Istanbul Technical University
Ulusal Üniversitelerarası Açık Erişim Sistemi - İstanbul Teknik ÜniversitesiNot a member yet
67356 research outputs found
Sort by
Petrol platformunda güvenlik açığı analizi: abşeron yarımadası'ndaki neft taşları (SOCAR) vaka çalışması ve önerilen önlemler
No full textThesis (M.Sc.) -- Istanbul Technical University, Graduate School, 2025This thesis presents a comprehensive safety gap analysis of the No. 5 oil and gas production platform of the historic Oil Rocks (Neft Daşları) field operated by SOCAR, located in the Absheron Peninsula. As one of the oldest offshore oil production facilities still in operation, the platform faces significant age-related challenges that necessitate systematic assessment and improvement of its process safety, firefighting systems, electrical infrastructure, and emergency preparedness. The research was formally authorized for academic purposes and conducted through field visits, document reviews, technical inspections and discussions with experienced engineering personnel. The study followed a structured methodological framework designed to determine the platform's real risk level based on empirical observations and existing documentation. The process began with an extensive site visit aimed at evaluating the physical and operational condition of equipment and systems. During this stage, attention was given not only to the visible technical condition of critical components but also to operational behaviors, housekeeping standards and the practical implementation of existing safety measures. The observations collected during the site visit provided an essential foundation for the subsequent analytical stages. Following the field assessment, a detailed review of existing documents was conducted, including operational procedures, safety instructions, inspection and maintenance reports, and incident or failure records. This evaluation allowed for the identification of recurring deficiencies, outdated practices and areas where safety controls were either insufficient or inadequately implemented. Reviewing documentation alongside field observations provided a holistic picture of the platform operational reality, revealing both technical vulnerabilities and organizational gaps. The next stage involved application of the HAZID (Hazard Identification) method to systematically identify potential deviations that could occur in the process, equipment, and operating environment. Each deviation was assessed in terms of its causes, mechanisms, and possible escalation paths. For every identified deviation, the analysis considered potential human, environmental and operational consequences, including scenarios involving equipment damage, process shutdowns, and risks to personnel. Once potential hazards and deviations were clearly defined, a Real Risk Calculation was performed using the SOCAR 5×5 Risk Assessment Matrix. This calculation incorporated both the inherent hazards and the actual status of existing preventive safeguards. By considering the integrity and reliability of current protective barriers, the analysis produced realistic residual risk values rather than merely theoretical estimations. This step was essential for ensuring that the final risk ratings reflected the true operational conditions on the platform. Based on the findings from HAZID and the risk evaluation, five major deviations were selected for deeper analysis. These included Flammable Gas Leakage, Toxic Gas Leakage, Liquid Hydrocarbon Leakage, Flare Flame Out, and Crude Oil Spill. Each deviation was examined in detail to determine the current risk level, the effectiveness of existing safeguards and the necessary additional measures required to reduce risks to acceptable or ALARP (As Low As Reasonably Practicable) levels. The assessment demonstrated that the implementation of recommended preventive and mitigative actions significantly reduced the likelihood of severe incidents. Although some deviations such as Flammable Gas Leakage (C4L1) and Toxic Gas Leakage (C5L1) initially posed high-consequence risks, the revised safeguards brought their likelihood down to the lowest credible level, placing them safely within the acceptable risk zone. Other deviations, such as Liquid Hydrocarbon Leakage (C3L1), Flare Flame Out (C3L1), and Crude Oil Spill (C3L2), were also reduced to levels consistent with