84
Archived Theses
0
DOIs Assigned
0%
DOI Rate
Discipline
Derin öğrenme teknikleri ile askeri tehdit unsurlarının tespiti
Tarih boyunca, teknolojik gelişmelere katkı sağlayan önemli unsurlardan biri, ülkelerin askeri tehditlere karşı duyduğu güvenlik kaygıları olmuştur. Güvenlik kaygılarına sebep olan askeri tehditler ve güvenlik maksatlı alınan önlemler zaman, mekân ve dönemin şartlarına bağlı olarak değişiklik göstermektedir. Ancak her ne şekilde olursa olsun askeri tehditlerden korunmanın ilk adımı onların tespit edilmesidir. Bu sebeple askeri tehditlerin tespiti ulusal savunma stratejilerinin kilit noktalarındandır. Günümüzde derin öğrenme teknikleri ile kamera görüntüleri üzerinden potansiyel tehdit unsurlarının tespit edilmesi mümkün hale gelmiştir. Literatürde bu doğrultuda gerçekleştirilen çalışmalar mevcut olmasına rağmen, mevcut çalışmalarda işlem hızı yetersizliği ve taşınabilirlik olmak üzere genel olarak iki temel sınırlama dikkat çekmektedir. Bu tez çalışmasında, bu iki önemli eksik göz önünde bulundurularak, derin öğrenme temelli yaklaşım ile askeri tehdit unsurlarının hızlı ve taşınabilir bir şekilde tespit edildiği bir model geliştirilmesi amaçlanmıştır. Çalışma kapsamında, NVIDIA Jetson Nano geliştirme kartı üzerinde, derin öğrenme tekniklerine dayanan YOLO (You Only Look Once) algoritmasına dayalı bir askeri tehdit unsur tespit sistemi tasarlanmıştır. Bu doğrultuda, Kaggle platformundan elde edilen tank, askeri kamyon, ZPT-ZMA (Zırhlı Personel Taşıyıcı-Zırhlı Muharebe Aracı) sınıflarını içeren ve 1795 görselden oluşan bir veri seti kullanılmıştır. Modelin genel performansını arttırmak amacıyla veri artırma işlemi gerçekleştirilmiştir. Model eğitiminde YOLOv5n mimarisi temel alınarak bir nesne tespit modeli geliştirilmiş ve modelin gerçek zamanlı çalışmaya uygun hale getirilmesi amacıyla TensorRT ile optimizasyon işlemi yapılmıştır. Optimize edilen model ile tüm sınıfların ortalamasında %89 mAP (mean Average Precision) skoruna ulaşılmıştır. Modelin gerçek zamanlı performansının değerlendirilmesi amacıyla askeri konvoy içeren bir video üzerinde model test edilmiş ve 22,1 FPS (Frame Per Second) değeri elde edilmiştir. Ayrıca, çok iş parçacıklı video işleme yöntemi ile bu değer ortalamada 26,42 FPS'e yükseltilmiştir.
Fonksiyonel derecelendirilmiş malzemelerde sonlu elemanlar yöntemiyle uçak kanatlarında bulunan kirişlerin analizi
Bu tez çalışması kapsamında, uçak kanat yapılarında yer alan kiriş elemanlarının geleneksel homojen malzemeler yerine, mekanik özellikleri bir noktadan diğerine sürekli ve düzenli olarak değişen heterojen, özel mikro yapılarla tasarımı gerçekleştirilmiştir. Bu kapsamda, söz konusu kiriş yapıların yapısal davranışları ABAQUS yazılımı kullanılarak sonlu elemanlar analizi yapılmıştır. Ayrıca fonksiyonel derecelendirilmiş malzeme kullanımı ile geleneksel malzeme tasarımları karşılaştırılarak uçak kanatlarındaki kirişlerin mekanik özellikleri kıyaslanmıştır. Fonksiyonel derecelendirilmiş malzeme olarak AA7075 ve SiC bir arada kullanılmıştır. AA 7075 havacılık sektöründe hafiflik ve yüksek mukavemet gibi özellikler sunmasından dolayı tercih edilmektedir. SiC seramik malzemeler takviye elemanı olarak modelleme üzerinde yapısal dayanım özelliklerini sağlayarak alaşımın sertlik oranını yükseltmekte ve dayanımını artırmaktadır. Fonksiyonel derecelendirilmiş malzeme içerisinde bulunan seramik katkı oranı %10 ve %15 olarak kullanılmıştır. Böylelikle belirtilen oranlarda seramik içeren iki farklı kiriş tasarımı sonlu elemanlar analizi yöntemiyle ele alınmış ve seramik artışına bağlı olarak fonksiyonel derecelendirilmiş malzemenin kiriş üzerindeki etkisi modal, statik ve burkulma analizleri yapılarak sonuçlar karşılaştırılmıştır. Buna göre %15 SiC katkılı fonksiyonel derecelenmiş malzemenin modal analiz, statik yük analizi ve burkulma analizi için daha iyi özellikler gösterdiği ifade edilebilir.
Dynamic path planning and mapping using sensor fusion with ROS2
Bu tezde, iç mekânlarda hareketli cisimlerin bulunduğu dinamik ortamlarda mobil robotların güvenli ve verimli bir şekilde hedefe ulaşmasını sağlayacak bir yol planlama yöntemi sunulmuştur. Özellikle yalnızca LIDAR sensörüne sahip robotlar için geliştirilen bu sistem, hem maliyet açısından avantajlıdır hem de gerçek zamanlı uygulamalara uygundur. Yol planlama sürecinde, robot çevresindeki engelleri LIDAR yardımıyla algılayarak dinamik bir çevre haritası oluşturur. Bu harita, robotun güvenli geçişini sağlayacak şekilde sürekli güncellenir. Ayrıca robot, yalnızca LIDAR verisini değil; aynı zamanda IMU (ivmeölçer, jiroskop, manyetometre) ve odometre verilerini de kullanarak bulunduğu konumu ve yönelimini daha doğru şekilde belirler. Bu çoklu veri kaynakları, navigasyonda sensör füzyonu olarak adlandırılan birleştirme süreciyle ortak değerlendirilir. Geliştirilen bu sistem ROS2 altyapısında, DWB (Dynamic Window Based) yerel planlayıcı kullanılarak Nav2 mimarisiyle entegre çalışmakta; hem statik hem de hareketli engellerin bulunduğu ortamlarda başarılı sonuçlar vermektedir. Yapılan simülasyonlar, sensör füzyonuna dayalı bu yaklaşımın robotun hareket kararlılığını artırdığını ve çarpışmaları büyük ölçüde engellediğini göstermiştir.
Aralık değerli Pisagor bulanık AHS ile tahlisiye istasyonu kuruluş yeri belirlenmesi
Deniz ulaşımının havayolu ve karayolu gibi ulaşım methodlarına göre daha az maliyetli yöntem olması ve rekabet koşullarının artması ulaşım ve ticaret için deniz yolunun kullanımını ve dolayısıyla deniz endüstrisinin kullanımını artırmaktadır. Deniz yollarının kullanımının artması, denizde can güvenliğinin korunmasında ve deniz kazalarının engellenmesinde daha fazla önlem alınması zorunluluğunu doğurmaktadır. Dünya genelinde, her ülkede; bu ülke karasuları içerisinde seyir halindeki deniz vasıtalarında meydana gelen arıza, kaza vb. durumlarda müdahale etmek üzere sorumlu otoriteler bulunmaktadır. Bu otoriteler kendi bünyesindeki personel ve deniz vasıtaları ile kısa sürede olaya müdahale etmek ile arama ve kurtarma çalışmalarına başlamak için hazır durumda beklemektedir. Çünkü kazazedenin hayatta kalması arama ve kurtarma yani tahlisiye hizmetlerinin hızına bağlı bulunmaktadır. Türkiye'de tahlisiye hizmetlerinin yürütülmesi için İç İşleri Bakanlığı'na bağlı askeri statülü Sahil Güvenlik Komutanlığı ile sivil statülü Kıyı Emniyeti Genel Müdürlüğü görevlendirilmiştir. Bu kapsamda Kıyı Emniyeti Genel Müdürlüğü bünyesinde bulunan deniz vasıtaları ve personeli ile acil durumda müdahale etmek için hazır durumda beklemektedir. Deniz vasıtaları bu Kuruluşa ait tahlisiye istasyonlarında konuşlu bulunmaktadır. Bu çalışma ile Kuruluş görev sahası içine bulunan ve Çanakkale ile Ege Bölgesinde Bababurnu arasında kalan bölgede yeni bir tahlisiye istasyonu kurulması için yer seçimi yapılması amaçlanmıştır. Çalışma kapsamında; öncelikle tahlisiye kavramı ve tezin amacı belirtilerek bu hizmetler ile ilgili Türkiye'nin müdahil olduğu uluslararası anlaşmalar hakkında bilgi verilmiştir. Daha sonra ise Dünya'da denizcilik konusunda öne çıkmış ülkelerdeki tahlisiye teşkilatları hakkında genel bilgi verilerek; özellik, yer ve sayı bakımından örnekler sunulmuştur. Çalışmanın devamında; tahlisiye istasyonu kuruluş yeri seçiminde kullanıcak olan ve literatür çalışması ile uzman görüşlerinden elde kriterler belirtilmiştir. Bu kriterler anlam kargaşası oluşmaması açısından kısaca açıklanmıştır. Çalışmanın dördüncü bölümünde; literatür araştırması yapılarak çok ölçütlü karar verme yöntemlerinden kuruluş yeri seçiminde hangilerinin daha sık kullanıldığı belirtilmiştir. Kuruluş yeri seçimi uzun vadeli kullanımı bulunan ve işletmenin rekabet gücünü etkileyen stratejik bir yatırım kararıdır. Uzun dönemli ve stratejik bir karar olmasından dolayı değiştirilmesi güç ve maliyetlidir. Yer seçimi kararı değerlendirme süreci sadece yerin değerlendirilmesi dışında; çok sayıda kriteri içermesi ve bu kiterlerin birbirleriyle çelişmesi durumunda bir uzlaşma gerektiğinden oldukça karmaşık bir karar verme sürecidir. Ayrıca maliyet dışında tahlisiyenin insanı unsurlar barındırması, kar amacı güdülmemesi nedenleriyle kuruluş yeri seçimi operasyon yani tahlisiye hizmetini etkileyen faktörleri de içermektedir. Literatür çalışmasında, kuruluş yeri seçiminde çok kriterli karar verme yöntemlerinden en sık kullanılan AHS, AAS, ELECTRE, TOPSIS ve VIKOR yöntemlerinin uygulama adımları kısaca açıklanmıştır. Beşinci bölümde ise ilk olarak bulanık kümeler hakkında kısa bilgi verilerek, çalışmada kullanılacak olan aralık değerli Pisagor bulanık AHS yöntemine kadar olan gelişiminden bahsedilmiştir. Bulanık kümeler; çok kriterli karar yöntemlerinde, dilsel ifadelerden oluşan uzman görüşlerini matematiksel ifadelere çevirerek bu ifadelerdeki belirsizlik ve kesin olmama sorunlarını çözmek amacıyla sıklıkla kullanılmaktadır. Çalışmanın uygulama bölümünde; aralık değerli Pisagor bulanık AHS yöntemi kullanılarak, kriterler ve alternatiflere ait uzman görüşleri ile elde edilen değerlendirmeler aralık değerli Pisagor bulanık AHS yöntemi ile sonuçlandırılmıştır. Aralık değerli Pisagor bulanık AHS bu konuda ilk defa kullanılarak tahlisiye istasyonu için alternatifler arasından kuruluş yeri seçimi yapılmıştır.
Ters akışlı yanma odasındakı türbülanslı yanmanın les yöntemi ile incelenmesi
Türbülanslı yanmanın araştırılması gaz türbini tasarımı açısından önemlidir. Düşük emisyonlu gaz türbini operasyonu türbülanslı karıştırma ile sağlanabilmesine rağmen, bu durum sistemin kararlılık performansını etkilemektedir. Günümüz süper-bilgisayarları ve nümerik yöntemleri sayesinde söz konusu durum modellenerek, deney ortamına ihtiyaç duyulmadan çözüm üretmek mümkündür. Türbülanslı yanma olayının detaylı bir şekilde incelenmesi gerekiyorsa, LES yöntemi en etkili yöntemlerden biri olarak ön plana çıkmaktadır. Gaz türbini tasarımı ele alındığında durma noktasına sahip ters akışlı (SPRF) yanma odası, benzersiz geometrisi sayesinde kararlı ve verimli bir yanma sunmaktadır. Aynı geometrik düzlem üzerindeki giriş ve çıkış portlarının varlığı, geometri içerisinde iç gaz re-sirkülasyonu sağlar. Bu özellik aynı zamanda karmaşık bir akış alanını da ortaya çıkarmaktadır. Bu çalışmada, SPRF yanma odasındaki türbülanslı yanma etkileşimi, LES metodolojisi ile sayısal olarak incelenmiştir. İlk olarak, soğuk akış durumu sıkıştırılamaz LES akış çözücüsü ile modellenmiştir. LES'in tek denklemli grid altı benzetimi karmaşık akış alanını yakalamak ve soğuk akış vakalarındaki deney sonuçlarını doğrulamak için yeterli çözünürlük sağlamıştır. Sonraki analizlerde de reaktif ön-karışımlı ve ön-karışımsız operasyonlar incelenmiştir. Ön-karışımsız çalışmada, konum olarak yanma odasının ikide üçünde kaldırılmış alev bulunurken, ön-karışımlı operasyon için giriş portlarından başlayan yapı¸sık bir alev gözlemlenmiştir. Kompleks akış alanı ve yanma dinamikleri sonuçları söz konusu yanma odasının çok düşük emisyon değerleri ile çalışabildiğini göstermiştir. Koaksiyal jetler arasındaki kayma tabakasının varlığı, yoğun bir karıştırma ortamı yaratmış ve bu da yanma etkinliğini daha da artırmıştır. Egzoz gazı re-sirkülasyonu, yüksek sıcaklık seviyelerini, dolayısıyla yanma odası içindeki yüksek NOx seviyelerini önlemiştir. Başlangıç aşamasındaki termo-akustik çalışma, gürültü seviyelerinin türbülanslı üretim ve ısı salınımı üretiminden çok fazla etkilendiğini göstermiştir. Yanma gürültüsünün toplam gürültü seviyesine katkısı, ön-karışımsız operasyonda ön-karışımlı operasyona kıyasla daha yüksek elde edilmiştir. Ön-karışımsız operasyonda daha büyük ısı salınımı gözlenmiştir. Daha fazla güce ihtiyaç duyulan durumlarda geometrinin davranışını anlamak için termo-akustik kararsızlıkların ayrıntılı bir biçimde incelemesi gerekmektedir. Karşılaştırılabilir sonuçlara ulaşmak için farklı yanma ve reaksiyon mekanizmalarını test etmek de ayrıca önemlidir. Bu çalışmaların ilerleyen dönemlerde yapılması hedeflenmiştir.
