Istanbul Technical University
Ulusal Üniversitelerarası Açık Erişim Sistemi - İstanbul Teknik ÜniversitesiNot a member yet
67356 research outputs found
Sort by
Development of electrode modification for sensitive electrochemical determination of xanthine molecule
No full textTez (Yüksek Lisans)-- İstanbul Teknik Üniversitesi, Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2025Günümüzde, farmasötik ilaçlar ve bu ilaçların metabolitleri, çevre kirleticiler, gıda katkı maddeleri gibi insan sağlığını etkileyen maddelerin belirlenmesine yönelik güvenilir, hızlı, hassas ve doğru analitik yöntemlerin geliştirilmesine yönelik talep artmaktadır. Biyolojik ve çevresel olarak önemli türlerin doğrudan veya dolaylı olarak belirlenmesine olanak sağlayan elektrokimyasal yöntemler, düşük maliyetli cihaz kullanımı, yüksek hassasiyet sergilemeleri, kararlılıkları, çevre dostu olmaları ve yerinde izleme imkanı sunmaları gibi özellikleriyle öne çıkmaktadır. Elektrokimyasal yöntemlerde karşılaşılan en büyük sorun, eş zamanlı bulunan bileşiklerin girişimidir. Bu sorunu aşmak için, çeşitli malzeme ve tekniklerin kullanılmasıyla Kimyasal Olarak Modifiye Edilmiş Elektrotlar (KME) hazırlanarak elektrotların performans özellikleri artırılabilir. KME'ler yüksek aşırı gerilime sahip türlerin modifiye edilmemiş elektrotlarda gerçekleşen indirgenme veya yükseltgenme tepkimelerini katalizleyerek pik potansiyellerini düşürürler. Ayrıca, analizin duyarlılığını artırır ve seçiciliğini geliştirirler. Pürinler, canlı organizmalarda fizyolojik işlevlerin gerçekleştirilmesinde önemli bir rol oynar. Nükleik asit sentezinin öncüleri olmalarının yanı sıra, metabolik sinyaller olarak görev yaparlar, enerji kaynağıdırlar ve birçok temel koenzimin parçasıdırlar. Bu nedenle, pürin metabolizmasındaki herhangi bir hata çeşitli bozukluklara neden olabilir ve bu yüzden fizyolojik sıvılardaki pürinlerin belirlenmesi klinik tanı açısından önemlidir. Ksantin (XA), insanlarda pürin metabolizmasının başlıca yan ürünlerinden biridir ve guanin ile hipoksantinin sırasıyla guanin deaminaz ve ksantin oksidaz enzimlerinin etkisiyle oluşur. Ardından ksantin, pürin metabolizmasının son ürünü olan ürik aside, ksantin oksidaz enzimi aracılığıyla dönüştürülür. Ksantin, birçok hastalığın zamanında teşhisi için güçlü bir biyobelirteç olarak hizmet eder. Fiziksel sıvılardaki anormal ksantin seviyeleri gut, ksantinüri, hiperürisemi, serebral iskemik durumlar, perinatal asfiksi ve böbrek yetmezliği gibi klinik durumların göstergesi olabilir. Bu nedenle, ksantinin belirlenmesi için basit, verimli ve düşük maliyetli, etkin analitik yöntemlerin geliştirilmesine her zaman büyük ihtiyaç vardır. Ksantinin belirlenmesinde diğer analitik yöntemlere kıyasla, elektrokimyasal yöntemler hızlı tepki süresi, basitlik, maliyet etkinliği ve minyatürleştirilebilme yetenekleri nedeniyle ön plana çıkmaktadır. Ksantin için enzimatik sensörler daha yüksek seçicilik sunsa da, bu sensörlerin kararsız ve pahalı olmaları nedeniyle enzimatik olmayan yöntemler daha fazla tercih edilmektedir. Bu çalışmada, insan metabolizmasında pürin degradasyonu sırasında oluşan ve biyolojik öneme sahip bir molekül olan ksantinin (XA) enzimsiz elektrokimyasal yöntem ile örnek ortamında belirlenmesi amacıyla bir KME geliştirilmiştir. Bu amaçla, amin fonksiyonlu ve elektrokimyasal olarak indirgenmiş grafen oksit (ErGO-NH2) sentezlendikten sonra camsı karbon elektrot yüzeyi bu malzeme ile modifiye edilmiş ve p-amino benzen sülfonik asit (ABSA)'in elektropolimerizasyonu ile elektrot yüzeyinde ince bir film tabakası oluşturulmuştur. XA'nın, hazırlanan modifiye elektrot üzerindeki elektrokimyasal yükseltgenmesine ait tarama hızı, pH, girişim etkisi gibi analitik parametreler, döngülü voltametri (CV) ve diferansiyel puls voltametrisi (DPV) yöntemleri kullanılarak incelenmiş ve XA'nın tespiti için en uygun deneysel koşullar belirlenmiştir. XA'nın geliştirilen modifiye elektrot sistemi üzerindeki elektrokimyasal yükseltgenmesine ait reaksiyon kinetiği ve reaksiyon mekanizması aydınlatılarak, belirlenen en uygun analiz koşullarında XA'nın biyolojik matrikse benzeyen bir ortamda analizi gerçekleştirilmiştir. Ayrıca, elde edilen sensörün XA analizindeki tekrarlanabilirliği, yeniden üretilebilirliği ve kararlılığı ortaya çıkarılmıştır. Geliştirilen modifiye elektrot, pürin degradasyonu sırasında XA ile birlikte biyolojik matrikste yer alan Hipoksantin (HXA) ve Ürik asit (UA) moleküllerinin varlığında da test edilmiştir. Elde edilen veriler, geliştirilen elektrokimyasal sensörün XA'nın HXA ve UA ile beraber yan yana analizlerinin gerçekleştirilebileceğini ortaya çıkarmıştır.Yüksek Lisan