SOCAR's tolerable ALARP region. These results indicate that further reducing the remaining risks would require disproportionate effort compared to the benefit gained, confirming that the achieved residual risk levels meet ALARP requirements. The thesis concludes by outlining targeted technical and operational recommendations tailored to each deviation and the overall platform condition. These include improvements to detection and alarm systems, periodic testing of firefighting equipment, enhanced preventive maintenance scheduling, modernization of obsolete electrical components, and strengthening of emergency response procedures. Collectively, these measures aim to bridge the identified safety gaps and elevate the platform's safety performance to contemporary offshore industry standards. Overall, the study provides a structured, evidence-based evaluation of operational safety at the Oil Rocks platform#5 and contributes valuable recommendations for improving risk management practices in aging offshore facilities. The research underscores the importance of systematic hazard identification, realistic risk evaluation, and continuous improvement to ensure safe and reliable operations in legacy oil and gas infrastructures.M.Sc
Evaluation of environmental impact loads based on architectural design and exterior cladding material characteristics in educational buildings
No full textTez (Yüksek Lisans)-- İstanbul Teknik Üniversitesi, Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2025Yapı sektöründe enerji tüketiminin ve çevresel etkilerin azaltılması, sürdürülebilir tasarımın temel hedeflerinden biridir. Özellikle eğitim yapıları gibi yoğun kullanıcıya sahip kamu binalarında, dış duvarların enerji etkin, düşük karbon salımlı ve çevresel sürdürülebilirlik ilkelerine uygun biçimde tasarlanması; hem yapı performansını artırmak hem de uzun vadeli çevresel etkileri en aza indirmek açısından büyük önem taşımaktadır. Bu nedenle, sürdürülebilir tasarımın temel hedeflerinden biri olarak enerji tüketiminin ve çevresel etkilerin azaltılması, dış duvar sistemlerinin bütüncül bir yaklaşımla ele alınmasını gerektirmektedir. Türkiye'deki eğitim yapılarında dış duvar sistemleri çoğunlukla maliyet odaklı yaklaşımlarla şekillenmiş; iklime duyarsız, düşük performanslı malzemeler, yetersiz yalıtım sistemleri ve sınırlı cephe organizasyonları tercih edilmiştir. Bu durum hem kullanıcı konforunu hem de yapıların çevresel etkilerini olumsuz yönde etkilemektedir. Betonarme ve yığma taşıyıcı sistemlerde dış duvarların yalnızca dolgu işlevi görmesi, malzeme çeşitliliğini ve katmanlaşma entegrasyonunu sınırlandırmakta; özellikle yalıtım eksiklikleri, yapı ömrünü kısaltmakta ve karbon salımını artırmaktadır. Bu nedenle, dış duvarların sağlık, güvenlik, enerji verimliliği ve çevresel sorumluluk ilkeleri doğrultusunda yeniden ele alınması gerekmektedir. Konuya ilişkin yapılan literatür inceleme verilerine göre yaşam döngüsü analizi, gömülü enerji hesaplamaları ve malzeme sürdürülebilirliği gibi kavramlar çerçevesinde cephe sistemlerinin değerlendirilmesine yönelik çok sayıda çalışma bulunsa da hazır dış cephe sistemlerinin tüm bileşenleriyle birlikte diğer duvar katmanlarının da dikkate alındığı çok katmanlı, bütüncül bir yaklaşımla yapılan çalışmaların sınırlı olduğu tespit edilmiştir. Bu çalışmada, öncelikle Türkiye genelinde ortaöğretim binalarının plan tipi, cephe düzeni ve dış cephe kaplama malzemesi özelliklerine bağlı seçenekler belirlenmiştir. Söz konusu seçeneklerin çevresel etkileri bağlamında karbon salınım yükleri One Click LCA yazılımı kullanılarak hesaplanmıştır. Hesap verilerine göre ilgili binaların mimari tasarım ve dış cephe kaplama malzeme özelliklerine göre çevresel etkilerinin değişimi karşılaştırmalı olarak değerlendirilmiştir. Bulgular, mimari ve cephe kaplama malzemesi özelliklerinin belirleyici etkiler yarattığını ortaya koymuştur. Çalışmanın sonuçları mimari ve malzeme özelliklerinin birbirinden bağımsız olarak değil, entegre biçimde ele alınmasının sürdürülebilir tasarım açısından önemli olduğunu göstermektedir. Çalışmada analiz edilen altı farklı cephe kaplama malzemesi – alüminyum kompozit panel, masif ahşap, ahşap kompozit, granit, seramik ve porselen levha – üretim süreçlerindeki karbon salımı potansiyelleri açısından karşılaştırılmıştır. Alüminyum kompozit yüksek karbon salımı ile en dezavantajlı malzeme olarak