6746 research outputs found
Sort by
Tarihî Yapılarda Avlu Üst Örtüsü Tasarım Senaryolarına Yönelik Enerji-Termal Konfor Odaklı Parametrik Bir Model Önerisi
No full textThis study investigates how courtyard coverings in open-courtyard madrasas from the 16th–17th century Ottoman period can be optimized in terms of conservation, aesthetics, microclimate, thermal comfort, and energy performance within the context of contemporary interventions in historic environments. The research is based on the premise that additions and new constructions in historic buildings should not be limited to structural or visual compatibility alone but must also address critical sustainability-related issues such as indoor environmental conditions, energy consumption, and material durability. This necessity requires integrating the 'distinct yet complementary' approach of the Venice Charter, the permission for modifications aligned with current usage needs as stated in the ICOMOS Charter on the Built Vernacular Heritage, and performance criteria mandated by national/international energy-efficiency standards within a unified framework. The research problem stems from the observation that historic madrasa courtyards often remain underutilized during colder seasons due to functional obsolescence, poor user comfort, and rising operational costs. In current restoration practices, courtyard roofs are frequently constructed using steel-glass structures; however, the design process often lacks sufficient microclimatic simulation. This leads to greenhouse effects, increased relative humidity, and excessive cooling loads, which in turn result in short-term HVAC investments and, in the medium to long term, material degradation and structural deterioration. Accordingly, the core research question is formulated as follows: 'Can a roof covering design be developed using parametric design tools that simultaneously optimizes energy, thermal comfort, and conservation principles in historic open-courtyard structures?' The research aims are structured in three stages: (1) To convert the linear-formal identity of the historic structure into quantitative data and numerically assess visual compatibility in the design of a contemporary roof covering; (2) To develop a parametric decision-support model that evaluates microclimate, thermal comfort, and energy performance collectively; (3) To validate the model on a case study in compliance with architectural authenticity, structural integrity, and conservation legislation. The case is limited to open-courtyard madrasas with arcaded layouts dating to the 16th–17th centuries, found throughout the Ottoman Empire. An inventory study of over 100 madrasas dated to this period was conducted; based on plan typology, authenticity, climate zone, and maintenance history, the case study selected was the Şehzade Mehmet Madrasa, considered an early work of Mimar Sinan and located in Istanbul's Csa (Mediterranean, dry-summer, mild-winter) climate. The hypothesis set is organized around four main axes: (H1) The linear conformity algorithm aligns contemporary patterns with historic proportions; (H2) Double-layer ETFE material, through transparent–semi-transparent modulation, reduces total energy consumption; (H3) Parametric optimization balances heating-cooling loads while maintaining PMV-PPD and SET indicators within ASHRAE 55 limits; (H4) The selected design fulfills the Venice Charter's criteria of reversibility and distinguishability through lightweight materials and demountable structural details. The methodology consists of literature review, parametric modeling, integrated simulation, and validation. In the first step, current studies on adaptive reuse, contemporary additions, ETFE technology, microclimate management, and multi-objective optimization were synthesized. In the modeling phase, the 'linear density' algorithm developed by Tekin et al. (2022) was used in Rhinoceros–Grasshopper to extract the horizontal, vertical, and diagonal line ratios of the madrasa. Six patterns were generated using the Parakeet plugin: two traditional Islamic star patterns, a square modular grid, an adaptive grid, and Voronoi and Delaunay diagrams. In terms of material, fully transparent ETFE (light transmittance 80%, SHGC 0.82) and three variants with different frit densities (43%/0.46; 28%/0.33; 20%/0.25) were used. Combining pattern, material, and two geometric variables (frit band position and surface area) yielded 576 variations. Energy and comfort simulations were conducted using the Ladybug–Honeybee interface and the EnergyPlus engine, employing hourly resolution with the Istanbul TMY file. Building envelope definitions included wall sections composed of limestone, Horasan mortar, and brick, and vault roofing sections based on their thermophysical equivalents; U-values were adjusted according to TS 825 standards. Internal loads were derived from the 'large office' schedule adapted to the building's current usage scenario. In enclosed spaces, the HB Ideal Air module operated with 70% heat recovery efficiency, while in the courtyard, winter heating and summer night-cooling strategies with natural ventilation were tested. Variations were compiled using TT-Toolbox and Colibri in Excel-CSV format, and energy-comfort-aesthetic correlations were visualized using Pareto analysis on Design Explorer. For model reliability, the same parametric volume was reconstructed in IES-VE; comparisons of total EUI, PMV, operative temperature, and relative humidity showed deviations within a ±5% range. Key findings are as follows: Based on linear conformity scores, gridal-modular patterns C1/C2 achieved over 85% correlation with the historic façade's horizontal–vertical–diagonal ratios and ranked highest in energy-comfort on the Pareto front. Among these, 28% fritted ETFE (SHGC 