The choreographic reinterpretation of traditional dance in Turkey: The 7edi Project by Shaman Dance Theatre
No full textTez (Yüksek Lisans)-- İstanbul Teknik Üniversitesi, Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2025Bu çalışma, Türkiye'deki geleneksel dansların çağdaş koreografi aracılığıyla sahnede nasıl yeniden yorumlandığını araştırmaktadır. Modernleşme ve küreselleşme süreciyle birlikte geleneksel dansların sahne temsilleri değişmiş, bu danslar estetik ve anlatı açısından yeni bir biçim kazanmıştır. Ancak literatürde bu dönüşümün koreografik açıdan nasıl gerçekleştiğine dair çalışmalar sınırlıdır.Bu bağlamda, araştırma Shaman Dans Tiyatrosu tarafından sahnelenen "7EDİ" projesini inceleyerek bu boşluğu doldurmayı amaçlamaktadır.Araştırma kapsamında, nitel araştırma yöntemleri kullanılmış; literatür taraması, yaratıcı ekip ile yapılan derinlemesine görüşmeler ve performans kayıtlarının görsel analizi gerçekleştirilmiştir. "7EDİ" projesi, Türkiye'nin yedi bölgesine ait halk danslarını çağdaş koreografi teknikleriyle birleştirmekte; dans, müzik ve sahne tasarımı açısından özgün bir sentez sunmaktadır. Her bölüm için bestelenen müzikler geleneksel ezgilerden ilham almakta fakat modern orkestrasyonla yeniden kurgulanmaktadır. Elde edilen bulgular, koreografinin sadece teknik bir düzenleme değil, aynı zamanda kültürel ve bireysel ifadeyi barındıran yaratıcı bir süreç olduğunu ortaya koymaktadır. Dansçılara tanınan yorumlama özgürlüğü, geleneksel motiflerin çağdaş anlatımla yeniden doğmasını sağlamaktadır. Bu süreç, sahnede sadece bir sanat üretimi değil, aynı zamanda kültürel belleğin güncellenerek aktarılması anlamına gelmektedir.Sonuç olarak, "7EDİ" projesi; geleneksel dansların estetik, kültürel ve sanatsal değerlerini korurken, bu değerleri çağdaş bir sahne diliyle yeniden şekillendirmektedir. Koreografi, kültürel mirasın sürdürülebilirliği açısından etkili bir araç olarak ortaya çıkmakta; bu çalışma, dans sanatının kültürel kimliği geleceğe taşıyan dinamik bir ifade biçimi olduğunu göstermektedir.Traditional dances are significant forms of expression that embody the cultural heritage of societies. The processes of modernization and globalization have transformed the stage representations of these dances, incorporating modern choreography techniques and adding new dimensions to their performance. However, there is a limited number of studies in the literature examining how traditional dances in Turkey are reinterpreted through the art of choreography. The primary aim of this study is to address this gap by analyzing how traditional dances are reconstructed on stage through choreography. Accordingly, this study focuses on the "7EDİ" project staged by Shaman Dance Theater. While investigating the fusion of traditional and contemporary dance within the project, it also explores how traditional dances are reinterpreted in the present day. The "7EDİ" performance is thematically structured around Turkey's seven regions and the seven hills of Istanbul, drawing inspiration from folk dances and music to create a contemporary narrative. By bringing together various cultural elements on stage, the performance functions as a cultural compilation, highlighting the ways in which staged works serve as curated representations of traditional heritage. The central research question of this study examines the techniques employed by the art of choreography in adapting traditional dances for the stage and the role of this process in both preserving and reproducing Turkey's cultural dance heritage. Additionally, the study investigates whether staged performances function solely as artistic expressions or also serve as cultural compilations. Ultimately, this research aims to reveal the role of choreography in the preservation and sustainability of cultural heritage.This study adopts qualitative research methods, utilizing both literature review and fieldwork-based data collection techniques. To understand how traditional dances in Turkey are integrated into contemporary performing arts, academic sources, books, and articles in the fields of dance and choreography were first examined. Research focusing on the fusion of folk dances with modern choreography provided the foundation for a broader evaluation of the artistic vision of the "7EDİ" project. This theoretical framework