derece-gün bölgesinden dördüncü bölgeye doğru daha yüksek net bugünkü değerler sunmuştur. Yalıtım iyileşmesinde en yüksek etki duvar elamanındaki iyileşmeden elde edilmiştir. Yapının kabuğundaki iyileşmenin operasyonel karbondaki azalmaya etkisi birinci bölgeden dördüncü bölgeye gidildikçe arttığı belirlenmiştir. Sonuç olarak, bu çalışmada sunulan veri tabanı, yöntem ve yapılan analizler gelecekte bu alanda yapılacak araştırmalar için bir örnek teşkil edebilecek potansiyel taşımaktadır. Çalışma, yapıların çevresel etkilerini azaltmak için tasarım aşamasında çok kriterli optimizasyon süreci önererek bütüncül bir iyileşmenin elde edilmesini sağlayarak literatüre önemli bir katkı sunmaktadır.
Ağır vakum gaz yağından FCC yöntemi ile inert ortamda hafif ürün eldesi
Petrol rafinerilerindeki en önemli kimyasal dönüşüm proseslerinden biri hidrokraking, diğeri ise katalitik kraking (FCC) prosesleridir. Bu prosesler kullanılarak, ağır petrol fraksiyonları daha hafif ve yakıt olarak kullanılabilir ürünlere dönüştürülebilmektedir. Her iki proses de katalizör varlığında gerçekleşir ve genellikle benzer katalizörler kullanılır. Bu çalışma kapsamında, petrolün ağır fraksiyonlarından biri olan HVGO'nun FCC yöntemi ile tam karıştırmalı kesikli bir reaktör kullanılarak daha hafif bileşenler ve yakıt olarak kullanılabilir ürünlere dönüştürülmesi hedeflenmiştir. Katalitik ve katalitik olmayan kraking deneyleri sıcaklık 325, 350, 375, 400 oC, başlangıç azot basıncı 0, 10, 15, 20 ve 30 bar, reaksiyon süresi 30, 60, 90 ve 120 dk koşullarında gerçekleştirilmiştir. HVGO'nun katalitik kraking işlemlerinde katalizör türünün etkisini incelemek üzere hem ticari hem de sentezlenen katalizörler kullanılmıştır. Katalizör derişimi olarak % 0,1, %0,5, %1 ve %5 oranları kullanılmıştır. Kraking deneylerinde karıştırma hızı 200 rpm olarak sabit alınmıştır. Katalitik ve katalitik olmayan koşullarda gerçekleştirilen kraking işlemlerinde elde edilen sonuçlara göre, en hafif ürün bileşimi katalizör türü %25 MgO + %75 SiO2, katalizör derişimi %1, reaksiyon sıcaklığı 400 oC, reaksiyon süresi 120 dk, başlangıç azot basıncı 0 bar koşullarında elde edilmiştir. Hafif ürünler (karbon sayısı 22 ve altında olan bileşenler) önemli ölçüde parafinik (%47.53) ve sikloalkanlardan (%21.60)'dan oluşmaktadır. Katalitik kraking işlemlerinde çözücü etkisinin belirlenmesi amacıyla çözücü olarak tetralin seçilmiş ve HVGO/ Çözücü oranı ağırlıkça 1/1 ve 1/3 alınarak kraking deneyleri gerçekleştirilmiştir. Katalitik kraking işlemlerinde HVGO ile birlikte çözücü olarak tetralin kullanılması hafif ürün bileşiminde aromatik bileşenlerin oranını artırmaktadır.
Burgers denkleminin klasik sonlu fark yöntemi ile nümerik çözümleri
Bu yüksek lisans tez çalışması beş bölümden oluşmaktadır. Birinci bölümde, Burgers denklemi ile ilgili literatür araştırması verilmiştir. İkinci bölümde, tezde kullanılacak olan sonlu fark yöntemleri tanıtıldı. Üçüncü bölümde, denklemin farklı başlangıç ve sınır şartlarıyla birlikte göz önüne alınmasından beş model problem verildi. Dördüncü bölümde, Rubin-Graves tipi lineerleştirme tekniği ile lineerleştirilmiş model problemlerin açık, kapalı, Crank-Nicolson sonlu fark yöntemiyle nümerik çözümleri elde edilmiş ve bulunan çözümler çizelge ve grafikler yardımıyla sunulmuştur. Beşinci bölümde, dördüncü bölümde elde edilen nümerik sonuçların değerlendirilmesi yapıldı.
Isı iletim denkleminin analitik ve nümerik çözümleri
Bu yüksek lisans tezi beş bölümden oluşmaktadır. Birinci bölümde, tezin temel amacından kısaca bahsedildi ve 1-boyutlu ısı iletim problemi hakkında bilgi verildi. Ayrıca bu bölümde tezde göz önüne alınacak olan 1-boyutlu ısı iletim denkleminin tarihsel gelişimi ile birlikte bazı temel özelliklerinden bahsedildi. İkinci bölümde, bu tez çalışmasında kullanılacak olan nümerik yöntemlerden biri olan standart sonlu farklar yöntemi hakkında bilgi verildi. Bu bölümde ayrıca sonlu eleman yöntemi ile birlikte von-Neumann kararlılık testi hakkında bilgi verildi. Ayrıca başlangıç ve sınır şartlarıyla verilen adi diferansiyel denklemlerden oluşan problemlerin tam çözümünün bulunmasında kullanılan değişkenlerine ayırma yönteminden kısaca bahsedildi. Üçüncü bölümde, 1-boyutlu ısı iletim denklemi ile ilgili literatürdeki çalışmalar sunuldu. Ayrıca, bu tezde tam ve nümerik çözümleri bulunacak olan farklı başlangıç ve sınır şartları ile verilen 1-boyutlu ısı iletim denklemi için iki test problem kısaca tanıtıldı. Dördüncü bölümde, ikinci bölümde verilen model problemin değişkenlerine ayırma yöntemi ile tam çözümleri elde edildi. Daha sonra test problemlerin sonlu fark yöntemi ile açık, kapalı ve Crank-Nicolson nümerik şemaları çıkartıldı. Her bir şemadan hesaplanan nümerik çözümler, çizelgeler ve şekiller halinde sunuldu ve ayrıca bu nümerik çözümler mevcut tam çözümleri ile birlikte literatürdeki farklı çalışmalardaki sonuçlarla da karşılaştırıldı. Kullanılan sonlu fark şemalarının ne kadar doğru ve güvenli sonuçlar ürettiğini test etmek amacıyla analitik ve diğer bazı çözümlerle karşılaştırmalara ek olarak L₂, L_{∞} hata normları ve bu normlarda bulunan yaklaşık yakınsaklık mertebeleri çizelgeler halinde verildi. Son olarak beşinci bölümde, uygulanan yöntemlerden elde edilen sonuçların kısa bir değerlendirilmesi yapılarak, ileriki çalışmalar için önerilerde bulunuldu.