0.33) optimized heating–cooling balance by preventing summer overheating while preserving passive heat gains in winter. In the existing madrasa, the annual total energy use intensity (EUI) is 713 kWh/m², of which 609 kWh/m² is for heating and 104 kWh/m² for cooling. In courtyard roof scenarios, total EUI decreased to the 376–437 kWh/m² range; heating demand dropped by 52–57%, and total consumption by 38–47%. Although cooling load increased by up to 40% in fully transparent variations, the use of fritted ETFE limited this rise to around 4%. During the winter design week, indoor air temperatures in the courtyard, arcade, and iwan rose from 10–11 °C to 18–19 °C; PMV improved from –1.4 to –0.5, and PPD declined from 26% to 10–12%. In the summer design week, SET fell from 30–31 °C to 26–28 °C, PMV from +1.1 to a +0.36–0.76 range, and PPD from around 25% to 8–17%. Mean radiant and operative temperatures showed similar improvements. Conclusions and recommendations are summarized under five points: (1) The parametric model provides a numerical basis for multi-criteria restoration decisions and can be adapted to similar courtyard structures like caravanserais and archaeological shelters; (2) The double-layer ETFE cushion system offers up to 50% heating energy savings and acceptable summer comfort with minimal intervention to the historic fabric; (3) The linear conformity algorithm enables objective verification of the 'original–new' relationship for heritage committees; (4) Post-implementation monitoring with RH sensors and maintenance of demountable structures extends material life; (5) Future studies should expand the model with curved shell geometries, dynamic frit ratios, and life cycle cost analysis. Thus, the research demonstrates that contemporary additions to historic buildings should be conceived not merely as formal complements but as holistic restoration strategies that also account for energy–thermal comfort optimization and material sustainability.Çalışma, tarihî çevrede çağdaş müdahale tartışmaları bağlamında, 16-17. yüzyıl Osmanlı dönemine ait açık-avlulu medrese yapılarının avlu üst örtülerinin kapatılmalarında koruma, estetik, mikroklima, termal konfor ve enerji performansı bakımından nasıl optimize edilebileceğini araştırır. Araştırma, tarihî yapılardaki ek ve yeni yapı olgusunun yalnızca strüktürel veya görsel uyumla sınırlı kalmayıp; iç ortam koşulları, enerji tüketimi ve malzeme dayanımı gibi sürdürülebilirlik odaklı kritik başlıkları da kapsaması gerektiği varsayımına dayanır. Bu gereklilik, Venedik Tüzüğü'nün 'ayırt edilebilir fakat tamamlayıcı' yaklaşımını, ICOMOS Geleneksel Mimari Miras Tüzüğü'nün güncel kullanım gereksinimleriyle uyumlu değişiklik iznini ve ulusal/uluslararası enerji-verimlilik standartlarının zorunlu kıldığı performans kriterlerini aynı çerçevede ele almayı zorunlu kılar. Araştırma probleminin çıkış noktasını tarihî medreselerin avlularının, işlev kaybı, kullanıcı konforu düşüklüğü ve artan işletme giderleri nedeniyle özellikle soğuk mevsimlerde atıl kalmasıdır. Mevcut restorasyon uygulamalarında avlu üstlerinin çoğu kez çelik-cam konstrüksiyonla kapatıldığı, fakat tasarım sürecinde mikroklimatik etkilerin yeterince simüle edilmediği; ortaya çıkan sera etkisi, bağıl nem artışı ve aşırı soğutma yükleri nedeniyle kısa vadede ek HVAC yatırımlarına, orta-uzun vadede ise malzeme yıpranması ve yapısal bozulmalara yol açtığı gözlemlenmiştir. Bu bağlamda temel araştırma sorusu, 'Parametrik tasarım araçlarını kullanarak açık-avlulu tarihî yapılarda enerji, termal konfor ve koruma ilkelerini eşzamanlı optimize eden bir üst örtü tasarımı geliştirilebilir mi?' biçiminde tanımlanmıştır. Araştırmanın amacı üç aşamada özetlenir: (1) Tarihî yapının çizgisel-biçimsel kimliğini nicel veriye dönüştürüp çağdaş üst örtü tasarımında görsel uyumu sayısallaştırmak, (2) mikroklima, termal konfor ve enerji performansını birlikte değerlendirecek parametrik bir karar-destek modeli geliştirmek, (3) modelin geçerliliğini özgün mimari, strüktürel bütünlük ve koruma mevzuatına bağlı kalarak bir uygulama örneği üzerinde kanıtlamak. Araştırma kapsamında örneklem tarihî yapı Osmanlı klasik döneminin hemen her vilâyetinde bulunan, açık avlulu ve revaklı şemaya sahip medreselerle sınırlıdır. Envanter taramasında 16-17. yüzyıla tarihlendirilen 100'ün üzerinde medrese incelenmiş; plan şeması, özgünlük seviyesi, iklim bölgesi ve bakım geçmişi parametrelerine göre örneklem olarak Mimar Sinan'ın çıraklık eseri kabul edilen ve İstanbul'un Csa (Akdeniz yazı kurak, ılık kış) ikliminde yer alan Şehzade Mehmet Medresesi seçilmiştir. Hipotez seti dört ana eksenden oluşur: (H1) çizgisel uyum algoritması, çağdaş deseni tarihî oranlarla uyumlu kurar; (H2) çift katmanlı ETFE malzemesi şeffaf-yarı şeffaf modülasyonu sayesinde toplam enerji tüketimini düşürür; (H3) parametrik optimizasyon, ısıtma-soğutma yüklerini dengelerken PMV-PPD ve SET göstergelerini ASHRAE 55 sınırları içinde tutar; (H4) seçilen tasarım, Venedik Tüzüğü'nün geri dönüştürülebilir ve ayırt edilebilirlik koşullarını, malzeme hafifliği ve sökülebilir strüktür detaylarıyla yerine getirir. Yöntem literatür taraması, parametrik modelleme, bütünleşik simülasyon ve doğrulama adımlarından oluşur. İlk adımda, adaptif yeniden kullanım, çağdaş ek, ETFE teknolojisi, mikroklima yönetimi ve çok hedefli optimizasyon konularındaki güncel araştırmalar sentezlenmiştir. Modelleme aşamasında Rhinoceros-Grasshopper ortamında Tekin vd. (2022) tabanlı 'çizgisel yoğunluk' algoritması ile medresenin yatay, dikey ve diyagonal çizgi oranları elde edilmiştir. Parakeet eklentisi kullanılarak iki geleneksel İslâmî yıldız örgüsü, bir kare modüler grid, bir adaptif grid, Voronoi ve Delaunay diyagramlarından oluşan altı desen üretilmiştir. Malzeme parametresinde ETFE'nin tam şeffaf (Işık geçirgenliği %80, SHGC 0,82) ve üç