established the conceptual basis of the study. In the applied section of the research, in-depth interviews were conducted with the creative team of Shaman Dance Theater. One-to-one interviews were held with the project's choreographers, executive team, and coordinators. Through these discussions, comprehensive insights were gained into the creative process of "7EDİ", staging decisions, choreographic methods, and the ways in which traditional dance motifs were adapted to a contemporary stage language. Additionally, visual analyses of the "7EDİ" performance were carried out. These analyses, based on performance recordings, examined the movement language of the dance, stage design, use of music, and narrative structure. By assessing concrete examples, this approach provided an opportunity to evaluate how traditional dance elements were integrated and transformed through contemporary choreography.Through this combination of methods, the study adopts both a theoretical and practical analytical approach. The choreographic structure of the "7EDİ" project is examined from both an internal perspective (through interviews with artists and the creative team) and an external perspective (through visual analyses and literature review), ensuring a comprehensive evaluation. Furthermore, the fact that the project's choreographers are Turkish artists highlights the influence of local artistic perspectives on the choreographic process. This aspect contributes not only to the preservation of cultural heritage but also to the development of a distinctive form of expression in contemporary dance production. Ultimately, this study offers a significant perspective on how dance as an art form is represented in both national and international contexts within Turkey. The findings of this study reveal how the "7EDİ" project establishes a relationship between traditional dances and contemporary choreography. The interviews conducted and analyses performed within the scope of the research provide detailed insights into the project's choreographic methods, staging approach, and musical structure. In this context, it has been observed that "7EDİ" creates a unique synthesis between traditional and modern elements. The study identifies that folk dances from Turkey's seven regions have been restructured using modern choreography techniques. According to the choreographers, regional dance motifs have been preserved; however, during the staging process, these figures were stylized and integrated into a contemporary expressive language. Similarly, the musical structure consists entirely of original compositions, with each section's music specifically composed from scratch by Oğuzhan Balcı. The characteristic structures of local music were reinterpreted using modern orchestration techniques; rather than directly replicating folk melodies, they were reconstructed. These approaches demonstrate that the work harmonizes traditional and modern elements in an original manner, functioning as a cultural compilation both choreographically and musically. Additionally, it was found that the choreographic process allowed dancers individual expressive space, enabling movements to be reshaped through their interpretations. This finding indicates that choreography extends beyond a purely technical arrangement; rather, it is an evolving creative process enriched by the dancers' artistic contributions. Overall, the "7EDİ" project successfully integrates traditional and modern dance elements, demonstrating that staged performances can function both as cultural compilations and as effective tools for transmitting cultural memory through the medium of performance. This study has examined how the "7EDİ" project integrates traditional Turkish dances with contemporary choreography and whether the staged performances function as cultural compilations. The analyses conducted and the interviews with the project team reveal that "7EDİ" presents a unique and cohesive synthesis in terms of choreography, music, and stage design. One of the most significant findings of this study is that traditional dances in contemporary performing arts should not be viewed merely as representations of the past but as dynamic and adaptable art forms. The choreographers reinterpreted dance motifs from various regions using modern staging techniques, allowing dancers to contribute their individual expressive interpretations. This approach ensured that the choreographic process was not a static