Transformatör iç arklarının geçici rejim sinyal işleme ve makine öğrenme yöntemleriyle erken tespiti
Güç transformatörlerinde yıldırım düşmesi, anahtarlama olayları ve kısa devre arızaları gibi nedenler, sargı yalıtımında deformasyona yol açarak sargılar arasında elektrik arkı oluşumuna neden olmaktadır. Ark oluşumu zamanla rijit bir kısa devreye yol açarak trafoların aşırı ısınmasına ve basınç nedeniyle transformatörün patlamasına sebep olabilmektedir. Bu tez çalışmasında, transformatör sargılarındaki ark oluşumu transformatörün terminallerindeki akım ve gerilim sinyallerindeki geçici rejim değişimleri incelenerek tespit edilmiştir. Çalışmada, 15 MVA gücünde bir güç transformatörü ANSYS@Maxwell ortamında üç boyutlu olarak modellenmiş ve MATLAB@Simulink'te oluşturulan ark modeli ANSYS@Maxwell manyetik modeline adapte edilerek yapılan senkronize çalışma ile transformatör sargılarındaki ark analizi gerçekleştirilmiştir. Tasarımların çözümlemesinde Sonlu Elemanlar Yöntemi (SEY) kullanılmıştır. Transformatör modelinin doğruluğunu sağlaması için normal, kısa devre ve harmonik analizleri gerçekleştirilmiş ve elde edilen sonuçlar fabrika ve tasarım verileriyle karşılaştırılarak sonuçların uyumlu olduğu belirlenmiştir. Transformatör girişinden elde edilen veriler, Hızlı Fourier Dönüşümü (FFT) kullanılarak frekans spektrumuna dönüştürülmüş ve bu sinyallerden transformatördeki ark arızası durumlarında oluşan yüksek frekanslı harmonikler tespit edilmiştir. Frekans spektrumlarından elde edilen 361 ayrı noktadaki harmonik veriler kullanılarak K-NN, DT, SVM, YSA ve ESM gibi Makine Öğrenmesi (MÖ) algoritmaları ile modeller eğitilmiştir. Arızalı sargı ve arızalı diske ait arıza tespit modellerinde yüksek doğruluk ve performans değerleri sağlanmıştır. Böylece, geliştirilen yöntem sayesinde transformatör sargılarında ark arızası oluşumunun sensör kullanmadan kısa sürede tespit edilmesine imkân sağlanmıştır.
Enerji iletim hatlarında ark arızası yerinin yürüyen dalga yöntemleri ile belirlenmesi
Bu tezde Enerji İletim Hatlarında (EİH) oluşan ark arızası benzetimi ark modelinin benzetim ortamına aktarılması vasıtasıyla yapılmış ve ark arızası yeri Yürüyen Dalga (YD) yöntemleri ile belirlenmiştir. Daha önce normal arıza koşullarında arıza yeri için sunulan Geçici Rejim Frekans Spektrumu (GRFSA) yöntemi; arıza tespit, veri boyutunun sınırlandırılması ve kaynak empedansı etkisinin farklı şekilde azaltılması geliştirmeleriyle bu tezde sunulmuştur. İki uçtan alınan senkron zaman alanı verisi ile YD ulaşma zamanlarını belirlemek için sunulan Yaklaşık Türev (YT) yöntemi bu tezde, ilk defa, tek uçtan alınan veri ile uygulanmıştır. YD teorisinden faydalanılarak, yansıyan YD'lar işaret değişimine dayalı kapsamlı bir algoritma ile ayrıştırılmıştır. YT aynı zamanda arıza tespit için sunulmuştur. Arıza tespit sayesinde yöntemin ihtiyaç duyduğu kısıtlı veri ile arıza yeri yüksek doğruluk oranı ile belirlenmiştir. Arıza tespit yöntemi sayesinde kısıtlanan veri boyutu, yöntemlerin daha hızlı sonuç vermesini sağlamıştır. Bu sayede arkın yıkıcı etkilerinin azaltılması hedeflenmiştir. Sunulan her iki yöntemin arkın lineer olmayan karakteristiğinden etkilenmediği ispatlandığı gibi, güç sistemlerinde oluşan değişken durumlara tepkileri incelenmiştir. Ayrıca, sinyallerdeki gürültünün yöntemlere etkileri incelenmiştir. Sonuç olarak yöntemlerin önceki çalışmalarla karşılaştırılması ile etkinlikleri ve özgünlükleri kanıtlanmıştır. Benzetimler ATP/ EMTP ortamında, arıza tespit ve arıza yeri hesaplamaları ise MATLAB'ta yapılmıştır.