frit yoğunluklu varyantı (%43/0,46; %28/0,33; %20/0,25) kullanılmıştır. Desen, malzeme ve iki geometrik değişkenin (fritli şeridin konumu ile yüzey alanı) kombinasyonu 576 varyasyon oluşturmuştur. Enerji ve konfor simülasyonları Ladybug-Honeybee aracılığıyla EnergyPlus motorunda, İstanbul TMY dosyasıyla saatlik çözünürlükte yürütülmüştür. Modelde bina kabuğu için literatürde önerilen küfeki taşı, horasan harcı ve tuğla bileşimli duvar kesitleri ile mevcut çatı tonoz kesitlerinin termofiziksel eşdeğerleri tanımlanmış; U-değerleri TS 825 veri tabanına göre ayarlanmıştır. İç yükler yapının güncel kullanım senaryosuna uygun büyük ofis programından türetilmiştir. Kapalı hacimlerde HB Ideal Air modülü %70 ısı geri kazanım verimliliğiyle çalışacak biçimde kurgulanmış; avluda doğal havalandırma ile kışın ısıtma, yazın gecelik soğutma stratejileri denenmiştir. Üretilen varyasyonlar TT-Toolbox ve Colibri ile Excel-CSV biçiminde toplanmış, Design Explorer üzerinde Pareto analiziyle enerji-konfor-estetik korelasyonları görselleştirilmiştir. Modelin güvenilirliği için aynı parametrik hacim IES-VE'de yeniden kurulmuş; toplam EUI, PMV, operatif sıcaklık ve bağıl nem verileri karşılaştırılmış, sapma %-5-+5 aralığında kalmıştır. Bulgular özetle şu şekildedir: Çizgisel uyum skorlarına göre gridal-modüler C1/C2 desenleri tarihî cephenin yatay-dikey-diyagonal oranlarıyla %85'in üzerinde korelasyon sağlamış, Pareto cephesinde enerji-konfor açısından da ilk sırada yer almıştır. Bu varyasyonlarda %28 fritli ETFE, SHGC 0,33 değeriyle ısıtma-soğutma dengesini optimize etmiş; yazın aşırı ısınmayı engellerken kışın pasif ısı kazançlarını korumuştur. Mevcut medresede yıllık toplam enerji kullanım yoğunluğu 713 kWh m⁻² seviyesindedir; bunun 609 kWh m⁻²'si ısıtmaya, 104 kWh m⁻²'si soğutmaya aittir. Avlu üst örtüsü senaryolarında toplam EUI 376-437 kWh m⁻² bandına düşmüş; ısıtma yükü %52-57, toplam tüketim %38-47 azalmıştır. Soğutma yükü tam şeffaf varyasyonlarda %40'a varan artış gösterse de fritli ETFE kullanımıyla artış %4 düzeyine kadar sınırlanabilmiştir. Kış tasarım haftasında avlu, revak ve eyvanda iç hava sıcaklığı 10-11 °C'den 18-19 °C'ye yükselmiş; PMV değeri –1,4'ten –0,5'e, PPD %26'dan %10-12 aralığına gerilemiştir. Yaz tasarım haftasında SET 30-31 °C'den 26-28 °C'ye, PMV +1,1'den +0,36-0,76 aralığına inmiş; PPD %25 civarından %8-17 bandına düşmüştür. Ortalama ışınım sıcaklık ve operatif sıcaklık değerleri de benzer iyileşme göstermiştir. Sonuç ve öneriler beş başlıkta toplanır: (1) Parametrik model, çok-kriterli restorasyon kararlarında sayısal temel oluşturur; benzer avlulu han, kervansaray ve arkeolojik koruma çatılarında uyarlanabilir. (2) Çift kat ETFE yastık sistemi, tarihî dokuya minimal temasla %50'ye varan ısıtma enerjisi tasarrufu ve kabul edilebilir yaz konforu sağlar. (3) Koruma kurulları açısından çizgisel-uyum algoritması, 'orijinal-yeni' ilişkisinin nesnel denetimini mümkün kılar. (4) Uygulama sonrası RH sensörlü izleme ve sökülebilir strüktür bakımı, malzeme ömrünü uzatır. (5) Gelecek çalışmalarda kavisli kabuk geometrileri, dinamik frit oranları ve yaşam döngüsü maliyeti analizi eklenerek model genişletilmelidir. Böylece araştırma, tarihî yapılarda çağdaş ek tasarımını yalnızca biçimsel bir tamamlama değil, aynı zamanda enerji-termal konfor optimizasyonu ve malzeme sürdürülebilirliği gözeten bütüncül bir restorasyon stratejisi olarak ele almanın mümkün ve gerekli olduğunu ortaya koymuştur
Measurement of the Inclusive Cross Sections for W and Z Boson Production in Proton-Proton Collisions at √s=5.02 and 13 TeV
No full textD'Anzi, Brunella/0000-0002-9361-3142Measurements of fiducial and total inclusive cross sections for W and Z boson production are presented in proton-proton collisions at root s = 5.02 and 13TeV. Electron and muon decay modes (l = e or mu) are studied in the data collected with the CMS detector in 2017, in dedicated runs with reduced instantaneous luminosity. The data sets correspond to integrated luminosities of 298 +/- 6 pb(-1) at 5.02TeV and 206 +/- 5 pb(-1) at 13TeV. Measured values of the products of the total inclusive cross sections and the branching fractions at 5.02TeV are sigma(pp -> W+ X)B(W -> l nu) = 7300 +/- 10 (stat) +/- 60 (syst) +/- 140 (lumi) pb, and sigma(pp -> Z+ X)B(Z -> l(+) l(-)) = 669 +/- 2 (stat)+/- 6 (syst)+/- 13 (lumi) pb for the dilepton invariant mass in the range of 60-120 GeV. The corresponding results at 13TeV are 20480 +/- 10 (stat)+/- 170 (syst)+/- 470 (lumi) pb and 1952 +/- 4 (stat)+/- 18 (syst)+/- 45 (lumi) pb. The measured values agree with cross section calculations at next-to-next-to-leading-order in perturbative quantum chromodynamics. Fiducial and total inclusive cross sections, ratios of cross sections of W+ and W- production as well as inclusive W and Z boson production, and ratios of these measurements at 5.02 and 13TeV are reported.We congratulate our colleagues in the CERN accelerator departments for the excellent performance of the LHC and thank the technical and administrative staffs at CERN and at other CMS institutes for their contributions to the success of the CMS effort. In addition, we gratefully acknowledge the computing centers and personnel of the Worldwide LHC Computing Grid and other centers for delivering so effectively the computing infrastructure essential to our analyses. Finally, we acknowledge the enduring support for the construction and operation of the LHC, the CMS detector, and the supporting computing infrastructure provided by the following funding agencies: SC (Armenia), BMBWF and FWF (Austria); FNRS and FWO (Belgium); CNPq, CAPES, FAPERJ, FAPERGS, and FAPESP (Brazil); MES and BNSF (Bulgaria); CERN; CAS, MoST, and NSFC (China); MINCIENCIAS (Colombia); MSES and CSF (Croatia); RIF (Cyprus); SENESCYT (Ecuador); ERC PRG, RVTT3 and MoER TK202 (Estonia); Academy