structure but rather an interactive and creative formation. It also demonstrates that choreography extends beyond an aesthetic discipline to serve as a cultural and artistic medium of expression. Additionally, choreography undergoes a historical evolution, and interviews with past and present artists provide a bridge between tradition and contemporary artistic practice. This perspective enables an examination of how choreography in Turkey has adapted to historical and societal transformations. The "7EDİ" project can thus be seen as a contemporary reflection of this historical continuity. From a musical perspective, the project was composed entirely of original pieces, deliberately avoiding the direct use of traditional folk melodies. Composer Oğuzhan Balcı reinterpreted the musical characteristics of different regions of Turkey through modern orchestration techniques, establishing a strong network of interaction between music and dance. As a result, the "7EDİ" project is not only a choreographic endeavor but also a cultural reproduction process from a musical standpoint. Another key finding is that staged performances can serve as cultural compilations. "7EDİ" brings together traditional dance and musical elements from various regions of Turkey and reinterprets them within a contemporary artistic context. This process highlights that choreography is not merely a tool for aesthetic expression but also plays an active role in preserving, transforming, and transmitting cultural heritage to future generations. Media coverage supports this view, describing "7EDİ" as an innovative performance that brings Istanbul's historical and cultural identity to the stage. Critics and artistic communities have emphasized that the project successfully bridges tradition and modernity and possesses the qualities necessary for international festival participation. In conclusion, this study has demonstrated how traditional dances can be adapted to modern performing arts through choreography and has provided significant contributions to the sustainability of cultural heritage. Projects like "7EDİ" serve as models for preserving, developing, and representing cultural heritage through artistic expression, while also holding the potential to inspire similar projects in the future
Design optimization of crane hook by using generative design approach
No full textTez (Doktora) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2025ük kancaları, inşaat ve lojistik gibi çeşitli endüstrilerde yaygın olarak kullanılan önemli mekanik bileşenlerdir. Bu bileşenlerden beklentimiz, konteynerler ve diğer mekanik ekipmanlar gibi ağır yükleri taşıyabilmesidir. Özetle, ağır yükleri kaldırmak ve taşımak için tasarlanmışlardır. Sahada hizmet verirken, aynı zamanda güvenlik ve verimlilik gereksinimlerini de karşılamalıdır. Endüstriler birçok alanda ilerledikçe, daha güçlü, daha hafif ve daha ekonomik yük kancalarına olan ihtiyaç artmaktadır. Geleneksel vinç kancası tasarımları, temel olarak analitik hesaplamalara dayanır; bu da önemli geometrik kısıtlamalar getirir ve ağırlık dağılımı ile malzeme verimliliği açısından optimal olmayan aşırı güvenlikli tasarımlara yol açar. Grafik işlem yeteneklerinin gelişmesiyle birlikte, özellikle yapay zeka destekli optimizasyon teknikleriyle desteklenen son hesaplama yöntemlerindeki ilerlemeler, bu temel bileşenlerin tasarımını ve performansını iyileştirmek için yeni fırsatlar sunmaktadır. Üretken tasarım, yapay zeka algoritmalarını kullanarak birden fazla tasarım iterasyonu oluşturan ve belirlenen kısıtlamalar ile hedeflere dayalı optimize edilmiş çözümler üreten nispeten yeni bir yaklaşımdır. Yalnızca malzeme çıkarımına odaklanan geleneksel topoloji optimizasyon yöntemlerinin aksine, üretken tasarım, malzeme eklenmesi ve yeniden dağıtılmasını sağlar, bu da yapısal olarak daha iyi ve üretilebilir tasarımlar ortaya çıkarır. Öte yandan üretken tasarım ve 3 boyutlu yazıcıların gelişimi birbirini karşılıklı olarak besleyen ve hızlandıran bir döngü yaratmıştır. Katmanlı üretim (additive manufacturing) sayesinde üretken tasarımın sağlayabildiği üretilmesi zor veya eskiden imkansız olan optimize edilmiş organik tasarımların üretilmesi mümkün kılınmıştır. Yani bu iki teknolojinin birbiriyle olan etkileşimi bir tür kendi kendine güçlenen döngü oluşturmuştur. Bu yüksek lisans tezinde, DIN15401 standartlarında NR025 numaralı P Sınıfı St-52-3 malzemeden sıcakta dövme yöntemi ile üretilmiş tek ağızlı basit kanca üzerinde çalışmalar