RF enerji hasatlayıcı Rectenna tasarımı
Bu tezde RF enerji hasatlayıcı rectennalar anlatılmıştır. Teknolojinin gelişmesiyle beraber kablosuz iletişim teknolojileri hayatımızın ayrılmaz bir parçası olmuştur. Hemen hemen herkeste cep telefonu, tablet, bilgisayar gibi içerisinde kablosuz haberleşme modüllerinin bulunduğu cihazlar vardır. Bu cihazların artan kullanımıyla beraber çevremizdeki RF sinyal yoğunluğu da artmıştır. Yaklaşık 20 yıl önce RF spektrumda sadece FM ve TV sinyalleri bulunuyorken artık farklı frekanslarda sinyaller bulunmaktadır. GSM, 3G ve Wi-Fi bunlardan en bilinenleridir. Türüne göre bu sinyaller 0.01 uW ile 0.1 mW arasında güç taşımaktadır. Ortamda bulunan bu kadar farklı frekansta ve güçte EM sinyalden yararlanma düşüncesi RF enerji hasatlama fikrini ortaya çıkarmıştır. RF enerjiyi elektronik cihazların kullanacağı DC enerjiye dönüştüren devrelere rectenna denir. Rectenna, İngilizce "rectifier" ve "antenna" kelimelerinin birleşmesinden oluşur. Rectennalar ilk olarak kablosuz güç iletimi uygulamalarında daha sonra RFID sistemlerinde ve son zamanlarda ise RF enerji hasatlayıcılarda kullanılmaktadır. Bir rectenna anten, empedans uyumlama devresi, giriş ve çıkış filtreleri ve doğrultucu elemandan oluşur. Bu tez kapsamında tasarlanan rectenna -17 dBm giriş gücünde %17.5 RF-DC dönüşüm verimi ve -24.6 dBm DC çıkış gücü elde edilmiştir. Diyot seçimi yapılırken teorik maksimum verim MATLAB ile bulunmuştur. Bu sayede farklı parametrelere sahip diyotlardan elde edilecek verimler sistem tasarlanmadan önce bulunmaktadır. Diyottan yansıyan 2. ve 3. harmonikler kısa devre yapılarak verimde 1 dB artış sağlanmıştır. DC çıkış gerilimi 130 mV olarak bulunmuştur.
Program risk yönetimine yapısal tasarım matrisi esaslı yeni bir yaklaşım
Risk, hayat döngüsünde karşılaşılan, hayat akışındaki karar düğümlerinde belirleyici rol oynayan bir olgu olmuştur. İnsan tarafından bu durum yönetilmek istenmiş ve akışlar planlanmaya başlamıştır. Nerede ne yapılacağını veya yapılabileceği görüldüğünde, daha tahmin edilebilir bir hayat örgüsüne girilmiştir. Ancak hayatta değişenler, çevredeki durumları değiştirmeye devam etmiştir. Sosyal etki alanındaki her konunun hesap edilemediğini görülmüştür. Şimdi bir ürün ya da hizmet çıkarmak için proje ve programlarda düşünüldüğünde, ortada birbirini tanımadan, yaptıklarıyla birbirlerini etkileyen bir grup görülür. Bu grup kısıtlar fanusu içine kapatılıp, bütçe, zaman ve içerik olarak da sınırlandırıldığında yapı daha kaotik bir görünüme gelmektedir. Proje ve programların yönetildiği bu düzen içinde belirsizlik kaynaklı, risk yönetiminin sivriltilmesine ihtiyaç duyulmuştur. Hızlı tüketim toplumuna dönüştürülen sosyal hayat, çevresel etkileşimi de hızlandırmış, yeni hizmet ve ürünlerin daha çabuk eskidiği bir ürün hayat döngüsü oluşmuştur. Bu döngü, beraberinde ürün geliştirme süreçlerini etkilemiş, uygun maliyette ve hedef zamanda ürünü karşılamak için riski daha agresif yönetilmeye ve risk kaynakları da görünür hale getirilmeye çalışılmıştır. Bu bağlamda riskler tanımlanarak, ihtimalleri de hesaba katılarak risk rezervleri eklenmiş ve bu risk rezervleri kullanılarak yönetilmeye çalışılmıştır. Bununla beraber yeni yaklaşımlar geliştirilmiştir. Reaktif düzenin, noktasal çözümün yetmediği, etkileşim içindeki büyük bir organizma gibi gözüken ürün geliştirme süreci için yeni bakış açılarının gerekliliği oluşmuştur. Yapılan bu tez çalışmasında yapısal tasarım matris tekniği kullanılarak, program fizibilite aşamasında proaktif yaklaşımla, riskleri görünür kılınmış. Bütünsel bakış ile bağıntıların etkileşimini beraber gösteren bir yapı oluşturulmuş ve yöntemsel olarak ortaya konmuştur. Yöntem bir otomotiv şirketinde vaka çalışması kapsamında uzman doğrulaması ile denenmiştir. Belirlenen kapsamda Delfi tekniği ile nitel risk tanımlaması, nicel yapıda matematiksel olarak test edilmiş ve oluşturulan uzlaşma platformunda katılımcıların tartışması ile görselleştirilerek, sentezlenmiştir. Kullanılan "yapısal tasarım matrisi" ile oluşan çıktılar kendi arasındaki etkileşimlerin de gösterildiği, alan haritalama matrisine adıyla dönüştürülmüştür. Ürün mimarisinde risklerin etkileşimi ile ortaya çıkan ardıl risk ise, yine bu görsel şablonda çözümlenmiştir. Modülerliğin sağladığı avantaj ile ardıl risk çözümü üzerine gidilerek alınan sonuçlar matriste gösterilmiştir. Çıkan sonuçların verileri yorumlanarak, modüler yapıdaki bir görsel şablonda program yönetimi için, yönetsel çıkarımları ve gelecek için önerileri sunulmuştur.
The integrated and operational impact of loyal wingman aircraft in modern air forces
The concept of Manned and Unmanned Teaming is paramount in the evolution of contemporary warfare, with the integration of legacy manned air forces and Loyal Wingman systems representing a noteworthy transformation. This operational structure enhances the efficacy of piloted aircraft while concomitantly mitigating operational risks and bolstering mission success rates. Loyal Wingman systems, characterized as unmanned aerial vehicles, serve a supportive role alongside piloted aircraft, functioning collaboratively. These systems are designed to possess lower radar cross-sections, thereby enhancing the stealth of aerial operations and increasing the safety of manned platforms during reconnaissance and strike missions. For instance, a Loyal Wingman can be tasked with the detection and neutralization of enemy air defense systems, enabling piloted aircraft to execute bombing or strike missions with reduced exposure to enemy fire. A thorough analysis of operational scenarios underscores the efficacy of Manned and Unmanned Teaming applications in minimizing aircraft attrition. Such scenarios elucidate the critical functions performed by the sensor and weapon systems integrated into Loyal Wingman vehicles, which effectively contribute to safeguarding piloted aircraft. Specifically, these systems are capable of conducting precursor missions, facilitating target identification, and determining enemy positions, allowing pilots to engage targets from safer distances. In conclusion, an air force augmented by Loyal Wingman vehicles diminishes the risk to pilots and enhances mission success rates in increasingly complex air combat environments. This synergistic relationship improves overall operational efficiency and effectiveness on the battlefield. The Manned and Unmanned Teaming concept is poised to play a crucial role in the future strategic capabilities of air forces, with the integration of such systems serving as a pivotal factor in achieving both strategic and tactical advantages.
Design and performance analysis of inductive and capacitive wireless power transfer systems for UAV applications
This thesis presents a systematic comparison between two basic and most prefered near-field wireless power transfer (WPT) technologies (IPT and CPT). The research is focusing on these technologies' integration into UAV platforms. Both systems were modeled under similar design conditions and analyzed using the same simulation parameters, aiming to fairly assess the advantages and limitations of these systems in their integration with UAV platforms. First, planar circular, planar rectangular, and planar square coil types were designed for the IPT systems, and their performance was examined using these design data and the use of ferrite. A series-series compensation topology was chosen for the IPT system. The four-plate coupling structure used in the CPT system was selected and modeled with an LC-LC compensation topology. These systems were simulated using circuits built with common components in the MATLAB/Simulink environment. This approach allowed the comparison to be based not only on theoretical but also on practical design conditions. According to the simulation results, the IPT system offers efficiency up to 88% under ideal alignment. However, it was observed that misalignment caused significant degradation in system performance. In contrast, the CPT system, with its highest efficiency value of 81%, maintained its performance across various alignment distances, demonstrating a more balanced structure. Furthermore, the CPT system offers remarkable advantages in terms of secondary side weight and total system cost. In conclusion, this thesis presents a comprehensive comparison of IPT and CPT technologies for UAV applications. Inferences are drawn as to which system is more suitable for which scenarios, based on key parameters such as performance, weight, cost, and alignment tolerance. The research provides a comprehensive evaluation to guide decision-makers for academic studies and engineering applications.
Effects of goove geometry on the single lap joints
Adhesively bonded single-lap joints are widely used in aerospace and automotive applications due to their lightweight structure and efficient load transfer. However, conventional flat lap-joint configurations often suffer from severe stress concentrations, particularly peel stresses at overlap edges, which reduce joint strength and fatigue life. This study proposes a novel groove-end joint design incorporating shallow machined channels at the adherend edges. These grooves promote localized adhesive fillets and smoother stress transitions. Finite element analyses—including modal, harmonic, and static simulations—were performed to compare the groove-end joint (Part B) with a conventional flat joint (Part A). Results indicate that the groove-end design increases natural frequencies by approximately 21%, reduces peak stresses by 15%, and lowers total deformation by 32%. It also improves dynamic performance by shifting resonant frequencies to higher ranges, while remaining compatible with standard machining techniques. In conclusion, the proposed design enhances structural performance and offers a practical, cost-effective solution for applications requiring durability and manufacturability.
Humbert-Gaussian ışınının atmosferik türbülansta parıldama ve bit hata oranı analizi
Atmosfer ortamında güçlü türbülans koşulları altında 6 km mesafe boyunca yayılan Humbert Gaussian ışınının, parıldama indisleri, basıklık parametresi, ışın boyutu ve bit hata oranı gibi performans ölçütleri analiz edilmiştir. Çalışma kapsamında gerçekleştirilen parıldama analizi, lazer ışınının atmosferik bozulmalara karşı gösterdiği tepkinin daha detaylı incelenmesi amacıyla hem noktasal hem de güç parıldamasına odaklanılarak iki farklı kategoride gerçekleştirilmiştir. Humbert Gaussian ışının atmosfer ortamında nasıl yayıldığını anlamak amacıyla yapılan bu analiz, ışın derecesi, topolojik yük, radyal desen ve ışın yarıçapı parametrelerinin değişimi sonucunda gösterdiği performansa göre değerlendirilmektedir. Çalışma boyunca rastgele faz ekran modeli benimsenmiş olup, türbülans şiddeti Rytov varyansı kullanılarak kontrollü bir biçimde yapılandırılmıştır.Sonuçlar, radyal desen parametresinin, ışının yayılımı esnasında ışın üzerinde kritik bir etkiye sahip olmadığını, ışın derecesi ve topolojik yük parametrelerinin ışın boyutunu doğrudan etkilediğini ortaya koymaktadır. Ayrıca Humbert Gaussian ışınının ışın boyutunun yayılma mesafesi ile doğru orantılı, ışın yarıçapı ile ters orantılı olduğunu, basıklık ve parıldama parametresinin ise hem yayılma mesafesi hem de ışın yarıçapı ile doğru orantılı olduğu göstermektedir. Bit hata oranı analizine bakıldığında, belirli bir dB aralığında ışının avantajlı olduğu, belirli bir dB sonrasında ise bu avantajını kaybetmeye başladığı görülmektedir. Atmosferik türbülansın Humbert Gaussian ışını üzerindeki etkisini analiz eden bu çalışma, Serbest Alan Optik haberleşmenin potansiyel avantajlarını ortaya koymaktadır.