of Finland, MEC, and HIP (Finland); CEA and CNRS/IN2P3 (France); SRNSF (Georgia); BMBF, DFG, and HGF (Germany); GSRI (Greece); NKFIH (Hungary); DAE and DST (India); IPM (Iran); SFI (Ireland); INFN (Italy); MSIP and NRF (Republic of Korea); MES (Latvia); LMTLT (Lithuania); MOE and UM (Malaysia); BUAP, CINVESTAV, CONACYT, LNS, SEP, and UASLP-FAI (Mexico); MOS (Montenegro); MBIE (New Zealand); PAEC (Pakistan); MES and NSC (Poland); FCT (Portugal); MESTD (Serbia); MCIN/AEI and PCTI (Spain); MOSTR (Sri Lanka); Swiss Funding Agencies (Switzerland); MST (Taipei); MHESI and NSTDA (Thailand); TUBITAK and TENMAK (Turkey); NASU (Ukraine); STFC (United Kingdom); DOE and NSF (U.S.A.). Individuals have received support from the Marie-Curie program and the European Research Council and Horizon 2020 Grant, contract Nos. 675440, 724704, 752730, 758316, 765710, 824093, 101115353, 101002207, and COST Action CA16108 (European Union); the Leventis Foundation; the Alfred P. Sloan Foundation; the Alexander von Humboldt Foundation; the Science Committee, project no. 22rl-037 (Armenia); the Belgian Federal Science Policy Office; the Fonds pour la Formation a la Recherche dans l'Industrie et dans l'Agriculture (FRIA-Belgium); the F.R.S.-FNRS and FWO (Belgium) under the "Excellence of Science -EOS" -be.h project n. 30820817; the Beijing Municipal Science ; Technology Commission, No. Z191100007219010 and Fundamental Research Funds for the Central Universities (China); the Ministry of Education, Youth and Sports (MEYS) of the Czech Republic; the Shota Rustaveli National Science Foundation, grant FR-22-985 (Georgia); the Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG), among others, under Germany's Excellence Strategy -EXC 2121 "Quantum Universe" -390833306, and under project number 400140256 -GRK2497; the Hellenic Foundation for Research and Innovation (HFRI), Project Number 2288 (Greece); the Hungarian Academy of Sciences, the New National Excellence Program -UNKP, the NKFIH research grants K 131991, K 133046, K 138136, K 143460, K 143477, K 146913, K 146914, K 147048, 2020-2.2.1-ED-2021-00181, and TKP2021-NKTA-64 (Hungary); the Council of Science and Industrial Research, India; ICSC -National Research Center for High Performance Computing, Big Data and Quantum Computing and FAIR -Future Artificial Intelligence Research, funded by the NextGenerationEU program (Italy); the Latvian Council of Science; the Ministry of Education and Science, project no. 2022/WK/14, and the National Science Center, contracts Opus 2021/41/B/ST2/01369 and 2021/43/B/ST2/01552 (Poland); the Fundacao para a Ciencia e a Tecnologia, grant CEECIND/01334/2018 (Portugal); the National Priorities Research Program by Qatar National Research Fund; MCIN/AEI/10.13039/501100011033, ERDF "a way of making Europe", and the Programa Estatal de Fomento de la Investigacion Cientifica y Tecnica de Excelencia Maria de Maeztu, grant MDM-2017-0765 and Programa Severo Ochoa del Principado de Asturias (Spain); the Chulalongkorn Academic into Its 2nd Century Project Advancement Project, and the National Science, Research and Innovation Fund via the Program Management Unit for Human Resources ; Institutional Development, Research and Innovation, grant B39G670016 (Thailand); the Kavli Foundation; the Nvidia Corporation; the SuperMicro Corporation; the Welch Foundation, contract C-1845; and the Weston Havens Foundation (U.S.A.).FWF; FNRS; FWO (Belgium); CNPq; CAPES; FAPERJ; FAPERGS; FAPESP (Brazil); BNSF (Bulgaria); MoST; NSFC (China); CSF (Croatia); RIF (Cyprus); SENESCYT (Ecuador); ERC PRG [MoER TK202]; Academy of Finland; MEC; CEA; CNRS/IN2P3 (France); SRNSF; BMBF; DFG; HGF (Germany); NKFIH (Hungary); DAE; DST; IPM; SFI (Ireland); INFN (Italy); NRF (Republic of Korea); MES (Latvia); MOE; UM (Malaysia); BUAP; CONACYT; UASLP-FAI (Mexico); PAEC (Pakistan); FCT (Portugal); MESTD (Serbia); PCTI (Spain); MOSTR (Sri Lanka); Swiss Funding Agencies (Switzerland); NSTDA; TUBITAK; DOE; NSF; Marie-Curie program; European Research Council; Horizon 2020 Grant [675440, 724704, 752730, 758316, 765710, 824093, 101115353, 101002207]; COST Action [CA16108]; Leventis Foundation; Alfred P. Sloan Foundation; Alexander von Humboldt Foundation; Science Committee [22rl-037]; Belgian Federal Science Policy Office; Fonds pour la Formation a la Recherche dans l'Industrie et dans l'Agriculture (FRIA-Belgium); FWO (Belgium) under the "Excellence of Science -EOS [30820817]; Beijing Municipal Science ; Technology Commission [Z191100007219010]; Fundamental Research Funds for the Central Universities (China); Ministry of Education, Youth and Sports (MEYS) of the Czech Republic; Shota Rustaveli National Science Foundation [FR-22-985]; Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) [EXC 2121, 400140256 -GRK2497]; Hellenic Foundation for Research and Innovation (HFRI) [2288]; Hungarian Academy of Sciences [K 131991, K 133046, K 138136, K 143460, K 143477, K 146913, K 146914, K 147048, 2020-2.2.1-ED-2021-00181, TKP2021-NKTA-64]; Council of Science and Industrial Research, India; ICSC -National Research Center for High Performance Computing - NextGenerationEU program (Italy); Latvian Council of Science; Ministry of Education and Science [2022/WK/14]; National Science Center [Opus 2021/41/B/ST2/01369, 2021/43/B/ST2/01552]; Fundacao para a Ciencia e a Tecnologia [CEECIND/01334/2018]; National Priorities Research Program by Qatar National Research Fund; ERDF "a way of making Europe [MDM-2017-0765]; Programa Severo Ochoa del Principado de Asturias (Spain); National Science, Research and Innovation Fund via the Program Management Unit for Human Resources ; Institutional Development, Research and Innovation [B39G670016]; Kavli Foundation; Nvidia Corporation; SuperMicro Corporation; Welch Foundation [C-1845]; Weston Havens Foundation (U.S.A.