öne çıkarken, masif ahşap düşük karbon salımıyla en çevreci alternatif olarak belirlenmiştir. Ancak malzemelerin iklime, yapım sistemine, bakım gereksinimlerine ve cephe düzenine göre performansları farklılaşmakta; buna bağlı olarak tasarım kararlarının bu bağlamda ele alınması zorunlu hale gelmektedir Cephe düzenleme biçimleri (düz, yatay, düşey, modüler, strüktürel) ve mimari plan tipleri (dikdörtgen, avlulu, L tipi, H tipi) arasındaki kombinasyonlar, her cephe sisteminin karbon salımı üzerindeki etkisini doğrudan değiştirmektedir. Örneğin, alüminyum kompozit + modüler cephe + avlulu plan tipi bileşimi karbon salımı bazında en yüksek değeri üretirken; masif ahşap + düz cephe + dikdörtgen plan tipi bileşimi salım değeri olarak en düşük değeri göstermiştir. Bu veriler, plan tipi ve cephe düzeninin, malzeme kadar karbon salımını etkileyen yapısal kararlar olduğunu göstermektedir. Bu bağlamda, dış duvar sistemlerinin tasarımında sadece malzeme seçimi değil; plan tipolojisi ve cephe düzenleme biçimi de karbon salımı açısından kritik öneme sahiptir. Elde edilen veriler, kompakt plan tiplerinin çevresel performans açısından daha avantajlı olduğunu; düz cephe etkisinin ise karbon salımını azaltmada etkili olduğunu ortaya koymuştur. Ayrıca, malzeme türleri arasında masif ahşabın tüm kombinasyonlarda düşük karbon salımı değerleri sunduğu; buna karşılık alüminyum kompozitin her senaryoda en yüksek değeri ürettiği görülmüştür. Bu durum, yapı tasarımında çevresel etkileri azaltmaya yönelik kararların yalnızca tekil değil, bütüncül biçimde alınması gerektiğini göstermektedir. Sürdürülebilir dış duvar tasarımında bu üç temel bileşenin bütünleşik olarak ele alınması, çevresel etkilerin ve karbon salımının azaltılması, enerji verimliliğinin artırılması ve dirençli yapılaşmanın sağlanması bakımından önemlidir. Gelecek çalışmalarda, bu üçlü tasarım bileşeninin farklı iklim bölgelerinde uzun vadeli performans analizleri, kullanıcı konforu, bakım maliyetleri ve enerji tüketimi ile ilişkilendirilerek modellenmesi; sürdürülebilir mimari tasarıma yönelik daha güçlü karar mekanizmalarının oluşturulması bakımından katkı sağlayacaktır.Yüksek Lisan
ITU Co-Learning Lab 2025 : abstract book
No full text"Crowdsourcing for co-creation of knowledge and co-learning with a lifelong learning perspective.” This slogan continues to capture the vision of the Co-Learning Lab at Istanbul Technical University (ITU). The ITU Co-Learning Lab (ITU-CLL) is designed as an incubator for pedagogical innovation that brings together academics, students, graduates, and external stakeholders to exchange, experiment with, and scale innovative teaching and learning approaches. By foregrounding crowdsourcing and co-learning, the Lab invites the ITU community to build shared ownership of learning processes and to transform the outcomes of postgraduate research into inclusive learning experiences for all members of the ITU ecosystem. As in the 2024 edition, this extended abstract book brings together the topics addressed and the papers presented during two major Co-Learning Lab activities organised in 2025: the thematic ITU Co-Learning Lab | Artificial Intelligence in Education held in the spring semester, and the general ITU Co-Learning Lab 2025 held in the autumn semester. Taken together, the abstracts reflect both the emerging thematic focus on AI in education and the broader institutional agenda of strengthening innovative teaching and learning practices at ITU
Dört ayaklı robotların dörtnala koşu performansı üzerinde omurga esnekliğinin etkisinin incelenmesi
No full textThesis (M.Sc.) -- Istanbul Technical University, Graduate School, 2025In this thesis, a configuration modification aimed at improving the performance of quadruped robots is proposed, and a comparative analysis is conducted between the conventional quadruped structure and the modified version. The proposed change involves the addition of an extra joint along the robot's spine. This modification aims to emulate the spinal flexibility observed in real quadrupedal animals such as cheetahs. Comparative simulations of the rigid- and flexible-spine robots were performed using MATLAB. To enable both dynamic and kinematic simulation of quadruped robots, several modeling stages were followed. To enhance realism, the robot's dimensions and physical properties were derived from the average characteristics