Rytov variance and propagation of sinusoidal beams in jet engine turbulence
This thesis investigated Rytov variance derivation and propagation of sinusoidal laser beams in jet engine turbulence. The study aimed to understand the behavior of sinusoidal beams under turbulence-induced optical distortions and their impact on the performance of laser-based electro-optical systems. Rytov variance has been employed as a quantitative metric to measure turbulence strength. Using theoretical modeling and experimental validation, the research evaluated the effects of intense turbulence in the jet engine exhaust region on the phase front, intensity distribution, and focusing capabilities of sinusoidal beams. The findings offered recommendations for optimizing directed infrared countermeasures (DIRCM), laser designators, and rangefinder systems. This work aimed to enhance the resilience and effectiveness of these systems, particularly in complex and high-risk operational environments.
Özgün bir hibrit atomizasyon tabancasının numerik analizi
Bu çalışmada, yüksek ergime sıcaklığına sahip metal ve alaşımların tozlarının üretilebilmesi için plazma atomizasyon (PA) ve gaz atomizasyon (GA) yöntemleri birleştirilerek Hibrit atomizasyon isimli yeni bir atomizasyon tekniğinde kullanılmak üzere özgün bir tabanca tasarımı yapılmıştır. 3B olarak modellenen tabanca geometrisinde iki farklı atomizasyon yönteminin birbiriyle etkileşimi araştırılmıştır. Tabanca içerisindeki elektrik arkı, akışkanlar mekaniği etkileşimi ve plazma kısmının devamına eklenen gaz atomizasyon (GA) nozulundaki gaz dinamiğini incelemek için iki farklı veri seti belirlenerek hesaplamalı akışkanlar dinamiği analizleri (HAD) yapılmıştır. Veri setleri literatürden ve Stat-Ease 360 yazılımından yararlanılarak oluşturulmuştur. Akım şiddeti, hacimsel debi değeri, anot boyu ve anot çapı değişken parametreler olarak belirlenerek; değişkenlerin en yüksek sıcaklık, hız ve hız vektörleri üzerine etkisi incelenmiştir. Sabit akım ve artan hacimsel debide ark kökü oluşumunun anot çıkış kesitine yaklaştığı bölgedeki en yüksek sıcaklık seviyesini yükselttiği, yüksek akım değerlerinin ise ark kökü oluşumunun anot giriş kesitine kaydırdığı görülmüştür. Analizler değerlendirilirken sonrasında yapılacak tungsten (W) eklentisi işlemi dikkate alınarak, veri setleri üzerinde optimizasyon yapılmıştır. Bu aşamada, yüksek ergime sıcaklığına sahip malzemeyi parçalamayı ve parçalanan malzemeyi yaklaşık 15 000 K sıcaklık seviyelerinde ergime noktasının çok üstünde bir sıcaklıkta tutarak GA nozul bölgesine taşımayı sağlayan en uygun parametre aralığı tespiti başarılı bir şekilde gerçekleştirilmiştir.
Savunma sanayinde yüksek güçlü pillerde şarj durumu tahmini için makine öğrenmesi kullanılması
Lityum iyon piller, yüksek enerji yoğunluğu, hafif yapısı ve uzun ömrü nedeniyle enerji depolama sistemlerinde yaygın olarak tercih edilmektedir. Bu piller, ulaşım sektörü, tüketici elektroniği ve yenilenebilir enerji uygulamaları gibi çeşitli alanlarda kullanılmaktadır. Ancak, SoC'nin doğru bir şekilde tahmin edilmesi, bu pillerin verimli ve güvenli bir şekilde kullanılabilmesi için büyük öneme sahiptir. Bu çalışmada, farklı işletim koşullarında 500 şarj-deşarj döngüsüne tabi tutulan 8 lityum iyon pilden elde edilen bir veri seti kullanılmıştır. Veri seti, pil sıcaklığı, uygulanan deşarj akımı ve şarj-deşarj döngüsü sayısı gibi parametreleri içermektedir. Veri ön işleme aşamasında, eksik veriler işlenmiş, aykırı değerler tespit edilmiş ve özellik mühendisliği görevleri gerçekleştirilmiştir. Bu veri seti ile çeşitli makine öğrenmesi algoritmaları uygulanmıştır. Uygulanan makine öğrenmesi yöntemlerinden Random Forest Regressor modeli en başarılı sonucu elde etmemizde etkin model olmuştur.
Düşük ışıkta sürücü yorgunluk tespiti
Sürücü yorgunluğunun; sürüş sırasında mikro uykuya geçme, tepki sürelerinde gecikme, dikkat dağınıklığı, şeritten çıkma, trafik uyarı levhalarını kaçırma gibi birçok etkisi görülmektedir. Genellikle bu davranışların sonucu olarak trafik kazaları meydana gelmekte ve birçok can ve mal kaybına neden olmaktadır. Bu aşamada kazaların önlenmesi için en önemli unsurlardan biri sürücünün yorgunluğunun erken tespit edilerek sürücünün uyarılmasıdır. Sürücünün yorgunluğunun en doğru şekilde tespit edilebilmesi için kullanılan yöntem kadar veri kümesi de önem taşımaktadır. Bu çalışmada, ilk olarak sürücünün yorgunluğunun tespit edilebilmesi için gerçek sürüş anlarını içeren Sivas Bilim ve Teknoloji Üniversitesi Sürücü Yorgunluk Veri Kümesi (SUST-DDD) toplanmıştır. Veri kümesi 'yorgun' ve 'yorgun değil' olmak üzere iki sınıfa ait her biri 10 saniye uzunluğunda olan toplamda 2074 videodan oluşmaktadır. İkinci aşamada ise oluşturulan veri kümesi kullanılarak AlexNet, LSTM, VGG16, VGG19, VGGFaceNet ve hibrit derin ağlar gibi derin öğrenme yöntemleri ile sürücülerin uyku durumu tahmin edilmiştir. Çalışma sonucunda oluşturulan veri kümesi ve uygulanan hibrit derin ağ modelinin %98,42 hassasiyet, %98,76 duyarlılık, %98,47 f1 skor ve %98,48 doğruluk değerleriyle yorgunluğu tahmin ettiği görülmektedir.
Makine öğrenmesi yöntemleri kullanarak akıllı telefon verileri ile güvenlik personelinin aktivite tespiti
Ülkemizde güvenlik personelleri arazi, açık veya kapalı ortamlar gibi zorlu şartlarda görev yapmaktadırlar. Görev sırasında personelin güvenliğinin sağlanması en önemli esaslardan biridir. Bu kapsamda personelin görev sırasında farkı teknolojilerle izlenmesi söz konusudur. Bu çalışmada güvenlik personelinin görev sırasında aktivitelerinin izlenmesine olanak sağlayacak yardımcı teknolojiler incelenmiştir. Bunun için akıllı telefonlarda bulunan sensör verileri ile makine öğrenmesi yöntemleri kullanılarak aktivite tespiti olanakları araştırılmıştır. Araştırmada 19-48 yaş arası, akıllı telefon taşıyan 30 katılımcıdan elde edilen sensör verileri kullanılmıştır. Her katılımcıdan yürüme, tırmanma, inme, oturma, bekleme, uzanma olmak üzere 6 farklı aktivite elde edilmiştir. Veriler makine öğrenmesinde kullanılan, Destek Vektör Makinesi (SVM), Rastgele Orman (RF), En Yakın Komşuluk (KNN), Çok Katmanlı Algılayıcı (MLP) algoritmaları ile oluşturulan modellerde kullanılmıştır. Elde edilen sınıflandırma sonuçları hassaslık, özgüllük, doğruluk gibi metriklerle birlikte tablolar halinde verilmiştir. Veri tutarlılığını izleme açısından Alıcı Çalışma Karakteristiği Eğrisi (ROC Curve) her model için çizilmiştir. Sınıflandırma sonuçlarındaki farklılıkları incelemek amacıyla veri seti sırasıyla %90, %80, %70 eğitim ve %10, %20, %30 test verisi olmak üzere bölünerek modellerde değerlendirilmiştir. Eğitim ve test verileri için sonuçlar hata matrisleriyle ve tablolar halinde gösterilmiştir.
Seçici Lazer Ergitme ile Üretilen AlSi10Mg Yeni Kafes Yapılarının Mekanik Performansı
Bu tez çalışmasında seçici lazer ergitme ile AlSi10Mg alaşımından üretilen kafes yapıların deneysel testler ile mekanik davranışlarının incelenmesi amaçlanmıştır. Mekanik davranışı incelemek için basma testleri tercih edilmiştir. Eklemeli imalat teknolojisi, geleneksel imalat teknolojileri ile imal edilmesi zor olan karmaşık kafes yapılarını imal etmek için kullanılabilir. Basma yüklemesi altında seçici lazer ergitme ile AlSi10Mg kullanılarak üretilen kafes yapılarının deformasyon mekanizmalarını ve kırılma davranışlarını incelemek için, dikey çubuk destekli yüzey merkezli kübik (FCCZ) ve dikey çubuk destekli hacim merkezli kübik (BCCZ) hücre topolojileri seçilmiştir. FCCZ-BCCZ ve bu yapılara eklenen dikey çubuklar ile özgün yapılar olan FCCZZ ve BCCZZ kafes numuneleri üç farklı çubuk çapına sahip olarak tasarlanmış sonrasında üretilmiştir. Üretimi gerçekleştirilen tüm kafes numunelerine basma testleri yapılmış ve bu testler vasıtasıyla kafes blokların statik yük altındaki mekanik özellikleri ve çökme davranışları araştırılmış aynı zamanda deformasyon mekanizmaları incelenip, karşılaştırılmıştır. Ayrıca gerilme-gerinim eğrilerinden basma dayanımları hesaplanmış, hesaplanan bu değerler karşılaştırılmıştır. Kafes yapıların mekanik davranışlarını belirleyen en önemli parametrelerin, bağıl yoğunluk ve hücre topolojisi olduğu deneysel sonuçlardan ortaya çıkmıştır. FCCZ-FCCZZ numunelerinin basma dayanımı BCCZ-BCCZZ numunelerinden daha yüksek çıkmıştır. Ayrıca özgün tasarımımız olan 0,6 mm çubuk çapına sahip FCCZZ kafes yapısı tüm numuneler arasında en yüksek özgül dayanımın elde edildiği yapı olmuştur.
Uçan tasarsız ağlara (Fanet) yönelik yönlendirme saldırılarının analizi ve tespiti
Günümüzde İnsansız Hava Araçları (İHA), askeri ve endüstriyel uygulamalar başta olmak üzere çok çeşitli alanlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Teknolojik gelişmelerle birlikte görevlerde, tek İHA'lar yerini çoklu İHA'lara bırakmaktadır. Bu gibi durumlarda, birden fazla İHA'nın ortak bir ağa katılmasına ve karmaşık görevlerin organize bir şekilde yürütülmesine izin veren Uçan Tasarsız Ağlar (FANET'ler) önerilir. Ancak FANET'ler kritik uygulamalarda kullanıldığı için saldırıların hedefidir. Buna ek olarak, yapıları ve kullandıkları ortak yönlendirme protokolleri nedeniyle çeşitli saldırılara karşı savunmasızdırlar. FANET'ler, MANET'lerden çok daha yüksek hareketliliğe sahip olduğundan, yeni güvenlik çözümlerinin önerilmesini veya Mobil Tasarsız Ağların (MANET'ler) mevcut güvenlik çözümlerinin uyarlanmasını gerektirir. Yüksek hareketlilik, güvenliği farklı şekillerde etkileyebileceğinden, öncelikle FANET'lere yönelik saldırılar analiz edilmelidir. Bu çalışmanın temel amacı budur. Bu çalışmada, FANET'lere yönelik düşme, kara delik, düden, taşma saldırıları gibi çeşitli saldırılar analiz edilmektedir. Bu, İHA'ların gerçek hayatta olduğu gibi 3 boyutlu olarak hareket ettiği gerçekçi ağ senaryolarını simüle ederek FANET'lerde kapsamlı bir saldırı analizi sunan ilk çalışmadır. Bununla birlikte, yapılan çalışmalarının sonucunda bir veri kümesi oluşturulmuştur. Veri kümesi çeşitli ağ simülasyonları (saldırılı ve saldırısız) çalıştırılarak toplanmıştır. Daha sonra bu veri kümesi kullanılarak, FANET'lere yönelik saldırıların tespiti için yapay sinir ağlarının uygulanması araştırılmıştır. Sonuçlar, önerilen yöntemin değişik türde saldırıları başarı ile tespit edebildiğini göstermektedir.