Causes of Farmland Abandonment in Poland: A Comprehensive Study Using Logistic Regression, Expert Assessment, and ALS Data
No full textAbandoning land cultivation is a phenomenon whose underlying drivers remain insufficiently understood. This study examined the possible associations between selected variables and landowners' decisions to cease cultivation in the Olkusz district (southern Poland), covering an area of 620 km2 and including 82 villages. To assess the extent of abandonment, expert evaluation was applied, based on the analysis of changes recorded in the Corine Land Cover databases (1990 and 2018) and airborne laser scanning data. The latter enabled a detailed assessment of vegetation structure-particularly forest succession-within areas traditionally used for agriculture. The influence of natural, social, and economic factors was analyzed using a logistic regression model. The results obtained indicate that only plot size and land quality should be considered as factors that may influence landowners' decisions to discontinue agricultural production. All other examined factors proved to be insignificant
Moving Average Filter Based Dstatcom Control Approach
No full textSelf-excited induction generators (SEIGs) are commonly preferred in standalone renewable energy systems due to their low cost and robust construction. However, the voltage and frequency stability at the SEIG output may be adversely affected by varying reactive and active power demands depending on the load profile. In such systems, DSTATCOM is used to provide voltage and frequency regulation, and its performance largely depends on the applied control algorithm. In this study, a moving average filter (MAF) based dq control algorithm is proposed for DSTATCOM supported SEIG systems. The MAF structure contributes to more accurate calculation of reference source currents by reducing the effect of harmonic content. The proposed control method is tested under nonlinear load and unbalanced-nonlinear load conditions. The results show that the system maintains voltage and frequency stability and successfully suppresses disturbances
Reading Place in a Historical Context Through Phenomena in Architectural Competitions
No full textCities are dynamic memory spaces connecting the past and the future, nourishing social memory and identity. Public spaces, as the most significant spatial components of cities, have become both physical and social heritage symbols of urban culture. This article focuses on how architectural competitions examine the geographical, historical, and cultural characteristics of places in public space design and the design decisions related to these contexts. The study investigates the concept of place in architecture through original projects developed for two architectural idea competitions. It deeply analyzes the integration of the designed space with its historical context, urban memory, and phenomenological experiences established with city dwellers. The importance of architectural place for public spaces was explored through award-winning projects. Specifically, the projects "Sazlık 2.0" and "Hazan" highlight the necessity of developing designs with a comprehensive approach that transcends physical boundaries, incorporating cultural, historical, and geographical elements. The relationship with place has been reduced to a semantic dimension through phenomenological experiences. This situation has been defined as an encounter with an abstract idea, a historical, cultural entity or settled memories in a particular place rather than a geographical location in the essence of the phenomenological experience. The findings emphasize that designs based on urban memory increase the likelihood of success, as evidenced by the award-winning projects where historical, cultural, and geographical features were prominently addressed through a direct connection with the place. In conclusion, the study advocates for rethinking public spaces situated within the historical urban memory not merely as physical entities but as components shaped by time, culture, and the environment, as demonstrated by the design alternatives developed for architectural competitions
A New Analytical Approach to Determining the Level of Damage Due to the Construction of Metro Tunnels in Existing Reinforced Concrete Buildings
No full textMevcut yapıların altında açılan metro tünellerinin açılması sonucu meydana gelen deformasyonlar yapı mühendisliği açısından önemli problemler oluşturmaktadır. Bu problemlerin mümkün olduğunca doğru bir şekilde yorumlanması ve analizi oldukça zordur. Zira problem açılan tünelin yapıya göre olan konumu, ortam zemininin profili ve mekanik özellikleri, tünel üzerindeki mevcut yapının temel tipi ve boyutları, üst yapının taşıyıcı sistem türü, yapının geometrisi ve tünel üzerindeki yük dağılımı gibi oldukça fazla sayıda parametreye bağlıdır. Literatürde hali hazırda, bahsedilen bu problemin çözümünde tünel lokasyonu dikkate alınarak kullanılan abaklar ve ampirik bağıntılar mevcuttur. Bu yöntemler 1. ve 2. kademe yöntemler olarak isimlendirilmekte ve hızlı değerlendirme yöntemleri olarak kullanılmaktadır. Söz konusu yöntemler temeldeki oturma miktarına bağlı olarak üst yapı hasarlarını belirlemeyi amaçlamıştır. Halbuki üst yapıda meydana gelebilecek hasarların dağılımı ve seviyesinin belirlenmesi oldukça karmaşık bir mühendislik problemidir. Bu bağlamda sunulan çalışmanın temel amacı yapımı proje aşamasında olan metro tünelleri inşa edilmesi durumun da üst yapıya olan etkileri ve üst yapıda meydana gelebilecek olan hasarların hasar seviyeleri düzeylerinin incelenmesidir. Böylece özellikle zemin ve üst yapı modellenmesine yönelik yeni nesil çalışmalar için önemli bir literatür altlığı oluşturması ve bu altlıktan ve yeni yapılacak çalışmalar için bir projeksiyon olarak yararlanılması amaçlanmıştır. Bu çalışmada tünel-üstyapı etkileşimini etkileyen diğer parametrelerden: a) sonlu eleman analizi için geoteknik parametreler b) tünel için kullanılan parametreler (davranış tipi, eksenel rijitlik, eğilme rijitliği, birim ağırlık, poisson oranı) c) zemin için kullanılan parametreler (materyal model, birim hacim ağırlık, doygun birim hacim ağırlık, youngs