of a cheetah. In the rigid-spine configuration, each leg contains three joints, totaling twelve joints overall. These joints were defined to reproduce the motion capabilities of a real cheetah. To construct the forward kinematic model, the coordinate transformations between each leg and both the body and world frames were derived. These transformation relationships are essential for the simulation. Once the forward kinematic model was established, the motion trajectories required for the simulation were generated. Although various gait patterns were tested, the "galloping" gait was selected, as spinal flexibility was expected to be most beneficial in this case. Following trajectory definition, an inverse kinematics model was developed to determine the joint configurations required to track the reference trajectory. Through separate inverse kinematic solutions for each leg, the foot positions relative to the body frame were expressed as functions of joint angles. Thus, all kinematic requirements were fulfilled and the galloping simulation was executed. The kinematic simulation represents the desired trajectory in ideal conditions. The feasibility of this motion in the real world is validated through the dynamic model. The most critical component of the dynamic model is the ground reaction forces at the feet. Depending on the contact state of each leg, these forces were computed using an optimization-based approach. With these forces, joint torques were obtained through inverse dynamics as functions of time. Subsequently, a forward dynamics model was used to test whether the calculated torques could successfully reproduce the intended kinematic motion. The resulting motion closely matched the target trajectory, reinforcing the physical validity of the simulation. Simulation results revealed that while the two quadruped configurations yielded similar performance in general locomotion tasks, the flexible-spine model demonstrated a notable performance advantage during high-speed gaits such as galloping. This suggests that the additional spinal joint is a significant parameter for enhancing quadruped locomotion performance under dynamic conditions.Yüksek Lisan
Kalın bağırsak hücre görüntülerinin derin öğrenme kullanılarak bölütlenmesi
No full textThesis (M.Sc.) -- Istanbul Technical University, Graduate School, 2025Precise detection and segmentation of cells in microscopy images is a crucial step in many processes in digital pathology and biomedical applications. Automating these processes remains challenging to this day due to complex morphology of the tissues and various staining methods. Current techniques used in nuclear segmentation, classification and composition prediction frequently face challenges leading to unsatisfactory results. In recent years, the application of advanced deep learning algorithms like U-Net and UNet++ in the field of computational pathology has demonstrated impressive outcomes by providing clinicians with faster and more reliable autonomous identification of diseases. Colorectal cancer (CRC) also known as bowel cancer or colon cancer, is a major healthcare problem that ranks as one of the main causes of cancer related deaths globally. Depending on the location of the lesion, colorectal cancer is diagnosed by sampling sections of the colon that are suspected of developing a tumor. This is usually done during a colonoscopy or sigmoidoscopy. Colorectal cancer detection and metastases determination can be done with various other medical imaging modalities such as CT scans and MRIs. Histopathological analysis of colorectal cancer can be done from tissues taken from a biopsy or surgery. Image segmentation is a fundamental step in computer vision that involves partitioning a digital image into discrete groups of pixels that are referred to as image segments for other tasks like object detection. Microscopy images of colorectal cancer can be very large in size, noisy or include overlapping nuclei or complex morphological tissues which can pose a challenge for image segmentation. Additionally, the complex anatomical structure of the colon and irregular shapes of tumors. To overcome these challenges, it is necessary to develop advanced algorithms and robust preprocessing techniques in image segmentation for clinical applications such as diagnosis and treatment planning of colorectal cancer. This