Parametrik eğrilerle bir nesne şablonunun 2B şeklini yeniden oluşturmak için yeni bir kontur izleme algoritması
Bilgisayar destekli tasarım, görüntü işleme ve bilgisayarla görme alanlarında Bézier ve B spline gibi parametrik eğriler yaygın olarak kullanılmaktadır. Bir görüntüdeki nesnenin farklı ölçek ve yönelimlerde yeniden oluşturulması bu parametrik eğriler kullanılarak gerçekleştirilebilmektedir. Bu çalışmada, ölçekleme ve döndürme koşullarında şablon eşleştirmenin zor olması nedeniyle parametrik eğriler kullanılarak ölçekleme ve döndürme problemlerine dayanıklı yeni bir yöntem geliştirilmiştir. Nesne şeklinin parametrik eğriler ile oluşturulması için ön koşul, nokta bulutundaki noktaların sıralı olarak elde edilmesidir. Geleneksel kenar tespit algoritmaları noktaları sıralı elde etmediğinden bu çalışmada, şablonun dış sınırını oluşturan noktaları sıralı tespit eden özgün bir algoritma geliştirilmiştir. Algoritmamız literatürdeki diğer kontur izleme algoritmalarından farklı olarak ağırlıklar içeren bir filtre kullanılarak gerçekleştirilmiştir. İkili formatta belirlenen görüntüde belirli bir konumda bulunan filtre, ağırlıkları sayesinde bir sonraki izleme yönünü belirleyen benzersiz bir sayısal değer üretmektedir. Geliştirilen kontur izleme algoritmasıyla elde edilen sıralı sınır noktaları hem nesne şeklini temsil eden eğrilerin yeniden oluşturulması hem de şablon eşleştirme işleminde kullanılmıştır. Bu çalışmada kullanılan şablon eşleştirme yöntemi üç aşamada gerçekleştirilmektedir. Birinci aşamada, geliştirilen kontur izleme algoritması ile şablon ve eşleştirme yapılan nesnelerin dış sınır noktaları sıralı olarak elde edilmektedir. İkinci aşamada, bu noktalar kullanılarak oluşturulan B-spline eğrisi ile nesne şeklini içeren ikili görüntüler oluşturulmuştur. Son aşamada ise B-spline eğrisi ile oluşturulan 2B görüntüdeki nesnelerin sınır nokta konumlarının şekil merkezine olan uzaklıkları hesaplanarak bir sinyal elde edilmiştir ve bu sinyal, şablon eşleştirme amacıyla kullanılmıştır. Tüm aşamalara ait performans değerleri deneysel olarak ortaya konmuştur. Kontur izleme algoritmasının çıktılarını kullanan eşleştirme yönteminin deney sonuçları izleme algoritmamızın başarılı olduğunu ortaya koymaktadır.
Numerical analysis of hammershock phenomena in RAE-M2129 S-shaped air intake
This study focuses on establishing a comprehensive framework for numerically analyzing air intakes in defense applications. Responding to the shift towards open-source software in the defense sector, it was proposed using open-source tools to study aerothermal and fluid-structural interactions in air intakes. Guided by extensive literature, the validated RAE M2129 air intake geometry was selected for investigation. OpenFOAM was chosen for its reliability and active community. While open-source mesh tools were not used, employing tools like snappyHexMesh could simplify mesh creation for RAE M2129. While doing steady-state analyses, the rhoSimpleFoam was employed after appropriate pre-processing, mesh preparation and boundary condition specification. Results from various mesh densities were compared against literature benchmarks validating the proposed procedure. Notably, minor deviations in certain parameters were observed, and the results were compared with the literature. Venturing into unsteady simulations utilizing rhoPimpleFoam, fluctuations in the simulation results in comparison of steady-state counterparts were noted. An interesting aspect of this study is the simulation of the hammershock phenomenon. This is achieved by introducing a sudden pressure change at the outlet, a technique crucial for gaining insights into turbulence, flow variations, and fluid-structure interactions during the design of air intakes. Post-processing efforts utilizing Paraview unveiled essential insights into the air flow dynamics, manifesting in velocity contours, mach contours, wall streamlines, and Schlieren-like images of density gradient. The study's implications underscore the necessity of an open-source CFD framework for comprehending air intake aerothermodynamics and fluid structure interactions within the defense industry. The study's contributions extend to the future trajectory of CFD research in air intakes. While the present work focused on a single air intake geometry, prospects abound for broader applications, including complete aircraft bodies. Furthermore, the application of hammershock through varying pressure distribution and the introduction of realistic factors such as compressor-induced suction area will be possible with more computational resources. In conclusion, this study demonstrates the practicality of utilizing open-source software, specifically OpenFOAM, to solve the complex dynamics in air intakes within the defense sector. The adoption of such approaches holds the potential to refine air intake design, strengthen the consistency of airflow, and enhance the effectiveness of applications in the defense industry.
Derin öğrenme tabanlı kızıl ötesi hedef tespiti
Bilgisayar teknolojisi giderek gelişmekte ve günümüzde birçok alanda kullanılmaktadır. Bu alanlardan en önemlilerinden biri bilgisayarlı görüdür. Gelişmiş bilgisayarlı görü uygulamaları sayesinde görüntülerden nesne tespit çalışmaları yapılmaktadır. Genelde renkli görüntüler üzerinden yapılan nesne tespit çalışmaları, termal algılayıcı teknolojisinin gelişmesiyle birlikte kızılötesi görüntüler üzerinde çalışılmaya başlanmıştır. Kızılötesi görüntüler, başta savunma teknolojileri ve sağlık olmak üzere günlük hayatta dahil birçok alanda yaygın olarak kullanılmaktadır. Yetersiz aydınlatma ve kötü hava koşullarında gerçekleştirilen nesne tespit çalışmalarında kızılötesi görüntülerin kullanılması büyük avantaj sağlamaktadır. Derin öğrenme mimarilerinin giderek gelişmesi ile birlikte nesne tespit uygulamalarında Evrişimli Sinir Ağları yaygın olarak kullanılmaya başlanmıştır. Son zamanlarda literatürde en çok kullanılan, nesne tespit hızı ve doğruluk oranı ile göze çarpan Evrişimli Sinir Ağı modelleri YOLO modelleridir. Bu tez çalışmasında savunma teknolojilerinde kullanılmak üzere, kızılötesi görüntülerden insan ve araç tespiti gerçekleştirilmiştir. Çalışma kapsamında YOLOv3, YOLOv4 ve YOLOv7 modellerinin kızılötesi nesne tespit performansları ve termal alan adaptasyonları kıyaslanmıştır. Bu bağlamda veri çoğaltma yöntemleri ile elde edilen 48000 görüntüden oluşan bir veri seti kullanılmıştır. Veri seti 4 kat çapraz doğrulama yöntemi ile modellere verilmiştir. Her model 100 adım eğitilmiş ve sonuçlar değerlendirilmiştir. Deneysel sonuçlar doğrultusunda YOLOv3 ve YOLOv4 modellerinin en iyi doğruluğa sahip olduğu gözlenmiştir. Modellerin mAP değerleri YOLOv3, YOLOv4 ve YOLOv7 için sırasıyla %84,93; %95,97 ve %57,29 olarak elde edilmiştir.
Farklı katkılarla hazırlanmış Al2O3/ZrO2 seramik kompozitlerin mekanik özelliklerinin incelenmesi
ZTA kompozitleri üstün özelliklerinden dolayı zırh teknolojileri gibi kritik uygulamalarda kullanılır. ZTA kompozitlerinde yoğunlaşmayı arttırmak ve optimum mekanik özellikler elde etmek için yüksek sinterleme sıcaklığı ve takviye malzemeleri ilave edilmesi gerekir. Çalışmamızda ZTA kompozitine düşük oranlarda TiO2 (%0,1; 0,3; 1) ilavesi yapılarak kompozitler 1600 ve 1650 °C'de ayrı ayrı basınçsız sinterlenmiştir. 1650 °C'de sinterlenen numuneler için yüksek yoğunlaşma oranı elde edilmiş. Matris tane boyutu TiO2 ilavesi ile artmıştır. Mikroyapı çubuk tipi Al2TiO5 ve kaba ZrTiO4 fazları ile değişmiştir.1650°C'de sinterlenen ZTA kompoziti için 19,5 GPa gibi yüksek bir sertlik değeri elde edilmiştir. 1600 °C'de sinterlenen ağırlıkça %0,1 TiO2 katkılı ZTA kompoziti için düşük tane boyutu ve yüksek yoğunlaşmadan kaynaklı 323 MPa gibi yüksek bir eğme mukavemeti değeri elde edilmiştir. Bu çalışmada ayrıca farklı toz boyutlarında Cr2O3 ilavesinin ZTA kompozitlerinin yoğunlaştırma ve mekanik özelliklerine etkisi incelenmiştir. Üretim prosedürü olarak nano ve mikron boyutunda Cr2O3 tozu farklı ağırlık oranlarında (%0.3; 0.6; 1) ZTA kompozite ayrı ayrı ilave edilmiştir ve tek eksenli kuru preslemeden hemen sonra havada 1650°C/2 saat basınçsız sinterleme yapılmıştır. Cr2O3 içeren kompozitler için tüm kompozitlerin relatif yoğunluk değerleri birbirine yakın çıkmıştır. Cr2O3 ilavesi ile buharlaşma probleminden dolayı hem yoğunlaştırma hem de elastisite modülünde hafif bir düşüş gözlenmiştir. Mikron boyutunda Cr2O3 tozu ile hazırlanan %0,6 Cr2O3 içeren kompozitte, katı çözelti oluşumundan dolayı tane sınırlarında oluşan basma gerilmeleri nedeniyle ZTA'ya göre yaklaşık %7'lik mukavemet artışı elde edilmiştir. Anahtar Kelimeler : ZTA kompozitler, seramik zırhlar, titanyum dioksit, krom oksit, mikroyapı, mekanik özellikler
Bessel vorteks Gaussian ışınının yayılma özelliklerinin analizi
Türbülanslı bir atmosferde yayılan Bessel vorteks Gauss ışınının (BVGB) kalitesi araştırılmıştır. Bildiğimiz kadarıyla, türbülanslı atmosferde yayılan BVGB'lerin yayılma özellikleri henüz incelenmemiştir. Bu bağlamda, 6 km'de yayılan BVGB'nin ışın boyutu kurtosis parametresi ve sintilasyon özellikleri incelenmiştir. Topolojik yükün ve kaynak boyutunun, ışın boyutu, kurtosis ve sintilasyon parametrelerinin yayılma mesafesine karşı değişimi üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Elde edilen sonuçlar, 1 Km'ye kadar yayılan daha büyük kaynak boyutlarına sahip BVGB'lerin daha az yayıldığını göstermektedir. Bununla birlikte, küçük kaynak boyutlarına sahip ışınlar yayılma mesafesi arttıkça daha az yayılmaktadır. Öte yandan, daha yüksek topolojik yüke sahip BVGB'ler Bessel Gauss ışınına göre daha fazla yayılmaktadır. Ayrıca, topolojik yük arttıkça BVGB'lerin keskinliği artar ve daha yüksek topolojik yüklerde ışınlar düzleşmeye başlar. Bunun yanı sıra, daha büyük kaynak boyutlarına sahip BVGB'ler, daha küçük kaynak boyutlarına sahip olanlardan ve Bessel ışın demetlerinden daha düzdür. Türbülanslı bir atmosferde belirli bir yayılma mesafesinde sintilasyon etkisi incelendiğinde, BVGB'lerin daha yüksek topolojik yüklere sahip olduklarında ışın profillerini koruyabildikleri gösterilmiştir. Elde edilen sonuçlar, BVGB'lerin serbest uzay optik haberleşme sistemlerindeki davranışlarının anlaşılmasına yardımcı olacaktır. Böylece, geniş bir uygulama yelpazesinde sistem performansının iyileştirilmesinde faydalı olacaktır. Anahtar Kelimeler: Bessel Gauss vorteks ışını, Işın kalitesi, Türbülans
FDM (Faz Değiştiren Malzeme) esaslı bir batarya ısıl yönetim sisteminin modellenmesi ve farklı parametrelere göre sayısal analizi
Günümüzde kullanım alanı giderek artan batarya güç sistemlerinin, kullanımları esnasında iç yapılarında üretilen ısı enerjisi kaynaklı birçok problemin olduğu bilinmektedir. Literatürde, lityum iyon bataryaların ideal çalışma sıcaklık aralığının -20 °C ile 60 °C arasında olduğu ifade edilmektedir. Bu çalışmamızda üç satır ve yedi sütundan oluşan bir batarya sisteminin, faz değiştiren malzeme esaslı bir batarya termal yönetim sistemi kullanılarak soğutulması üzerine çalışılmıştır. Sabit ve değişken ısı üretimi durumlarına göre çalışılmıştır. Sabit ısı üretimi durumunda; FDM uygulanmamış, FDM uygulanmış ve FDM ve kanat uygulanmış olmak üzere üç farklı sistem için ve zorlanmış taşınım altındaki havanın dört farklı Reynolds sayısı değeri, iki farklı FDM tipi ve üç farklı ısı üretim değeri gibi üç farklı parametre için COMSOL kullanılarak sayısal analizler gerçekleştirilmiştir. Değişken ısı üretimi durumunda; FDM uygulanmamış ve FDM uygulanmış olmak üzere iki farklı sistem için zorlanmış taşınım altındaki havanın Reynolds sayısı değerinin 50 olduğu ve batarya hücrelerinin 3C ile deşarj edildiği durum için COMSOL kullanılarak sayısal analizler gerçekleştirilmiştir. Batarya paketi boyunca havanın akış çizgileri, batarya hücrelerinin maksimum sıcaklık değerleri, batarya hücrelerinin sıcaklık değerlerinin 60 °C'ye ulaşması için geçen süre, batarya paketindeki sıcaklık dağılımı ve batarya hücrelerini çevreleyen FDM'nin faz değiştirme süreci esnasındaki davranışı incelenmiştir.