modülü, kohezyon, içsel sürtünme açısı, dilatansi açısı, rijitlik katsayısı) d) temel için kullanılan parametreler (eksenel rijitlik, eğilme rijitliği, birim ağırlık, poisson oranı) e) üst yapının tünel merkezi izdüşümünden uzaklığı f) üst yapının en ve boy oranları g) üst yapının temel tipi h) üst yapının kullanım amacı ı) güzergaha denk gelen binaların kat sayıları j) temel derinlikleri (40 cm – 50 cm – 60 cm) esas alınarak Plaxis programı ile zemin, bina ve tünel tasarımı modellemesi yapılmıştır. Plaxis programının analiz sonuçlarından temel deformasyon değerleri alınmıştır. Plaxis 2D programından alınan analiz sonuçlarından elde edilen yer değiştirme değerleri yapıya ilave bir oturma olarak etkitilmiştir. Plaxis programının analiz sonuçlarından elde edilen temel oturmaları ile ETABS programına girilip ve bu oturma değerleri ile 72 adet farklı durum için analizler yapılmıştır. Bu sayede yapılarda her bir durum için ilave oturmalardan kaynaklı kesit tesirlerinin değişimi incelenmiştir. ETABS programından kirişlerin ve kolonların moment ve kesme kuvveti değerleri alınarak oluşturulan yüzde değişim tabloları incelendiği zaman, zemin sınıfı ZE, tünelin bulunduğu konum binanın merkezinde iken bazı kirişlerde ağır hasar sınıfı, 1. kat kolonlarında belirgin hasar sınıfı görülmektedir. Zemin sınıfı ZA, tünelin bulunduğu konum binanın dışında iken kolon ve kirişlerde hasar görülmemektedir. Temel altında meydana gelen deplasmanlar neticesinde taşıyıcı sistemde meydana gelen hasar ve dağılımları belirlenmiştir.Deformations resulting from the excavation of subway tunnels beneath existing structures pose significant structural engineering problems. Interpreting and analyzing these problems as accurately as possible is quite challenging. This is because the problem depends on numerous parameters, including the location of the tunnel relative to the structure, the profile and mechanical properties of the surrounding soil, the foundation type and dimensions of the existing structure above the tunnel, the type of structural system of the superstructure, the geometry of the structure, and the load distribution on the tunnel. Currently, the literature contains charts and empirical correlations that consider the tunnel location to solve this problem. These methods are called first- and second-stage methods and are used as rapid assessment methods. These methods aim to determine superstructure damage based on the amount of settlement in the foundation. However, determining the distribution and extent of damage to the superstructure is a highly complex engineering problem. In this context, the primary objective of the presented study is to examine the effects of the construction of subway tunnels currently in the project phase on the superstructure and the extent of damage that may occur to the superstructure. Thus, it is aimed to create an important literature base for new generation studies especially on soil and superstructure modeling and to benefit from this base and as a projection for new studies. In this study, among the other parameters affecting the tunnel-superstructure interaction: a) geotechnical parameters for finite element analysis b) parameters used for the tunnel (behavior type, axial stiffness, bending stiffness, unit weight, Poisson's ratio) c) parameters used for the soil (material model, unit volume weight, saturated unit volume weight, Young's modulus, cohesion, internal friction angle, dilatancy angle, stiffness coefficient) d) parameters used for the foundation (axial stiffness, bending stiffness, unit weight, Poisson's ratio) e) distance of the superstructure from the tunnel center projection f) width and length ratios of the superstructure g) foundation type of the superstructure h) purpose of use of the superstructure i) number of stories of the buildings coincident with the route j) foundation depths (40 cm – 50 cm – 60 cm) were taken as basis for soil, building and tunnel design modeling with the Plaxis program. Foundation deformation values were taken from the analysis results of the Plaxis program. The displacement values obtained from the analysis results obtained from the Plaxis 2D program were applied as additional settlement to the structure. The foundation settlements obtained from the Plaxis analysis results were entered into the ETABS program, and analyses were conducted for 72 different cases using these settlement values. This allowed us to examine the changes in cross-sectional effects resulting from additional settlements for each case. When the percentage change tables generated by moment and shear force values of beams and columns from the ETABS program were examined, it was observed that the soil class ZE, when the tunnel was located at the center of the building, showed severe damage to some beams and significant damage to the first-floor columns. The soil class ZA, when the tunnel was located outside the building, showed no damage to the columns and beams. The damage and distribution of the structural system resulting from the displacements occurring undur the foundation were determined
Kerevit Optimizasyon Algoritması ile Yağlı Tip Transformatörün Ağırlık Optimizasyonu
No full textElektriğin iletim ve dağıtımında kullanılan transformatörler, manyetik alan kuvvetini kullanarak elektriğin sabit güç ve frekansta iletilmesini sağlayan elektrikli makinelerdir. Bu çalışmada farklı güç seviyelerindeki (50kVA ve 100kVA) yağlı tip güç ve dağıtım tipi transformatörün ağırlık optimizasyonu Kerevit Optimizasyon Algoritması (COA) kullanılarak hesaplanmıştır. Çalışmanın amacı ağırlık optimizasyonu yapmak ve ağırlık azaltımını hesaplamaktır. Akım yoğunluk değeri (s) ve demir kesit uygunluk değeri (C) olarak kullanılan değişken parametreler belirlenerek ağırlık optimizasyonu hesaplanmıştır. COA'lı transformatörlerin ağırlık optimizasyon problemi üzerinde detaylı bir popülasyon büyüklüğü analizi (on farklı popülasyon değeri için) ve maksimum iterasyon analizi (dört farklı maksimum iterasyon değeri için) gerçekleştirilmiştir. Değişen popülasyon büyüklüklerinin ve maksimum iterasyon sayısının COA'nın performansına olan etkileri gösterilmiştir. Elde edilen sonuçlar literatürdeki diğer çalışmalarla (GWO, FA, OOA ve ZOA) karşılaştırılarak detaylı bir şekilde analiz edilmiştir. COA ile geleneksel yaklaşımla hesaplanan transformatör demir ağırlığı daha da minimize edilirken verimlilik daha da maksimize edilmektedir. 