study employed two convolutional neural networks (CNN) based models in order to segment nuclei in the colorectal cancer histopathology images presented in the Lizard dataset. The dataset consisted of 495,179 annotated nuclei across 251 patches of whole-slide images which then preprocessed to produce 1,616 training patches, 346 validation patches, and 47 test patches augmented with flipping, rotataion and color jittering. Both models are aimed to first perform instance segmentation of nuclei and classify them into six categories: neutrophil, epithelial, lymphocyte, plasma, eosinophil, and connective tissue. Results of U-Net showed superior performance with a Dice score of 0,7956, Intersection of Union (IoU) of 0,7213, precision of 0,7824, recall of 0,8087 and F1- score of 0,7952 excelling in the segmentation of the epithelial nuclei class. Although UNet++ showed improved results for specific classes it struggled with infrequent classes such as neutrophils as seen by its lower Dice score of 0,3831 for these nuclei. The small test set size (47 patches) limited the performance evaluation of this study indicating the necessity for larger datasets like TCGA-COAD and implementations of more advanced loss functions such as Tversky to improve model robustness for clinical applications.M.Sc
Determinig the relationship between zoning plan and development using remote sensing methods: A case study of Ankara
No full textTez (Yüksek Lisans)-- İstanbul Teknik Üniversitesi, Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2025Kentler sahip oldukları roller ve bu roller için uygun mekânsal çözümlemelerle kendi kimliklerini ifade ederler. Kentleşme olgusu kent çevresi üzerinde sürekli değişimlere sebep olmaktadır ve mekânsal değişimlerin şekillenmesiyle oluşur. Kentsel planlama, kentsel büyümeyi yönetmek ve mekânsal gelişimlerin daha sağlıklı ilerlemesini sağlamayı hedefler. Mekânsal değişimlerin kent çerçevesinde izlenmesi, değerlendirilmesi ve geleceğe yönelik planlamalarının yapılması sürecinde uzaktan algılama ve CBS birlikte kullanılabilmektedir. Bu çalışma kapsamında, başkent Ankara'da kentsel gelişimin son 30 yılda en çok yaşandığı iki farklı bölge (Sincan 29 Ekim Mahallesi – Bağlıca Mahallesi ile Batıkent toplu konutların çerçevelediği alan ile, İvedik-OSTIM Organize Sanayi Bölgeleri) çalışma alanı olarak belirlenmiştir. Ankara ilinin mevsimsel olarak yaşadığı kuraklık ve bunun uydu görüntülerindeki yansımaları da göz önünde bulundurularak 1994- 2004- 2014 ve 2024 yılları için haziran ayına ait olan Landsat 5 TM ve Landsat 8 OLI uydu görüntüleri indirilmiştir. Bu uydu görüntüleri kullanılarak kontrollü sınıflandırma yöntemlerinden Random Forest algoritması seçilerek arazi kullanımı/ örtüsü haritaları oluşturulmuş ve arazi örtüsü değişimleri uygun yazılımlarda hazırlanarak değişimlerin istatistiksel sonuçlarına ulaşılmıştır. Bu yöntemler sonucunda kentsel gelişim ortaya konulmuş, oluşturulan arazi örtüsü değişim haritaları, imar planlarının öngördüğü büyüme ile karşılaştırılmıştır. Bu çalışma kent planlamasında uzaktan algılama tekniklerinin ve CBS'nin etkili araçlar olarak kullanılabileceğini göstermiştir. Çalışmanın ilk bölümünde, Ankara kenti için uygulanan imar planları, çalışmanın amacı ve arazi örtüsü değişimleri ve kentsel yayılım ile ilgili yapılmış çalışmaların bulunduğu literatür taraması bulunmaktadır. Çalışmanın ikinci bölümünde, çalışma alanının tarihsel, coğrafi ve topoğrafik bilgilerine yer verilmiştir. Çalışmanın üçüncü bölümünde, uzaktan algılamanın temel esasları, elektromanyetik enerji, elektromanyetik spektrum, enerjinin atmosfer ve yeryüzü ile etkileşimleri ve yeryüzü objelerinin spektral yansıtma özellikleri başlıkları altında incelenmiş ve objelerin yansıtma değeri gösterilmiştir. Uzaktan algılamada sınıflandırma algoritmalarının tarihsel süreci hakkında bilgi verilmiştir. CBS'nin temel esasları ve bileşenleri anlatılmıştır. Ardından uzaktan algılama görüntülerinin veri ön işleme temelleri, atmosferik, radyometrik, geometrik ve topoğrafik düzeltme işlemleri hakkında bilgiler verilmiştir. Doğruluk analizinin temelleri ve uzaktan algılamadaki değerlendirme yöntemlerine de üçüncü bölümde yer verilmiştir. Çalışmanın dördüncü bölümünde, uygulama ve bulgular aktarılmıştır. Bu bölümde çalışma alanlarının özelliklerine, çalışmada kullanılan uzaktan algılama ve ortofoto verilerinin özelliklerine