Visual aided formation control of unmanned aerial vehicle swarms
In this thesis, formation maintenance control of quadcopter swarms utilizing an onboard monocular camera and cubic marker in MATLAB and ROS/Gazebo simulation is studied. The proposed controller is a distributed controller that does not require any communication between the agents. The controller is designed to maintain the formation shape and the desired distance between the agents. The controller is tested in MATLAB and ROS/Gazebo simulation environments. The results show that the controller is able to maintain the formation shape and the desired distance between the agents. In this study, to build our swarm system, two different control structures, low-level and high-level, are utilized. While low-level control is for controlling vehicle dynamics, high-level control is for producing swarm behavior. The high-level controller is designed as a fully distributed controller that does not need any communication methodology or centralized computing platform. The high-level controller is designed based on single integrator dynamics, and the outputs of it are fed as desired position or velocity, depending on the high-level controller design. In low-level controller design, there are two different design methodologies that are preferred based on the simulation environment. The first one is feedback linearization for the tests in MATLAB. The second one is PX4 software in the loop for the tests in Gazebo. The results that are obtained from our swarm system show that our control method is able to maintain the formation shape and the desired distance between the quadcopters in simulation environments. These results are promising for real-world applications in areas that have communication and navigation problems. When the method is evaluated, it can be said that it can either be utilized as a primary control methodology for appropriate quadcopters or can also be utilized as an auxiliary system that helps the primary system. In addition, if the swarm system encounters any problems, our method can take over system control and safely continue to accomplish the task.
Ultra geniş bant sensörü kullanılarak kapalı alanda nesne konumlandırma
Günümüzde, kapalı alan konumlandırma sistemleri hem sivil hem de askeri birçok alanda kullanılmakta olup önemli bir çalışma alanı haline gelmiştir. Kapalı alanlarda nesne konumlandırmak için küresel konumlandırma sistemleri kullanılamadığından dolayı, kapalı alanlarda konum belirleme problemlerinin çözümü için, farklı konumlandırma sistemlerine ihtiyaç duyulmaktadır. Bu tez çalışmasında, ultra geniş bant sensörü kullanılarak kapalı alanda nesne konumlandırma probleminde, genişletilmiş Kalman Filtre algoritmasının başarım sınırlarının belirlenmesi ile farklı sensör geometrilerinin ve sensör sayısının, genişletilmiş Kalman filtre algoritmasının kestirim performansı üzerindeki etkilerinin araştırılması amaçlanmıştır. Bu amaçla farklı sensör geometrileri oluşturulup, genişletilmiş Kalman filtre algoritmasında bu geometrilerin kullanılmasıyla, nesnenin hareketi esnasında bulunduğu konumlara ait kestirimler ve kestirim hataları elde edilmiştir. Elde edilen sonuçlar incelendiğinde, sensör geometrisi değiştirildiğinde, genişletilmiş Kalman filtre algoritmasının kestirim hatalarının da değiştiği görülmüştür. Dolayısıyla, sensör geometrisinin, genişletilmiş Kalman filtre algoritmasının konum kestirim performansını etkilediği gözlemlenmiş ve bu nedenle, genişletilmiş Kalman filtre algoritması kullanılarak, düşük hatalarla konum kestirimi elde edilebilmesi için, sensör geometrisinin optimum bir şekilde tasarlanması gerektiği sonucuna ulaşılmıştır. Ayrıca, sensör sayısının, genişletilmiş Kalman filtre algoritmasının kestirim hatası üzerindeki etkilerinin incelenmesi için, tez çalışması kapsamında tasarlanan farklı sensör geometrilerinin her birisinde, kullanılan sensör sayıları arttırılarak, genişletilmiş Kalman filtre algoritmasının konum kestirim hataları elde edilmiştir. Sensör sayısı arttırıldığında, genişletilmiş Kalman filtre algoritmasının konum kestirim hatasının azalmasının sensör geometrisine bağlı olduğu sonucuna ulaşılmıştır. Anahtar Kelimeler : Genişletilmiş Kalman filtresi, ultra geniş bant sensörü, kapalı alan konum belirleme, sensör geometrisi
Metal kaplamalarda oluşan yüzey hatalarının yapay zeka yöntemleri ile analizi
Metalik kaplamalar, metallerin fiziksel özelliklerini iyileştirmek ve korozyon dayanımını artırmak için yaygın olarak kullanılmaktadır. Özellikle askeri/savunma alanlarında kullanılan silahlarda, askeri araçlarda (Tank, uçak vb.) yer alan malzemelerin sert, aşınmaya karşı dayanıklı, ısıya karşı dirençli olması gerekmektedir. Malzemeden beklenen fiziksel özelliklere göre farklı türde kaplamalar uygulanmaktadır. Dekoratif amaçlı kaplamalarda daha çok görsellik (parlaklık gibi) öne çıkarken, fonksiyonel amaçlı kaplamalarda sertlik, aşınma gibi özellikler aranmaktadır. Çinko kaplamalar hem dekoratif hem de fonksiyonel amaçlı uygulanabilmektedir. Korozyon amaçlı uygulamalarda, kaplama kalınlığının yüksek olması ve pasivasyon tabakasının uygulanması gerekmektedir. Dekoratif amaçlı uygulamalarda ise daha çok kaplama yüzeyinin parlak olması beklenmektedir. Kaplama banyosu içindeki organik katkılar, kaplama kalınlığını ve parlaklığını önemli ölçüde etkilemektedir. Kaplama yüzeyinin parlaklığını ve kalınlığını kontrol etmek için birçok organik katkı, birlikte kullanılmaktadır. Bu organik katkıların miktarını kontrol etmek oldukça zordur. Çünkü kaplama banyosu içindeki organik katkılar aletsel yöntemlerle analiz edilemez ve indirgenme/yükseltgenme reaksiyonu sebebiyle miktarları ve çeşitleri sürekli değişmektedir. Bu durum kaplama yüzeylerinde hatalara sebep olmaktadır. Bu çalışmada kaplama yüzeyinde oluşan hataları, kaplama banyosu içindeki organik katkılarla ilişkisini tespit etmek için yapay zekâ yöntemleri kullanılmıştır. İlk aşamada yüzeyde oluşan hata türleri Mask RCNN algoritması ile sınıflandırılmıştır. İkinci aşamada sınıflandırılan yüzey hatalarının organik katkılarla ilişkisini tespit etmek için makine öğrenmesi algoritmaları kullanılmıştır. Rassal Orman (RO) algoritması en yüksek doğruluk değerini vermiştir. Bu yüzden RO modeli optimizasyon algoritmasında amaç fonksiyonu olarak kullanılmıştır. Kaplama banyosu yaşlandıkça banyo içindeki organik katkıların optimum değerleri sürekli değişmektedir. Son aşamada, kaplama banyosu içindeki organik katkıların miktarını en iyi durumda tutmak için NSGA-II genetik algoritması kullanılmıştır.
Yüksek çözünürlüklü FMCW radar
The radar is a device that measures the range and speed of targets using radio frequency (RF) signals. The main purpose of a radar sensor is to detect all targets within the observation area and simultaneously estimate the target range and relative velocity with a high update rate. Frequency Modulated Continuous Wave (FMCW) is capable of measuring speed and range simultaneously. FMSD radar is often preferred for short-range measurements and applications requiring high resolution. FMCW radar uses a Voltage Controlled Oscillator (VCO) to modulate the frequency of the transmit signal. The VCO modulates its frequency according to the input voltage. But for the input voltage, the output frequency is not linear. Range resolution deteriorates considerably if the modulated signal is nonlinear. Modular components; When using mixers, low noise amplifiers, and power amplifiers, time delays on cables are critical. The range resolution deteriorates as the resulting losses change the beat frequency. To achieve high resolution, losses must be considered in the design of the components. In this thesis, theoretical research and design were carried out to increase the range resolution of the C band FMSD radar and to reduce the range error. The designed radar is aimed to work with low power, be low cost, and provide high resolution. While VCO, mixer and amplifiers are used ready, antenna and power divider are designed. High isolation and good matching have been achieved with the power divider design. The microstrip patch antenna design is simulated due to its low-power operation.
Fiber optic sensors and analysis of sensor parameters with artificial neural network based optimization algorithm
Fiber optic sensors are vital for detecting surrounding changes in temperature, strain, vibration, chemical, gas, refractive index, and so on. Surface plasmon resonance (SPR) sensors, a form of fiber optic sensor, are used in very sensitive applications such as biological, chemical, and refractive index change detection. It is essential to optimize the sensor parameters that influence efficiency and sensitivity. In the literature, the optimization of SPR sensor parameters is done by the conventional method, which is based on scanning one parameter at a time and keeping the rest constant and applying this technique one by one for each parameter. In this method, the correlation between parameters cannot be observed and the result may not be the optimum because one parameter is scanned at a time. Therefore, the performance of the sensor may not reach the desired high sensitivity. In the last decade, artificial intelligence-based optimization approaches have become very popular and it would be wise to use a hybrid artificial neural network-genetic algorithm (ANN–GA) to solve optimization problems that may occur. In this thesis, a python code for a hybrid ANN-GA structure was generated. With the conventional optimization approach, the best values of N, d, Ag_th, and a parameter were observed as 20, 50 nm, 70 nm, and 10 nm at refractive index values of 1.35 and 1.39, respectively, and the sensor sensitivity was obtained as 3775 nm/RIU. In this thesis, the data set obtained by FEM with the hybrid ANN-GA based optimization approach we proposed was trained and tested with R2 values of 97.83% and 96.84%, respectively. In this developed model, N, d, Ag_th, and a parameter were estimated as 20, 50 nm, 75 nm, and 10 nm, respectively, and as a result, 3890 nm/RIU sensitivity was reached.
Patlayıcı ve patlayıcı karışımlarının performanslarının termodinamik yaklaşımlarla belirlenmesi
Patlayıcılar yüksek enerjili malzemelerdir ve performanslarının kontrol edilmesi hem askeri hem de endüstriyel uygulamalarda kritiktir. Bu çalışmada, çeşitli yüksek enerjili patlayıcıların tek başlarına ve birbirleriyle olan karışımlarının performans özellikleri termodinamik yaklaşımlarla değerlendirilmiştir. Performans özellikleri kapsamında patlayıcıların patlama ısısı, patlama sonrası oluşan gaz hacmi, patlayıcının gücü, TNT denkliği, patlama reaksiyonunun ulaşabileceği maksimum sıcaklık, patlama hızı ve patlama basıncı değerleri belirlenmiştir. Bu amaç için öncelikle patlayıcıların olası patlama reaksiyonları Kistiakowsky-Wilson (KW), Springall-Roberts (SR) ve Kamlet-Jacobs (KJ) prensiplerinden yararlanılarak önerilmiştir. Önerilen reaksiyonların ısı değerleri reaksiyonu oluşturan bileşenlerin standart oluşum entalpilerinden hesaplanmıştır. Patlama sonrası oluşan gaz hacimleri reaksiyonlardan çıkan gaz ürünlerin mol sayısından hesaplanmıştır. Patlayıcıların gücü ise patlama ısısı ve patlama sonrası oluşan gaz hacmi temel alınarak hesaplanmıştır. Kullanılan yönteme göre elde edilen sonuçlarda farklılıklar gözlenmiştir ve RDX/CL-20, HMX/ONC ve ONC/TKX-50 gibi bazı patlayıcı karışımları kendisini oluşturan patlayıcıların tek başlarına gösterdiği güçten daha yüksek güç değerleri göstermiştir. Diğer taraftan, patlayıcıların gücünün patlama hızı ve patlama basıncı ile ilişkili olduğu da görülmüştür. Ek olarak, patlayıcılara belli oranlarda alüminyum (Al) ilavesinin patlayıcının gücüne olan etkisi incelenmiştir. Yapılan hesaplamalar ikincil patlayıcılara bir miktar Al ilavesinin patlayıcının gücünü arttırdığını göstermiştir.
Optical navigation for small lunar spacecraft using the Basilisk astrodynamics software
Autonomy plays a crucial role in modern space missions, primarily due to factors such as the light time delay, uncertain environments, and operational costs. The existing optical devices in spacecraft systems can serve autonomous purposes, including navigation and detection. In recent years, there has been a growing interest in using small spacecraft for space exploration, as they have the advantages of being smaller, less complex, and less costly compared to conventional spacecraft. Additionally, there is a surge of interest in lunar missions driven by humanity's aspirations for Mars exploration and beyond. This interest is further fueled by decreasing costs associated with advances in technology and the involvement of private companies. Therefore, the focus of this thesis is on investigating autonomous optical navigation for orbit determination of small spacecraft in lunar missions. The study employs Basilisk, an open-source astrodynamics software, to model complex spacecraft dynamics and implement guidance navigation and control algorithms. Vizard, a sister program of Basilisk, provides the necessary space environment and images for processing. The research utilizes the Circle Transform method for image processing and the Centroid and Apparent Diameter method to determine the spacecraft's trajectory based on the processed image data. The obtained results and measurement models are used to determine the spacecraft's position and velocity using the square-root unscented Kalman filter. Lastly, a star-tracker is utilized to rotate the state vector to the desired frames. This research presents an autonomous and cost-effective optical navigation approach for lunar space missions.