50kVA ve 100kVA için karşılaştırma sonuçları incelendiğinde COA, GWO ve FA gibi eski sezgisel yöntemlerden daha iyi transformatör verimliliğini artırırken demir ağırlığını minimize edememiştir. Ayrıca her üç algoritmada (COA, GWO ve FA) C ve s değişkeni değerlerinin benzer olduğu görülmüştür. COA, ZOA ve OOA algoritmalarının sonuçları 50kVA ve 100kVA için incelendiğinde, en düşük toplam demir ağırlıklarını bulan sezgisel algoritma COA olurken, en yüksek verimlilik yine COA ile elde edilmiştir. COA'nın transformatör toplam demir ağırlığı sonuçları geleneksel, ZOA ve OOA algoritmalarıyla tutarlıdır, ancak GWO ve FA ile tutarlı değildir. Ayrıca, demir ağırlığına bağlı olarak hesaplanan transformatör verimliliği karşılaştırma algoritmaları arasında COA ile en iyi performansı göstermiştir. Bu çalışma, sezgisel yöntemler kullanılarak transformatör ağırlığının azaltılabileceğini ve verimliliğin artırılabileceğini göstermiştir. Transformatör demir ağırlığı hesaplama probleminin COA ile çözümü literatürde bir ilktir ve elde edilen sonuçlar literatüre kazandırılmıştır
Life Cycle Assessment on Sustainable Coal Mining
No full textIn this thesis, the environmental impacts of mining activities carried out in a total of 10 coal fields operated by the Turkish Coal Enterprises (TKİ) were evaluated using the Life Cycle Assessment (LCA) methodology. Of these sites, nine are operated by open-pit mining and one by underground mining. The sites are geographically distributed across the Aegean (3 sites), Marmara (3 sites), Central Anatolia (3 sites), and Eastern Anatolia (1 site) regions. The entire process, from coal extraction to its delivery to thermal power plants, was modeled using the SimaPro software in accordance with ISO 14040 and ISO 14044 standards. Environmental burdens were comprehensively identified through the ReCiPe impact assessment method. Within the scope of LCA, 17 environmental impact categories were evaluated, including energy consumption, greenhouse gas emissions, acidification potential, human health effects, water use, and ecotoxicity. The analysis results revealed that coal mining operations exert particularly high environmental pressure in terms of climate change and fossil resource depletion. Accordingly, three improvement scenarios were developed to mitigate environmental impacts: the utilization of inactive mining sites for solar power plant (SPP) installations, the replacement of diesel-powered heavy machinery with electric drive systems, and the substitution of diesel with biodiesel in mining equipment. Each scenario was individually modeled and compared to the current situation in order to assess their potential for environmental improvement. The findings demonstrate that all three scenarios have the potential to enhance environmental performance. In this context, the study provides valuable input for the restructuring of coal mining processes in Turkey from a sustainability perspective.Bu tez çalışmasında, Türkiye Kömür İşletmeleri'ne (TKİ) ait toplam 10 kömür sahasında yürütülen madencilik faaliyetlerinin çevresel etkileri, yaşam döngüsü analizi (YDA) metodolojisi kullanılarak değerlendirilmiştir. Söz konusu sahalardan 9'u açık ocak, 1'i ise yer altı işletme yöntemine sahiptir. Sahalar, Ege (3 saha), Marmara (3 saha), İç Anadolu (3 saha) ve Doğu Anadolu (1 saha) bölgelerinde konumlanmıştır. Kömürün çıkarımından termik santrale sevk edilmesine kadar olan süreç, SimaPro yazılımı aracılığıyla ISO 14040 ve ISO 14044 standartları doğrultusunda modellenmiş; ReCiPe etki değerlendirme yöntemiyle süreçlerin çevresel yükleri kapsamlı bir şekilde ortaya konmuştur. YDA kapsamında enerji tüketimi, sera gazı emisyonları, asidifikasyon potansiyeli, insan sağlığına etkileri, su kullanımı ve ekotoksisite gibi çevresel etki kategorileri dahil olmak üzere 17 ayrı kategori değerlendirilmiştir. Analiz sonuçları, kömür madenciliği faaliyetlerinin özellikle iklim değişikliği ve fosil kaynak tüketimi açısından yüksek çevresel baskı yarattığını ortaya koymuştur. Bu doğrultuda, çevresel etkilerin azaltılmasına yönelik üç iyileştirme senaryosu geliştirilmiştir: Üzerinde madencilik faaliyeti bulunmayan sahaların güneş enerji santrali (GES) kurulumu için değerlendirilmesi, dizel yakıtla çalışan iş makinelerinin elektrik tahrikli sistemlerle değiştirilmesi ve iş makinalarında dizel yerine biyodizel kullanılması. Senaryolar, mevcut duruma kıyasla potansiyel çevresel etkilerde ne ölçüde iyileştirme sağlanabileceğini göstermek amacıyla ayrı ayrı modellenmiş ve karşılaştırılmıştır. Bulgular, her üç senaryonun da çevresel performansı iyileştirme potansiyeline sahip olduğunu ortaya koymakta; bu bağlamda çalışma, Türkiye'de kömür madenciliği süreçlerinin sürdürülebilirlik perspektifinden yeniden yapılandırılması için önemli girdiler sunmaktadır
Spatial Mineral Chemistry of Volcanic Rocks from the Karacadağ Volcanic Complex and Karapinar Volcanic Field (Central Anatolia): Evidence for a Trans-Crustal Magmatic System
No full textThis research investigates the trans-crustal magmatic evolution of the Karacada ; gbreve; Volcanic Complex (KCVC)-Karap ; imath;nar Volcanic Field (KPVF) in Central Anatolia, with a particular focus on the major and trace element compositions of clinopyroxene and amphibole minerals from basaltic and andesitic lavas. Pliocene-aged Karacada ; gbreve; andesites and Quaternary-aged Karap ; imath;nar basalts contain various crystal cargoes, including crystal clots, several types of enclaves, xenocrysts, autocrysts, and antecrysts, suggesting microscale heterogeneity and potentially reflecting distinct petrogenetic histories. The EPMA results reveal that clinopyroxenes are compositionally diopside to augite, while amphiboles range from magnesio-hornblende, tschermakite, sadanagaite to pargasite. The LA-ICP-MS analyses allow for the classification of four pyroxene (Px-I to Px-IV) and six amphibole types (Amp-I to Amp-VI). Among these, Px-I, Amp-I, Amp-II, and Amp-IV exhibit relatively primitive geochemical signatures compared to their host