ve kullanılan uzaktan algılama ve CBS yazılımlarına yer verilmiştir. Çalışmanın yöntemi, görüntü işleme ve sınıflandırma aşamaları ve Random Forest yöntemi kullanılarak sınıflandırılan ve ardından doğruluk analizlerinin yapıldığı arazi kullanım/ örtüsü haritalarına yer verilmiştir. Doğruluk analizi için iki alanın da kullanıcı doğruluğu, üretici doğruluğu, genel doğruluk ve Kappa değerleri verilmiştir. Doğruluk analizinin sonuçlarının 0,80 üzerinde olması sınıflandırılan görüntülerin arazi örtüsü değişimi için kullanılabileceğini doğrulamıştır. Arazi örtüsü değişim haritalarının oluşturulmasında kullanılan yöntemler sebepleriyle birlikte anlatılmıştır. Yapılan arazi örtüsü değişim haritalarından istatistiksel veriler çıkartılmış ve aynı bölümde gösterilmiştir. Çalışmanın beşinci bölümünde, elde edilen sonuçlar Ankara kenti için uygulamaya alınmış imar planları ile karşılaştırılarak aradaki ilişki aktarılmıştır. Kentin imar planlarındaki öngörüyle kesiştiği noktaların olduğu ve imar planlarının öngördüğünden farklı yönlerde ve hızda büyüdüğü noktaların da olduğu tespit edilmiştir. Kentsel yayılma çalışmalarında ve imar planlarının hazırlanma aşamalarında uzaktan algılama teknolojilerinin kullanımının önemine vurgu yapılmıştır. Bu çalışmadan elde edilen sonuçlar, Ankara'daki kentsel planlama süreçlerinde; imar planlarının hazırlanması ve planların revizyon aşamalarında uzaktan algılama teknikleri ile CBS tabanlı arazi örtüsü değişim analizlerinin birlikte kullanılmasını önermektedir. Kentsel büyümenin, yüksek doğruluk oranı sağlayan sınıflandırma yöntemleri kullanılarak planlanmasını ve bu büyümenin öngörülebilirliğini mekânsal gelişim stratejilerini oluşturmak için kullanılabileceğini önermektedir. Bu yöntemler ile kentsel gelişimin yaşandığı alanlarda kontrollü yayılma ve büyüme sağlanacaktır.Yüksek Lisan
Havacılıkta hidrojen yakıt hücresi entegrasyonu: CS-23 kategorisindeki bir uçağın kavramsal tasarımı
No full textThesis (M.Sc.) -- Istanbul Technical University, Graduate School, 2025In response to growing concerns over climate change, the International Civil Aviation Organization (ICAO) has introduced the Carbon Offsetting and Reduction Scheme for International Aviation (CORSIA). Since 2009, stakeholders across the aviation industry have committed to ambitious climate action targets, including a 1.5% annual improvement in fuel efficiency, achieving carbon-neutral growth from 2020, and reducing net aviation CO₂ emissions by 50% by 2050 compared to 2005 levels. From 2035 onwards, revolutionary aircraft concepts are expected to play a key role in meeting these targets. In this evolving regulatory and technological landscape, hydrogen fuel cells have emerged as a promising solution. Hydrogen fuel cells represent a transformative advancement in aviation technology, presenting unique potential for improving aircraft performance, efficiency, and sustainability. In particular, hydrogen fuel offers an energy density of approximately 120 MJ/kg, which is significantly higher than traditional aviation fuels, making it a promising option for aviation. This thesis investigates their application in the aviation industry, with an emphasis on reducing fossil fuel dependence, minimizing carbon emissions, and advancing global environmental objectives. With aviation contributing approximately 2-3% of global CO₂ emissions, the industry faces increasing pressure to decarbonize. In this context, hydrogen fuel cells emerge as a viable, clean alternative, holding promise to redefine traditional propulsion approaches and elevate the sustainability of aircraft design. Despite growing interest, current aviation legislation and certification frameworks for hydrogen systems remain limited, highlighting a clear regulatory gap, particularly for general aviation and CS-23 class aircraft. This gap creates uncertainty regarding the practical implementation of hydrogen fuel cell technology in existing platforms. The core objective of this research is to evaluate the feasibility of integrating hydrogen fuel cells into aviation, with a particular focus on their application in smaller aircraft certified under the CS-23 category. This category includes aircraft with an MTOW of up to 8,618 kg (19,000 lbs) and a seating capacity of up to 19 passengers. Such aircraft have lower power requirements, typically between 100 and 800 kW, making them suitable