Amorf nanokristal şeritlerin EMI kalkanlama ve mikroşerit yama anten olarak kullanımının araştırılması
Elektromanyetik girişim (EMI) elektronik cihazların birbirleri üzerinde oluşturduğu manyetik girişimdir. Bu girişim cihazların çalışma fonksiyonlarını etkilemektedir. Bir sistem bütününde çalışan cihazların bu girişimden etkilenmesi istenmeyen bir durumdur. Cihazlar arası istenmeyen etkileşimi engellemek amacıyla EMI kalkanlama metodları kullanılmaktadır. Bu metotlar contalama, kafesleme gibi farklı şekillerde olmaktadır. Esnek antenler tarafından bakıldığında yüksek hızlı haberleşme yoluyla iletişim kurmak isteyen antenler boyutsal küçülmelere mecbur kalmışlardır. Antenin küçülmesiyle boyutları küçülen cihazlar tasarımsal sınırlamalara maruz kalmıştır. Bu yüzden bir sistemin tasarımsal gerekliliklerine veya değişikliklerine uyum sağlayabilen elemanlara ihtiyaç duyulmuştur. Bir sistemin haberleşmesinin temelinde yer alan anten için bu ihtiyaç esneyebilen antenler ile giderilmektedir. Yüksek hızda haberleşmesi gereken esnek antenler, boyutları küçülen cihazların mekaniksel tasarım sınırlamalarına uyum sağlayabilmesi amacıyla ortaya çıkmıştır. Çalışma için önceden belirlenmiş üretim metodları kullanılarak Co ve Fe esaslı şeritler üretilmiştir. EMI kalkanlama için Fe esaslı şeritler yalıtkan bir plakaya tek ve çift katmanlı olacak şekilde yapıştırılmıştır. Sonra üretilen plakaların EMI kalkanlama etkinlikleri incelenmiştir. İnceleme sonucunda 10 GHz civarlarında kalkanlama etkinliğinin (SE) 17 dB olduğu belirlenmiştir. Esnek anten uygulamalarında ISM frekans bandında kullanılması amaçlanan bir yama anten CST programında tasarlanmıştır. Esneyebilen amorf nanokristal şeritler ve esneyebilen DiClad880 baskı devre kartı kullanılarak yama kısmı Cu ve amorf şeritler olmak üzere iki çeşit anten üretilmiştir. Esneyebilen anten üretimine referans olabilmesi adına Cu anten ve Co esaslı antenin S11 değerleri karşılaştırılmıştır. Cu anteninin 2.4GHz rezonans frekansı olduğu görülmüştür. Amorf nanokristal antenin ise 7 GHz'de S11 değeri -30 dB ölçülerek rezonans frekansı belirlenmiştir.
Automatic modulation recognition with vision transformer in radio signals
In this thesis, the automatic modulation classification of radio signals is studied. In the literature, there are various feature-based or deep learning-based studies on this subject. Differently from the literature, this study was conducted using the Vision Transformer (ViT) model, and better results were obtained than the methods in the literature. Vision Transformer models are a new method that is successful in tasks such as image classification. It divides images into small parts and applies an attention mechanism to each part. In this study, signal data is treated as an image and trained without preprocessing. The ViT model demonstrated its success with 98.48% accuracy. Another ViT model, Swin Transformer, was also used, but due to the complexity of the model, it did not perform as well as the classical ViT model. In addition, the DenseNet201 and the generated CNN model were used and showed much better results than these methods. This study has shown important results in terms of showing how successful ViT models are in applications in signals.
LoRaWAN tabanlı güvenli iletişime sahip çok amaçlı takip ve kontrol sistemi
Tez kapsamında, Lora teknolojisi ile askeri giyilebilir teknoloji alanında bir uygulama geliştirilmesi amaçlanmıştır. Çalışma ile askeri personellerin sahadaki operasyonlarda daha etkili bir şekilde hareket etmelerine yönelik katkı sağlanmaktadır. Askeri operasyonlarda karşılaşılan iletişim zorlukları, hayati verilerin takibi ve uzun menzilli güvenilir iletişim ihtiyaçları ele alınarak, Lora teknolojisinin bu bağlamda sunduğu çözümleri içeren bir çalışma yapılmıştır. Askeri operasyonlarda meydana gelen sıcak çatışma anında, görevli komutanın merkeze bilgi vermesi ve destek talep etmesi, mevcut sınırlar çerçevesinde telsiz üzerinden mümkündür. Fakat telsiz konuşmaları yeterince güvenli değildir ve panik durumunda devamlılık sağlanamayabilir. Çalışma ile timdeki askerlere ait nabız ve vücut sıcaklığı gibi tıbbi ve GPS verilerini belirli aralıklar ile merkeze gönderecek uçtan uca bir sistem geliştirilmiştir. Ayrıca, geliştirilen sistemin askeri alandaki giyilebilir ekipmanlara entegrasyonu, haberleşme güvenliği, veri bütünlüğü ve düşük güç tüketimi gibi kritik faktörler üzerindeki etkileri tezde değerlendirilmiştir. Bu çalışma, askeri operasyonlarda kullanılan giyilebilir teknolojilerin performanslarının artırılmasına ve geliştirilmesine yönelik gelecekteki çalışmalar için temel oluşturacaktır.
Derin öğrenme mimarileri kullanılarak drone ile askeri araç ve silahların sınıflandırılması
Bu çalışmada derin öğrenme yöntemleri kullanılarak eğitilen model ile askeri araçları, silahlı-silahsız kişileri havadan otonom uçuşlar yaparak tespit edebilen bir drone tasarlanmıştır. Nesneleri sınıflandırmak için transfer öğrenme mimarilerinden ResNet50, InceptionV3, Xception, Mobilenet, EfficientNet gibi 5 farklı transfer öğrenme mimarisi ile çalışılmış olup performans karşılaştırmaları yapılmıştır. Ayrıca nesne tespit işlemleri için YOLOv8 ve YOLO-NAS mimarilerinin performansları karşılaştırılmıştır. Mimariler için askeri ve sivil araçlar, sivil ve silahlı insan görüntülerinden oluşan 4195 adet görsel içeren 6 sınıflı yeni bir hibrit veri seti hazırlanmıştır. Modellerin aşırı öğrenmemesi için veri setindeki görüntülere veri çoğaltma yöntemlerinden rastgele yaklaştırma, yatay yönde rastgele kaydırma, dikey yönde rastgele kaydırma, yatay döndürme, belirli açıyla döndürme ve yatay kayma işlemleri uygulanmıştır. Çalışmada transfer öğrenme mimarilerindeki en başarılı sonuçlar 0,9824 doğruluk, 0,9802 F1-skoru değeri ile ResNet50 mimarisi ile elde edilmiştir. Nesne tespit işlemlerinde en yüksek skorlar YOLOv8 nesne tespit algoritması ile 0,961 mAP50, 0,9116 F1-skoru olarak elde edilmiştir. Tasarlanan İHA üzerinde yapılan gerçek zamanlı çalışma testlerinde ResNet50 mimarisi YOLOv8'e göre daha düşük performans gösterdiğinden İHA üzerine YOLOv8 ile oluşturulan model eklenmiştir. Veri setine havadan görüntüleri çekilmiş daha fazla askeri araç görüntüsü eklenerek veriler çoğaltılabilir. Veri setindeki her sınıf kendi arasında özelleştirilerek farklı sınıflara ayrılabilir.
Preliminary design of an intermittent blowdown supersonic wind tunnel
The preliminary design for a mid-scale supersonic blowdown wind tunnel is presented in this study. The cross-sectional dimensions of the test section are determined to be 0.4 m by 0.4 m, and Mach 4 is the target maximum operational speed of the wind tunnel. The blowdown intermittent tunnel type was selected due to comparatively low built costs and its ability to operate at varying Reynolds numbers. First estimates are made in order to determine a run time of 60 seconds at Mach 4. The required inlet pressure to start the tunnel at Mach 4 is calculated to be roughly 15 bars, assuming that the output pressure is equal to atmospheric pressure at sea level. To enable a 60-second run time at Mach 4, a compressor with a maximum compression capacity of 40 bars feeding a series of tanks with total volumetric capacity of 40 𝑚^3 are chosen. The Method of Characteristics is implemented to develop the converging diverging nozzle geometry utilizing a code developed in MATLAB. Nozzle geometry is constructed by importing the contours' coordinates provided by the MoC approach into a computer-aided design program. Moreover, ANSYS Fluent 2023 R1 is used to confirm the nozzle geometry through both two-dimensional and three-dimensional CFD analyses. Meanwhile, mesh dependency study is performed to optimize the CFD analyses setup. The whole process is repeated for a different Mach number, Mach 2, to validate the methodology. The CFD study results indicate that there exists acceptable Mach number distribution uniformity at the exit border of the nozzles for both Mach 2 and Mach 4.
Farklı oranlarda Sm₂O₃ katkısı ile üretilen Al₂O₃ seramiklerin mekanik özelliklerinin incelenmesi
İleri seramikler, yüksek mekanik özellikleri ve hafiflikleri ile zırh uygulamalarında oldukça önemlidir. Al2O3 uygun maliyet ve geniş kullanım potansiyeli sunmasına rağmen, düşük tokluk ve eğilme mukavemetiyle çoklu vuruş şartlarında istenilen performansı gösterememektedir. Bu çalışmada Al2O3 seramiklere bir nadir toprak oksit olan Sm2O3 katkısı yapılarak zırh uygulamalarında değerlendirmek üzere yoğunlaşma özelliklerinin incelenmesi ve mekanik özelliklerinin arttırılması amaçlanmıştır. Düşük miktarlarda Sm2O3'ün Al2O3'ün yoğunlaşma, mikroyapı ve eğilme dayanımı üzerindeki etkileri farklı sinterleme sıcaklıkları için incelenmiştir. Sm2O3 ve Al2O3 tozları bilyeli öğütme ile karıştırılmış ve Al2O3-Sm2O3 seramikleri, ayrı ayrı 1550°C'de ve 1600°C/2 saat havada basınçsız sinterlemeden önce disk formunda kuru ve soğuk izostatik presleme ile hazırlanmıştır. Sm2O3, Al2O3 ile reaksiyona girerek SmAlO3 oluşturmuştur. SmAlO3'ün çubuk benzeri morfolojisi, 1600°C'de sinterleme için genel olarak hacimce %0,8 ve 1 Sm2O3 için elde edilirken, 1550°C'de sinterlenen numunelerde çubuk benzeri form daha belirgin olmuştur. 1600°C'de sinterlenen hac.%0,5 Sm2O3 içeren seramiklerde, Al2O3'e göre daha yüksek yoğunlaşma sebebiyle yaklaşık %5'lik bir mukavemet artışı elde edilirken, mukavemet değerleri genelde birbirine yakın olmuştur. Al2O3-Sm2O3 seramiklerinin (1550°C sinterleme ile) dikdörtgen prizma formunda hazırlanan çubuk numunelerinin tokluğu ölçülmüştür. En yüksek tokluk değerleri hac.%0,8 Sm2O3 içerikli kompozit için elde edilmiş, hac.%0,5 Sm2O3 içeren numunelerde ise hac.%0,8 Sm2O3 içerikli numuneler ile hemen hemen aynı ortalama tokluk değeri bulunmuştur. Mevcut miktarlarda Sm2O3 ilavesinin Al2O3 seramiğinin mekanik özelliklerinde kırılma tokluğunda yaklaşık %70 artışa sebep olurken, diğer mekanik özelliklerinde kayda değer bir artışa neden olmadığı, ancak mikroyapıyı değiştirdiği gözlenmiştir.
Batarya yönetim sistemlerinde lityum-iyon pillerin kalan faydalı kapasitesinin tahmini için sinyal işlemeye dayalı yöntemlerin geliştirilmesi
Lityum-iyon bataryalar yüksek enerji yoğunluklu teknolojilerden biri olarak bilinir ve elektrik enerjisini depolamak için geniş bir uygulama alanına sahiptir. Diğer pil türleriyle karşılaştırıldığında hafiflik, gelişmiş güvenlik özellikleri ve yüksek voltaj çıkışı gibi önemli avantajlara sahiptirler. Ulaşım, iletişim, havacılık ve askeri savunma gibi çeşitli sektörlerde yaygın olarak kullanılmaktadırlar. Son yıllarda elektrikli araçların ve pille çalışan cihazların kullanımının artmasıyla birlikte yüksek kapasiteli ve stabil lityum-iyon pillere olan talep de artmaktadır. Bu bağlamda, batarya kapasitesinin değerlendirilmesi ve lityum-iyon bataryaların kalan faydalı ömrünün tahmin edilmesi önem kazanmaktadır. Bu çalışma, lityum-iyon pillerin kalan faydalı ömrünü tahmin etmeyi amaçlamaktadır. NASA'nın B0005-B0006-B0007 ve B0018 batarya veri setleri belirlenen çalışma standartlarına uyarlanmış ve deşarj durumu sırasında toplanan voltaj, akım, sıcaklık ve zaman bilgileri kullanılarak öznitelik verileri oluşturulmuştur. Ayrıca, Ampirik Dalgacık Dönüşümü (ADD), Ampirik Mod Ayrıştırma (AMA), Toplu Ampirik Mod Ayrıştırma (TAMA) gibi sinyal işleme yöntemleri kullanılarak yeni öznitelikler oluşturulmuştur. Tahmin için Yapay Sinir Ağları (YSA) yöntemine karar verilmiş ve tahmin işlemi Levenberg-Marquardt algoritması ile gerçekleştirilmiştir. Kullanılan tüm yöntemler ile modeller oluşturulmuş ve bu modellerin tahmini gerçekleştirilmiştir. Performans değerleri Ortalama Karesel Hata (OKH-MSE), Ortalama Karesel Hatanın Kökü (OKHK-RMSE) ve Ortalama Mutlak Yüzde Hata (OMYH-MAPE) gibi yaygın metrikler kullanılarak değerlendirilmiştir. MATLAB kullanılarak yapılan çalışmada, B0005-B0006-B0007 bataryaları için 90-100-110. deşarj döngüsü verilerinden elde edilen test verileri kullanılarak tüm yöntemlerin başarısı karşılaştırılmıştır. Ayrıca B0018 bataryası için 71-79-86. deşarj döngüsü test verilerinden başlayarak yöntemlerin performans değerleri karşılaştırılmıştır. Bu sonuçlar, önerilen modelin batarya kapasite değeri tahmini için umut verici olduğunu göstermektedir.