rocks. These characteristics are consistent with crystallization from earlier, less evolved magmatic pulses, supporting their interpretation as antecrysts, whereas the others are considered as autocrysts. Thermobarometric calculations reveal that amphiboles in the KKVC suite crystallized at pressures ranging from 0.8 to 5.4 kbar, indicating magma storage across both shallow and deep crustal levels. However, those of clinopyroxenes yield 4-9 kbar and 1025-1116 degrees C, suggesting derivation from deeper reservoirs. Clinopyroxene P-T calculations for the KPVF basalts indicate high-pressure crystallization (12-14 kbar) at temperatures up to 1266 degrees C, reflecting deep crustal magma storage. All obtained data reveal open-system magma reservoirs with repeated mixing and recharge, triggering Quaternary eruptions and highlighting the role of trans-crustal magmatic system in Central Anatolia.This study is part of the Ph.D. thesis of the first author and funded by TUBITAK project number 118Y252, Selcuk University BAP project number 17401117, and Selcuk University OEYP project number 2016-OEYP-041.TUBITAK [118Y252]; Selcuk University BAP [17401117]; Selcuk University OEYP [2016-OEYP-041
Poli (Akrilik Asit) İnce Film Kaplı Doğal Atıkların Katyonik Boya Gideriminde Kullanımı
No full textDomestic and industrial wastes are among the primary causes of environmental pollution. A significant portion of this pollution stems from the degradation of water resources, with dyes present in wastewater playing a crucial role in this problem. Even at low concentrations, these dye pollutants can negatively impact the usability of water sources. Therefore, color removal from dye-containing wastewater, especially originating from the textile industry, is of great environmental importance. In this study, the removal of color from wastewater caused by reactive dyes commonly used in the textile industry was investigated through adsorption under optimized conditions. For this purpose, natural and economical waste materials such as hazelnut shell (HS) and cotton waste (CW) were selected as adsorbents. Methylene blue (MB), a basic dye classified under reactive dyes, was used as the adsorbate. In addition, to obtain forms with specific physicochemical properties and optimal performance, HS and CW were coated with acrylic acid (AA), a natural acid, using the Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition (PECVD) technique. In the second part of the study, the methylene blue removal capacities of the modified materials, namely poly(acrylic acid)-coated HS (PAA@HS) and CW (PAA@CW), were examined. The modified adsorbents were characterized by FT-IR, FE-SEM/EDX, BET, and particle size analysis. The effects of parameters such as pH, adsorbent dosage, initial dye concentration, contact time, and temperature on the adsorption process were also analyzed in detail. The experimental data were applied to Langmuir, Freundlich, Temkin, and Dubinin–Radushkevich isotherm models. Among these, the Langmuir model was found to be the best fit. According to this model, the maximum adsorption capacities (qmax) of PAA@HS and PAA@CW at 25 °C were calculated as 199.71 mg·g⁻¹ and 284.696 mg·g⁻¹, respectively. Kinetic data were evaluated using pseudo-first-order, pseudo-second-order, and intraparticle diffusion models to determine the most suitable kinetic mechanism. Furthermore, thermodynamic parameters such as standard Gibbs free energy change (ΔG⁰), enthalpy change (ΔH⁰), and entropy change (ΔS⁰) were calculated based on adsorption experiments at various temperatures. The results of thermodynamic analyses indicated that the adsorption process was exothermic, feasible, and spontaneous.Evsel ve endüstriyel kaynaklı atıklar, çevresel kirlenmenin başlıca sebepleri arasındadır. Bu kirliliğin çoğu, su kaynaklarındaki bozulmadan kaynaklanmakta olup, atık sularda bulunan boyar maddeler de bu durumun önemli bir parçasını oluşturmaktadır. Düşük konsantrasyonlarda dahi bulunmaları, su kaynaklarının kullanımını olumsuz etkileyebilmektedir. Bu nedenle, özellikle tekstil endüstrisi kaynaklı boyar madde içeren atık sulardan renk giderimi, çevresel açıdan büyük önem arz etmektedir. Bu çalışmada, tekstil endüstrisinde yaygın olarak kullanılan reaktif boyaların neden olduğu atık sulardan adsorpsiyon yoluyla optimum koşullarda renk giderimi araştırılmıştır. Bu amaçla, doğal ve ekonomik birer atık olan fındık kabuğu (FK) ile pamuk atığı (PA) adsorban olarak tercih edilmiştir. Adsorbat olarak ise reaktif boya sınıfından bazik boya olarak bilinen metilen mavisi (MM) boyar maddesi seçilmiştir. Ayrıca FK ve PA, spesifik fizikokimyasal özelliklere ve optimum performansa sahip formlar elde etmek için, Plazma Destekli Kimyasal Buhar Biriktirme Yöntemi (PECVD) ile doğal bir asit olan akrilik asit (AA) ile kaplanmıştır. Çalışmanın ikinci kısmında PECVD yöntemiyle kaplama yapılarak hazırlanan poliakrilik asit kaplı FK (PAkA@FK) ve PA (PAkA@PA)'nın sulu çözeltiden MM boyar maddesini uzaklaştırma kapasiteleri incelenmiştir. Modifiye kabukların karakterizasyonları; FT-IR, FE-SEM/EDX, BET ve partikül boyut analizleri ile gerçekleştirilmiştir. Çalışmada pH, adsorban miktarı, başlangıç boya konsantrasyonu, süre ve sıcaklık gibi parametrelerin adsorpsiyon üzerindeki etkileri de ayrıntılı olarak analiz edilmiştir. Deneysel veriler Langmuir, Freundlich, Temkin ve Dubinin-Raduskevich izoterm modellerine uygulanmıştır. İzoterm verilerinin Langmuir izoterm modeline uyduğu belirlenmiştir. Bu modele göre PAkA@FK ve PAkA@PA'nın maksimum adsorpsiyon kapasitesi (qmax) (25 °C'de) değerleri sırasıyla 199,71 ve 284,696 mg.g−1 olarak belirlenmiştir. Kinetik çalışmalar sonucu elde edilen verileri sözde birinci derece, sözde ikinci derece ve partikül içi difüzyon modelleri için uyarlayıp çalışmanın hangi modele daha uygun olduğu belirlenmiştir. Ayrıca modifiye edilen FK ve PA ile MM'nin adsorpsiyonu için farklı sıcaklıklarda yapılan çalışmalardan elde edilen verilere göre, standart serbest entalpi değişimi (ΔG0), entalpi değişimi (ΔH0) ve entropi değişimi (ΔS0) gibi termodinamik parametreler de hesaplanmıştır. Termodinamik analiz sonuçları adsorpsiyonun ekzotermik, uygulanabilir ve kendiliğinden olduğunu göstermiştir