candidates for fuel cell technology integration. Through retrofitting a reference aircraft, the Dornier 228, with a hydrogen fuel cell system, this thesis provides an in-depth assessment of how such a system could be adapted to existing aircraft frameworks. A systematic methodology was developed to conduct this assessment. The process included selection and evaluation of a reference aircraft, constraint diagram generation to establish design feasibility, and the sizing of key components in the fuel cell propulsion system. The PEM (Proton Exchange Membrane) fuel cell was chosen due to its relatively high power density, fast dynamic response, and existing technological maturity. The retrofit design also required the integration of hydrogen storage tanks, both gaseous (GH₂) at 700 bar and cryogenic liquid (LH₂), as well as power distribution, cooling, and oxygen supply systems. Six critical flight phases were analyzed: taxi, take-off, climb, cruise, descent, and landing, using mission-specific power and energy demands. Each phase was modeled under a steady-state assumption, whereby average power consumption and duration values were used to simplify the analysis. This approach excludes transient dynamics and assumes constant operating conditions within each flight phase, allowing for a conceptual-level evaluation of system requirements and component sizing. Performance simulations were conducted using a hybrid approach that combined custom Python models with the SUAVE open-source aircraft analysis framework. Results indicated that while the hydrogen-powered version of the Dornier 228 exceeds the CS-23 MTOW limit (by approximately 26.6%), it still meets operational needs for short-range missions. The system required approximately 317 kg of hydrogen for an approximately 1000 km mission, stored in tanks with an estimated mass of 3,807.9 kg, yielding a gravimetric efficiency comparable to current hydrogen storage technologies. The integration increased the OEM by 120.8% and MTOM by 63.7%, while reducing total fuel mass by 78.4%. From an environmental standpoint, the hydrogen-powered aircraft configuration achieved substantial emissions benefits. Using renewable hydrogen, the system eliminates CO₂ emissions entirely during flight and significantly reduces NOx compared to conventional gas turbine engines. The well-to-wing energy chain analysis further highlights hydrogen's advantage in decarbonization when produced through green methods. However, the reduced volumetric energy density of hydrogen resulted in shorter range and increased structural demands, illustrating the trade-offs inherent in current hydrogen aviation technologies. In conclusion, this thesis demonstrates that hydrogen fuel cell propulsion systems are technically possible for integration into CS-23 class regional aircraft, provided certain design and certification challenges can be addressed. Although structural mass and volume constraints currently limit performance parity with conventional systems, the environmental and long-term sustainability advantages are significant. This aligns with the broader objectives set by ICAO and global aviation stakeholders, particularly the goal of achieving net-zero emissions by mid-century and enabling the transition to revolutionary aircraft designs from 2035 onwards. Further research is needed to reduce system weight, improve thermal and power management, and establish certification pathways. The results of this study contribute to the growing body of literature advocating for hydrogen as a key enabler of future sustainable aviation.M.Sc
A levantine heritage in bornova: Varipati mansion conservation project
No full textTez (Yüksek Lisans)-- İstanbul Teknik Üniversitesi, Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2025Bu tez çalışması, İzmir'deki Levanten mirası açısından önemli bir odak noktası olan Bornova'da yer alan Varipati Köşkü'nün kapsamlı biçimde belgelenmesini ve mevcut koruma sorunlarının değerlendirilmesini amaçlamaktadır. İzmir ili, Bornova ilçesi, Erzene Mahallesi'nde, 187 ada 24 parsel üzerinde konumlanan Varipati Köşkü, Ankara Caddesi 172/155 numarada yer almakta olup T.C. Tarım ve Orman Bakanlığı'na bağlı İzmir Bornova Veteriner Kontrol Enstitüsü kampüsü içerisinde bir hizmet binası işlevindedir. Varipati Köşkü'nün mimarının, 19. yüzyılın ikinci yarısında Efes kazılarını yürüten ve