Mikrodalga plazma kimyasal buhar biriktirme sistemi ile tek kristalelmas büyütülmesi
Bu çalışmada homoepitaksiyel olarak kalın elmas filmlerinin mikrodalga kimyasal buhar biriktirme sistemiyle büyütülmesi amaçlanıldı. Farklı üretim yöntemleriyle üretilen Seed A ve Seed B alttaşlarının büyütmeye olan etkisi incelendi. Seed A alttaşı yarıiletken üretimiyle benzerlik gösteren, iyon implantasyonu ve yarı iletken üretiminde kullanılan ''lift off'' yöntemini kullanarak üretilmiş olup, elmas filmleri Seed A alttaşı kullanılarak daha yüksek kalitede üretildi ve diğer çalışmalarda Seed A tercih edildi. Tüm büyütmelerde yöntem olarak literatürde kullanılan ''mosaic growth'' yöntemi kullanıldı Ayrıca farklı CH4/H2 oranları kullanılarak elmas filmleri, sabit sıcaklık, basınç 135 Torr ve mikrodalga gücü 5700W olacak şekilde 400 saatlik büyütmeler yapıldı. Bu büyütmeler sonucunda elmas büyütme hızına akış oranı etkisi araştırıldı. Renk kalitesi açısından en uygun büyütme oranı %6 CH4/H2 oranı kullanılarak elde edildi. En hızlı büyütme oranı ise %10 CH4/H2 elde edilmesine rağmen, kristal yüzeyinde oldukça fazla polikristal elmas büyümesi gözlemlendi. Ek olarak bu çalışmada literatürde ilk kez molibden yüzeyi fiziksel buhar biriktirme (PVD) yöntemiyle AlTiN ve TiN kaplanarak elmas alttaşlar büyütüldü.
İnsansız hava aracındaki li-iyon bataryaların sağlık durumu tahmini
İnsansız hava araçları (İHA) havada geçirdikleri zaman içerisindeki sağlık durumlarının (SoH) ne kadar önemli olduğu, görevin sağlıklı bir şekilde devam edebilmesi için kullanıcılar için önem arz etmektedir. İnsansız hava araçları kullanıldıkları zaman içerisinde operasyonun kesintiye uğramaması ve havada güvenlik zaafı oluşturmaması için Li-iyon pillerin sağlık durumu bilgileri oldukça önemlidir. Yapılacak olan tez çalışmasında önemli olan bu parametreleri kontrol etmek ve sağlık durumuna yönelik tahminlerin yapılması amaçlanmaktadır. Bu nedenle tez kapsamında, İHA'nın örnekleme uçuşuna ait gerilim, akım, yükseklik ve zaman bilgileri alınacak ve bu bilgiler analiz edilecektir. Bu analizlerden elde edilen bilgiler doğrultusunda laboratuvarda batarya testleri gerçekleştirilecek ve bu test sonuçları makine öğrenmesi yöntemi ile sağlık durumu tahmininde kullanılacaktır.
Investigation of electrochemical properties of NMC/Graphene Cathode active materials coated with Cerium(IV) Fluoride and Lithium Fluoride
Lithium-ion batteries are commonly used as power source systems for computers, cell phones, and electric vehicles (EVs). In recent years, Li(Ni0.33Mn0.33Co0.33)O2 (NMC) has been more preferred cathode active material due to its properties of high reversible capacity, high power, more safety, low environmental impact and low cost. Besides these good qualities, poor rate capabilities, poor cycle life, thermal instability and cation mixing are some disadvantages experienced by this cathode. There are many researches focusing on ion doping, surface coating or forming composites containing the conductive materials and cathode active materials to solve these problems in the literature. In the scope of this study, the cathode active materials of Li1.1(Ni0.33Mn0.33Co0.33)O2 and Li1.1(Ni0.33Mn0.33Co0.33-xMx)O2 (x=0.05 Fe and Cu) were synthesized with solid state synthesis method. The effects of conductive material N-doped graphene oxide (N-GO) and surface modification with cerium(IV) fluoride (CeF4) and lithium fluoride (LiF) on the electrochemical performances of these synthesized materials were investigated. After the synthesis processes were completed, scanning electron microscope (SEM), X-ray diffraction (XRD) and energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS) were utilized for material characterization of cathode active materials. Moreover, for electrochemical characterizations, tests were carried out to evaluate the initial discharge capacity, cycling and rate capability performances in the battery testing system. Key Words : Lithium-ion Batteries, Metal Doping, Cerium(IV) Fluoride, Lithium Fluoride, Surface Modification
Jet motor türbin kanatları soğutma metotlarının hesaplamalı akışkanlar dinamiği yardımıyla incelenmesi
Gaz türbinlerinin verimi ve üretilen güç, türbin kanatlarının ısıl dayanımıyla doğrudan ilişkilidir. Isıl dayanım arttıkça, türbin giriş sıcaklığının da artırılması mümkün hale gelir, bu da daha yüksek verim ve güç üretimi sağlar. Son yıllarda türbin çalışma sıcaklıkları yaklaşık 2000 K değerlerine ulaşmıştır. Türbin çalışma sıcaklıklarının artırılmasıyla daha güçlü ve verimli jet motorlarının elde edilmesi mümkün olmuştur. Ancak, türbin kanatlarının üretildiği malzemenin ısıl dayanımı, sıcaklık artışını kısıtlayan önemli bir faktördür. Sunulan tez çalışmasında, türbin kanatlarında uygulanan soğutma yöntemleri incelenmiş ve hesaplamalı akışkanlar dinamiği analizleri gerçekleştirilmiştir. Film soğutma performansını en çok etkileyen altı parametre olarak delik çapı, delik şekli, üfleme açısı, soğutucu hızı, soğutucu sıcaklığı ve türbülans yoğunluğu seçilmiştir. Bu parametreler farklı değerlerde analiz edilerek türbin kanadı sıcaklık değişimi ve film soğutma etkinlik değeri sonuçları değerlendirilmiştir. NASA tarafından yapılmış deneysel çalışmalardaki veriler referans alınarak C3X türbin kanadı üzerinde yapılan hesaplamalı akışkanlar dinamiği analizleri, ANSYS FLUENT 2023 R2 yazılımı kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Analiz sonuçları, NASA'nın '44344' numaralı deneysel çalışması ile kıyaslanarak doğrulanmıştır. Sunulan çalışmada, k-ω SST türbülans modeli kullanılmıştır. Analizler neticesinde incelenen parametrelerden, Üçgen delik şekli, -45° üfleme açısı, 2mm delik çapı, 500K soğutucu sıcaklığı, 0,01595 kg/s soğutucu hızı, %0,5 türbülans yoğunluğunun kullanıldığı kanat tasarımları en yüksek film soğutma etkinlik değerini sağlamıştır.
Investigation of multi-fidelity data fusion techniques to obtain an aerodynamic database for a generic fighter aircraft
Aerodynamic data sets are an important source for determining the flight performance, stability and control, and flight dynamics of an aircraft. Aerodynamic data sets contain aerodynamic coefficients corresponding to different flight conditions. These aerodynamic coefficients can be obtained from different sources with different fidelity values. The most accurate values are obtained from flight tests, followed by large and small scale wind tests, computational fluid dynamics simulations and numerical solvers to obtain aerodynamic data of different fidelity. High-fidelity data provides accurate results for the interpretation of aircraft parameters, but obtaining high-fidelity data is labor costly and time consuming. With the availability of multi-fidelity data fusion methods, it is possible to use high and low fidelity data. This reduces the need for only high fidelity data and is more efficient, labor and time saving. The data obtained with the data fusion method is ensured to be high fidelity data. In this study, different data fusion methods were used using low and high fidelity data obtained from the generic fighter jet. These methods are co-Kriging, multi-fidelity Gaussian Process Regression and multi-fidelity neural networks. Two different data sources were used to obtain the data. Two different data sources were used to obtain the data. Low fidelity data were obtained using Vortex-Lattice method in OpenVSP program and high fidelity data were obtained using k-ω SST solver in ANSYS Fluent program. Lift, drag and pitch moment coefficients were obtained from both sources in the range of -15 to +15 degrees angle of attack. Test-cases were created using different amounts of data from both data sources and the performances of all three methods were analyzed. It is stated that the predictions of all three methods match with the high fidelity data as the number of high fidelity data increases In the co-Kriging method, it was observed that the prediction performance changed when the locations of the data points were changed, so the co-Kriging method was more sensitive than the other methods. It was determined that the MF-GPR method gives the best prediction results among the other methods, and while the MF-NN model has good prediction ability on flat and near flat slopes, but it needs more high fidelity data points in the data line with high curvature slope.
Döngüde donanımsal benzetim yapısı kullanılarak hafif uçak iniş takımının yarı aktif kontrolü
Bu tezde, manyetoreolojik (MR) sönümleyicili uçak süspansiyon sisteminin titreşimlerini azaltmaya yönelik yarı-aktif Uyarlanabilir Geri Adımlamalı kontrol (UGA) ve aktif Lineer Kuadratik Regülatör (LQR) kontrol tasarımı gerçekleştirilmiştir. LQR yaklaşımından elde edilen aktif kuvvet ters sönümleyici modeli kullanılarak yarı-aktif olarak sisteme uygulanmıştır. Tasarlanan kontrolcülerin etkinliği laboratuvar ortamında kurulan Döngüde Donanımsal Benzetim (DDB) yapısı ile test edilmiştir. UGA ve LQR kontrol yaklaşımlarının etkinliği rastgele yol girdileri altında test edilmiştir. MR sönümleyicinin bağlı olduğu ancak sönümleyiciye herhangi bir gerilim uygulanmadığı sıfır volt durumu karşısında MR sönümleyiciye uygulanan bu kontrol yaklaşımlarının etkinliği test edilmiştir. Önerilen UGA kontrol yaklaşımının, uçak gövdesinin başvurma hareketi, konfor ve süspansiyon çalışma aralığı gibi süspansiyon sistemlerini değerlendirmede kullanılan kriterleri, karşılaştırıldığı durumlara göre iyileştirdiği görülmüştür. Deneysel çalışmaya ek olarak 2 farklı senaryo için kontrol yöntemleri simülasyon ortamında test edilmiştir. Bu simülasyon çalışmalarının ilkinde, uçağın inişi esnasındaki ön tekerin yere çarpma dinamiklerinin ele alındığı durum, bir Çoklu Cisimler Dinamiği programı olan SIMPACK ortamında oluşturulmuş, ardından uçak modeli MATLAB/Simulink ortamına aktarılarak, Skyhook ve Groundhook kontrol yaklaşımlarının bir arada çalıştığı bir Hibrit kontrolcü ve LQR kontrol altında sistemin dinamik davranışı incelenmiştir. İkinci simülasyon çalışmasında ise Newton'un 2. Yasası kullanılarak MATLAB/Simulink ortamında modellenen uçağın taksi hareketi esnasında karşılaşabileceği tümsek ve rastgele yol girişi durumları için önerilen UGA ve LQR kontrol yaklaşımları ile sistemin ivme ve yer değiştirme cevapları bastırılmıştır.
Bir robot kol tutucunun topoloji optimizasyonu ve AlSi10Mg alaşımı ile hibrit üretimi
Robot teknolojisindeki gelişmelerle birlikte, otomasyon hemen hemen her endüstriye yayılmıştır. Sanayi sektöründe robotlu üretimlere artan talep, robotik kol yapılarının iyileştirilmesi ihtiyacını beraberinde getirmektedir. Robot kol bağlantılarının geliştirilmesi için ana kriterler, maliyet ve üretimde harcanan zamanı azaltmanın yanı sıra yeterli mukavemeti sağlayacak şekilde kütle azaltımı gerçekleştirmektir. Bu doğrultuda, bu çalışmada, topoloji optimizasyonu kullanarak bir robotik kol tutucu hafifletilmiş ve eklemeli imalatla üretilmiştir. Daha sonra gerçekleştirilen sütunlu matkapla delme ve zımparalama işlemleri ile eklemeli ve eksiltmeli imalatın birlikte kullanıldığı hibrit üretimden de faydalanılmıştır. Topoloji optimizasyonu ANSYS programında katı izotropik malzeme ile cezalandırma (SIMP) yöntemi ile gerçekleştirilirken, optimizasyon öncesi ve sonrasında, parçanın çalışma koşullarındaki yüklemelerin benzetimi yapılarak gerçekleştirilen statik analiz sonuçları yorumlanmıştır. Eklemeli imalatta ise seçici lazer ergitme (SLM) teknolojisi kullanılarak AlSi10Mg alaşımından parça üretimi gerçekleştirilmiştir. İmalat gerçekleştirilmeden önce parçada üretimden kaynaklanan kalıcı bir deformasyonun oluşmasını önlemek için Simufact Additive ile kalıntı gerilme analizleri gerçekleştirilmiştir. Üretimden sonra yine aynı amaçla parçaya ısıl tavlama uygulanmıştır. Optimizasyon sonucunda elde edilen parçanın çalışma koşulları altında 36 MPa eşdeğer gerilme ve 0.0109 mm toplam deformasyona maruz kalacağı simüle edilmiş olup bu değerler parçanın statik olarak hasara uğramayacağı göstermiştir. Optimizasyon sonucunda geleneksel üretim teknikleri ile üretilen parçaya kıyas ile %65 oranında kütle azaltımı uygulanmış parça başarılı bir şekilde üretilmiştir.