Artemis Tapınağı'nın yerini keşfetmesiyle tanınan İngiliz mimar John Turtle Wood olduğu değerlendirilmektedir. İzmir'in tarihsel katmanları içerisinde Varipati Köşkü'nün yerini daha kapsamlı bir biçimde değerlendirebilmek adına, öncelikle 19. yüzyılda kentin içinde bulunduğu toplumsal, ekonomik ve kültürel koşullar incelenmiştir. Bu çerçevede Levanten mirasının kent dokusu üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Varipati Köşkü'nün, yalnızca tekil bir yapı olarak değil, ait olduğu tarih ve doku bütünlüğü içerisinde konumlandırılabilmesi amacıyla Bornova'nın yerleşim kurgusu ile bölgede yer alan Levanten köşkleri incelenmiştir. Bu yapılar, estetik yaklaşımları, mekân organizasyonları ve yaratmış olduğu sosyal etkileşim biçimleri bağlamında ele alınarak, Varipati Köşkü'nün dönemsel bağlamı ve temsil ettiği kültürel yapı derinlikli bir şekilde anlamlandırılmaya çalışılmıştır. Çalışma kapsamında, Varipati Köşkü'ne ilişkin mevcut literatür, önceki araştırmalar ve yapı üzerine yapılmış atıflar doğrultusunda incelenmiştir. Bununla birlikte, yapının tarihçesi; arşiv belgeleri, haritalar, görsel kaynaklar ve resmi kayıtlar üzerinden araştırılarak kronolojik gelişimi ortaya konmuştur. Yapının, İzmir'in önemli Levanten ailelerinden biri olan İngiliz Whittall ailesiyle olan ilişkisi derlenerek bu çok kültürlü miras içerisindeki yeri tanımlanmıştır. Konut işleviyle inşa edilen yapı, zaman içerisinde sırasıyla okul, laboratuvar ve hizmet binası olarak kullanılmış ve bu değişiklikler mekânsal kurgu üzerinde doğrudan etkili olmuştur. Dönemin yenilikçi yapım tekniklerini de taşıyan ve kâgir yapım sistemiyle inşa edilmiş olan köşk, bodrum üzerine iki katlıdır. Özellikle batı ve güney cepheleriyle ön plana çıkmakta olan yapı, geleneksel ve çağdaş teknikler bir arada kullanılarak kapsamlı ve çok yönlü bir şekilde belgelenmiştir. Belgeleme sürecinde elde edilen veriler doğrultusunda köşkün mimari özellikleri, malzeme bileşenleri ve mevcut koruma sorunları sistematik bir yaklaşımla değerlendirilmiştir. Bu kapsamda, yapıda yer alan mimari elemanlar ayrıntılı olarak incelenmiştir. İşlevsel ve biçimsel özellikleri üzerinden değerlendirilerek yapıya özgü karakteristik nitelikler ortaya konmuştur. Çalışmada bu mimari elemanlarla birlikte yapım sistemleri; taşıyıcılık, uygulama teknikleri ve malzeme kullanımı gibi değişkenler çerçevesinde ele alınmış ve bunların ilişkisi irdelenmiştir. İncelenen bu unsurlar doğrultusunda koruma sorunları ve bozulmalar tasnif edilmiştir. Malzemelerde görülen bozulmalarla birlikte kullanıma bağlı olarak gelişen ve yapının özgün niteliklerini olumsuz yönde etkileyen müdahaleler mevcut koruma sorunlarını belirleyen temel etkenlerdir. Bu çalışma kapsamında toplanan veriler çerçevesinde oluşturulan tarihçenin de yardımıyla, yapıda gözlemlenen dönüşümler ayrıntılı biçimde dönemsel olarak sınıflandırılmıştır. Bu müdahaleler, niteliklerini belirlemek adına yapının özgün mimari özelliklerine, malzeme bütünlüğüne ve mekânsal kurgusuna etkileri açısından değerlendirilmiştir. Özellikle laboratuvar işlevi kazandığı dönemde yapıya eklenmiş olan birimlerin, yapının özgünlüğü üzerindeki etkisi irdelenmiştir. Yapının dönem analizinden elde edilen veriler doğrultusunda, geçirdiği fiziksel ve işlevsel değişimlerin daha yerinde bir şekilde anlaşılabilmesi amacıyla restitüsyon önerisi geliştirilmiştir. Tüm bu değerlendirmeler ışığında, yapının korunmasına yönelik olarak ihtiyaç duyulan kullanım kararları ve müdahale önerileri belirlenmiştir. Bu süreçte, yapının özgün nitelikleri göz ününde bulundurularak kapsamlı bir koruma yaklaşımı oluşturulmuştur. Önerilen teknik müdahaleler ise, malzeme özellikleri ile tespit edilen bozulma türleri doğrultusunda şekillendirilmiş ve yapıya özgü gereklilikler çerçevesinde tanımlanmıştır. Levanten mirasının yalnızca yapılı çevresiyle değil, taşıdığı kültürel ve sosyal anlamlarla birlikte korunması gerektiği anlayışından hareketle, bu çalışma Varipati Köşkü'nün tarihsel süreç içerisinde gelişen kimliğini belgelemek ve değerlendirmek amacıyla gerçekleştirilmiştir. Yapının sahip olduğu mimari ve kültürel değerlerin, yalnızca geçmişe ait unsurlar olarak değil, güncel kent yaşamıyla ilişki kurabilecek dinamik bir mirasın parçası olarak irdelenmesi hedeflenmiştir. Bu bağlamda, köşkün korunması, kent kültürünün sürekliliğini gözeten bir yaklaşım doğrultusunda ele alınmıştır.Yüksek Lisan