Hiper parametre ayarlarının saldırı tespit sistemlerin performansı üzerindeki etkilerinin incelenmesi
Teknolojinin gelişmesi ile birlikte teknolojik cihazlar, ağ ve internet hayatımızın vazgeçilmez bir parçası haline gelmiştir. Bu gelişmeyle birlikte cihaz ve bilgilerin güvenliğini sağlamakta önemli bir sorun olarak karşımıza çıkmaktadır. Bu sorun kişileri etkilediği gibi kurum, kuruluş, şirket ve devletleri de tehdit etmektedir. Bu tez çalışmasında siber saldırı tespit sistemleri detaylıca araştırılarak yapay zekâ teknikleri ile oluşturulan saldırı tespit sistemleri ele alınmıştır. Çalışmanın amacı siber saldırılara karşı güçlü bir saldırı tespit sistemi oluşturmak ve saldırı tespit sistemlerinin performansını doğrudan etkileyen hiper parametre optimizasyonunun saldırı tespit sistemleri üzerindeki etkisini ortaya koymaktır. Çalışmada CICIDS-2017 ve HIKARI-2021 veri setleri kullanılmıştır. Makine öğrenme yöntemleri MultiTrain modülü ile toplu eğitimden geçirilerek en yüksek puanlı Rasgele orman, LightGBM, XGBoost, Histogram Gradient Boosting algoritmaları ve derin öğrenme tekniklerinden ileri beslemeli sinir ağları, tekrarlayan sinir ağları, evrişimli sinir ağları ile ikili ve çoklu sınıflandırma modelleri oluşturulmuştur. Seçilen algoritmalara Ağaç Yapılı Parzen Tahmincisi ve Baskın Olmayan Sıralama Genetik Algoritması ile hiper parametre optimizasyonu yapılmıştır. Sonuçlar saldırı olduğu halde saldırı değil olarak etiketlenen yanlış negatif metriği üzerinden değerlendirilmiştir. Hiper parametre optimizasyonu ile saldırı tespit sistemlerinde yanlış negatif değerinde kayda değer iyileştirmeler elde edilmiştir. İkili sınıflandırmada LightGBM algoritması ile %99,97, çoklu sınıflandırmada %99,57 tespit başarısı elde edilmiştir. Hiper parametre optimizasyonu ile yanlış negatif değerinde LightGBM algoritmasında "Portscan" sınıfında %94,2 iyileştirme elde edilmiştir. Bu tez, saldırı tespit sistemi için hiper parametre optimizasyonunun etkilerini vurgulamakta ve başarılı modellerin oluşturulmasını göstermektedir.
Dosya başlık bilgilerine dayalı güvenli klasör sınıflandırması
Teknolojinin gelişmesiyle birlikte hayatımızda daha fazla yer tutan siber dünya birçok güvenlik problemini de beraberinde getirmiştir. Bu problemlerin en başında zararlı yazılım kaynaklı bilgi kaçırma, zarar verme ve istihbarat toplama amaçlı faaliyetler bulunmaktadır. Zararlı yazılımlarla ilgili olarak yapılacak en önemli çalışma kötü amaçlı dosya ve klasörlerin tespit edilmesidir. Kötü amaçlı dosya ve klasörler çeşitli türlerde olabileceğinden bu dosyaların tespitine dayalı bir model geliştirmek oldukça zor ve maliyetli olacaktır. Bu zorluğu ortadan kaldırmanın bir yolu güvenli olduğu bilinen klasörlerin belirlenmesi ve onun dışında kalanların kötü amaçlı dosya ve klasörler olarak tespit edilmesidir. Bu çalışmada, önerdiğimiz yaklaşım doğrultusunda sınıfı bilinen dosyaların sınıfının normal olup olmadığı analiz edilmiş, böylece algoritmanın zararlı yazılım tespitindeki etkinliği incelenmiştir. Yöntem olarak dosya isimlerinin metinsel analizi yapılarak normal veya zararlı sınıfları tespit edilmiştir. Önerdiğimiz yöntemde zararlı yazılım tespiti denetimli öğrenme kategorisinde ele alınmış ve centroid tabanlı sınıflayıcı algoritması kullanılmıştır. Sınıflandırma işlemi için kosinüs, Manhattan ve öklidyen olmak üzere 3 farklı uzaklık/benzerlik yöntemi kullanılmıştır. Her biri 43 adet özellikle sunulan dosya adı bilgilerine dayalı yaptığımız çalışmalarda, en yüksek sınıflandırma doğruluğu %85 ile kosinüs benzerliği yönteminden elde edilmiştir. Ayrıca veri seti lojistik regresyon, K-nn, Naive Bayes, destek vektör makinesi, karar ağaçları ve rastgele orman gibi sık kullanılan makine öğrenimi algoritmalarıyla test edilerek sonuçlar karşılaştırmalı olarak verilmiştir.
Savunma sanayi uygulamalarında termal kamuflaj gerçekleştirmek için metamalzeme anten tasarımı
Kamuflaj teknoloji olarak, renk kontrolü, kızılötesi imza modülasyonu ve soğurum (yansıma bastırma) yoluyla görünür, orta kızılötesi ve radar spektrumlarında düşük görülebilirlik elde etmeyi içerir. Bu doğrultuda kullanılan doğal (geleneksel) malzemelerin optiksel verimlerinde sınırlamaları vardır. Optiksel uygulama çalışmaları için gerektiği kadar verimli değildirler veya kullanılamayacak kadar hacimlidirler. Geleneksel malzemeleri de yapısında bulunduran ancak çeşitli geometrik tasarımlarda olan metamalzemeler ise geleneksel malzemelere göre çok daha verimli performans sergileyebilen yapıların ortaya çıkmasını sağlamıştır. Mükemmel ışık soğurucuları ışığı yapılarında hapsedebilmek için yarı iletken, metal veya farklı soğurma özelliği olan bir katmana ihtiyaç duyarlar. Çalışmamızda düzlemsel metal-yalıtkan (Ag-Si) metayüzey üzerine halka metal-yalıtkan (Ag-ITO) şeklinde sıralanmış katmanlardan oluşan yeni bir Metal-Yalıtkan-Metal-Yalıtkan (MYMY) metamalzeme tasarımı yapılmıştır. Önerilen metamalzeme tasarımı, kızılötesi dalga boyu aralığı 800 ile 12000 nm olan spektral bölge için incelenmiştir. Spektral özellikler sonlu farklar zaman alanı (FDTD) yazılımı kullanılarak analiz edilmiştir. Bu tasarım ile, kısa dalga kızılötesi (SWIR) ve ışınımsal soğutmayla uyumlu termal kamuflaj uygulamaları için geçirgen olmayan kızılötesi aralığında (NTIR) atmosferik pencerelerde düşük emisyon korunmuştur. Bununla birlikte MYMY yapısı ile soğurum tepe noktaları atmosferik soğurum pencereleriyle (SWIR'da ve NTIR'da) mükemmel bir şekilde eşleşen iki adet geniş bant ile mükemmel soğurumlar elde edilmiştir. Üstelik önerilen yapı, düzlem içi simetrik bir tasarıma sahip olduğundan polarizasyona duyarsızdır. Numerik simülasyon teknikleri kullanılarak yapının optik performansı optimize edilmiştir. Nanoyapı ile havanın empedans değerleri karşılaştırılmış ve mükemmel uyum sağladığı, ayrıca ortalama soğurum değerlerinin MWIR ve LWIR bölgelerinde arzu edilen değere çok yakın olduğu gösterilmiştir. Tasarımı gerçekleştirilen yapı, çeşitli uygulamalarda termal emisyonları yönetmek için ayarlanabilir ve yüksek verimli bir çözüm sunmakta olup, gizlilik teknolojisi alanında önemli bir yenilik olarak yer almaktadır.
Kanat tipi paraşüt sistemi için özerk komuta kontrol sistemi tasarım ve uygulaması
Hava aracından paraşüt ile malzeme ikmali, günümüzde askeri operasyonlarda, insani yardım faaliyetlerinde ve uzay aracı, roket gibi hava araçları iniş operasyonlarında kullanılmaktadır. Yönlendirme yeteneği olmayan paraşütler ile yapılan havadan ikmalin karar vericiler tarafından tercih edilmesini engelleyen en büyük etkenler, havadan ikmal yapacak aracın düşmanın hava savunma silahlarına karşı savunmasız oluşu ve paraşütle atılan ikmal maddesinin rüzgardan dolayı istenmeyen yerlere düşmesidir. Bu çalışmada, söz konusu sorunu çözmek için yönlendirilebilen paraşütlerin özerk yönlenebilmesini sağlayan bir sistem ortaya konmuştur. Ortaya konulan özgün yönlendirme sistemi tasarımının yanında paraşütün hedefe ulaşması ve yere yumuşak iniş yapması için alternatif güzergah algoritmaları sunulmuştur. Yapılan çalışmada yaklaşma, alçalma, iniş ve acil durum fazları olmak üzere çok fazlı bir güzergah algoritması tasarlanmıştır. Yaklaşma fazı ise düz ve zikzak olarak hedefe olan mesafeye göre sistem tarafından özerk olarak seçilen iki farklı yol olarak ortaya konulmuştur. İhtiyaç duyulan sensörler, işlemci ve motor sürücüleri bulunduran elektronik komuta kontrol kartı tasarlanmış ve üretilmiştir. Sistemin test edilmesi amacıyla bir Web ara yüzü ve yer test ünitesi yapılmıştır. Güzergahın kontrol edilmesi için Oransal, İntegral, Türevsel (Proportional, Integral, Derivative, PID) denetleyici tercih edilmiş, PID denetleyici parametreleri Parçacık Sürü Optimizasyonu (Particle Swarm Optimization, PSO) algoritmasıyla bulunmuştur. Ayrıca sensör filtrelenmesi için kalman filtresi kullanılmıştır. En son olarak ortaya konulan sistem ile iki gerçek atma denemesi yapılmış, gerçek atma denemeleri sonucunda sistemin istenilen hedef koordinatlara yakın mesafelere ulaştığı görülmüştür. Sonuç olarak yerli imkânlar kullanılarak kanat tipi paraşüt sistemlerinin özerk kullanımı için ortaya konulan sistemin kullanılabilir olduğu değerlendirilmiştir.
Seçici lazer ergitme yöntemiyle üretilen CoCrMo numunelerde farklı üretim parametreleri ve toz boyutunun yoğunluk ile yüzey pürüzlülüğü üzerine etkisi
Eklemeli imalat teknolojisi, günümüz teknolojileri arasında ön plana çıkan; sunduğu fayda, maliyet, gerçekleştirilebilirlik ve hurda atık konularında optimum fayda sağlayan bir üretim metodu olmaya başlamıştır. Mühendislik alanındaki malzeme, yazılım ve lazer teknolojilerindeki gelişmelere bağlı olarak havacılık, otomotive, enerji ve sağlık alanında istenen çok karmaşık ve farklı mukavemet, sertlik, yoğunluk gibi özellikler istenen malzemelerde tek bir üretim metodu ile eklemeli imalatlarda ulaşmak mümkündür. Seçici lazer ergitme yöntemi, istenen fonksiyonlara sahip malzeme üretme konusunda önde gelen eklemeli imalat yöntemlerinden biridir. İstenen malzeme özelliklerini yüksek oranda karşılayabilmektedir. Bu üretim yönteminde üretim parametreleri, nihai ürün üzerinde büyük öneme sahiptir. Dolayısıyla, üretim metodlarında istenilen ürünü elde etmek için optimum parametreler kullanılması gerekmektedir. Bu tez çalışmasında seçici lazer ergitme yöntemiyle farklı tarama stratejileri ve parametrelerde üretilen numuneler üzerinde yüzey pürüzlülüğü, yoğunluk ve diğer özellikler bakımından araştırma yapılmıştır. İki farklı toz boyut aralığında (0-53 µm ve 20-53 µm) sabit katman kalınlığında lazer gücü, tarama hızı, tarama mesafesi ve lazer dengeleme parametreleri 23 farklı kombinasyonda değiştirilerek küçük kübik numuneler (12x12x12 mm³) üretilmiştir. Bu numunelerin yoğunlukları Arşimet prensibi ve optik mikroskop görüntülemesi yardımıyla ölçülmüş ve yoğunluk cevabı üzerinden sıralama yapılarak 5 numune seçilmiş ve sonraki testler gerçekleştirilmiştir. Üretilen parçalar üzerinde yüzey pürüzlülüğü değeri esas alınarak mekanik testler gerçekleştirilmiştir. Sonuç olarak iki farklı toz boyut aralığı için yüzey pürüzlülük ve yoğunluk değeri açısından kullanılacak optimum parametreler elde edilmiştir.