yapılmıştır. İlgili kanca önce DIN 15401 standardının belirlediği sınırlar çerçevesinde nominal ölçülerde 3 boyutlu olarak Solidworks yazılımında çizilmiştir. Çizilen yük kancası daha sonra sonlu elemanlar yazılımı ile ağ yapısı oluşturulup maksimum 10 KN yüke kadar yüklenmiştir. Çıkan sonuçlar detaylı bir şekilde irdelenerek yük kancasının en kritik kesiti olan A-B kesiti boyunca gerilmelerin yönü ve değerleri incelenerek ilgili malzemenin akma değerleri ile karşılaştırılmıştır. Karşılaştırma neticesinde tahmini olarak en çok malzeme azaltma işleminin yapılabileceği kısımlar belirlenmiştir. Daha sonra sonlu elemanlar modelinin doğrulanması amacıyla A-B kesitinin iç ve dış yüzey noktalarına dikey ve yatayda tek noktada ölçüm yapabilen rozet tipi gerinim ölçerler yerleştirilmiştir. Kanca belirli bir yük aralığında yüklenerek yüke karşılık gelen iki yöndeki gerinim yüzdesi değerleri elde edilmiştir. Bu değerler aynı yük aralığında yüklenen sonlu elemanlar modelinin sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Karşılaştırmanın ardından Taguchi metodunun belirlediği limitler arasında malzemenin elastisite modülü ve possion oranı değiştirilerek, test ile analizdeki gerinim değerlerinin birbirine en yakın olduğu varyasyonun elastisite modülü ve Poisson oranı bulunmuştur. Doğrulanan SEM (Sonlu Elemanlar Metodu) modeli ve test sonucuna en yakın malzeme fiziksel özellikleri ile Fusion 360 Üretken Tasarım aşamalarına geçilmiştir. Yük kancasının gerilme dağılımına göre en yüksek malzeme kazancının sağlanacağı hacim belirlenmiştir. Belirlenen hacim, kısıtlamalar ve sınır koşulları tanımlanarak programa tanıtılmıştır ve çalıştırılmıştır. İlgili yazılım belirtilen sınırlar çerçevesinde en uygun 4 adet tasarımı, üretilebilecek yöntemler ile birlikte sunmuştur. Önerilen tasarımların ağırlıkları, orjinal yük kancası tasarımının ağırlığı (640 gr) ile karşılaştırılmıştır. En düşük ağırlık kazancı %38,1 ile üçüncü alternatifte, en yüksek ağırlık kazancı ise %46,5 ile ikinci alternatifte olduğu görülmüştür. En yüksek ağırlık kazancını sunan ikinci alternatifin doğrulanması amacıyla ayrı bir sonlu elemanlar modeli yapılmıştır ve yüksek çözünürlükte ağ yapısı oluşturulmuştur. Maksimum gerilme 281,67 MPa olarak gözlemlenmiştir ve akma sınırının (315 MPa) altındadır. Daha sonra kancanın serbest ucu ile C-D kesiti arasında bir iyileştirme yapılmıştır. Malzeme bütünlüğünü sağlayıp bu kısımdaki güvenliği artırmak amacıyla koruma geometrisi revize edilmiştir ve beşinci alternatif oluşturulmuştur. Bu alternatifte %39.4 ağırlık kazancı sağlanmıştır. Bu çalışmada önerilen alternatif beşinci alternatif olmuştur. Sonuç olarak bu yüksek lisans tez çalışması, üretken tasarım metodu uygulanarak, geleneksel tasarıma sahip yük kancasının %39,4'e varan ağırlık kazancı ile yeniden tasarlanabileceğini ortaya koymuştur.Crane hooks are important mechanical components which are commonly used in various industries, such as construction and logistics. These components must be capable of carry heavy weights like containers and other mechanical equipment. In summary, they are designed to lift and transport heavy loads. While it is serving in the field, it should also meet safety and efficiency requirements. As industries progress in many fields, there is a growing need for load hooks that are stronger, lighter, and more economical. Traditional crane hook designs are primarily based on analytical calculations, which impose significant geometric constraints and lead to conservative designs that may not be optimal in terms of weight distribution and material efficiency. Recent advances in computational methods with the help of improving graphical processing capabilities, particularly artificial intelligence driven optimization techniques, provide new opportunities for improving the design and performance of these essential components. Generative design is relatively new approach that uses AI algorithms to create multiple design iterations and produce optimized solutions based on determined constraints and objectives. Unlike conventional topology optimization methods, which focus solely on material removal, generative design allows for both material addition and redistribution, resulting in structurally better and more manufacturable designs. On the other hand, the development of generative design and 3D printing has created a mutually reinforcing and accelerating cycle. Additive manufacturing has enabled the production of complex, optimized organic structures that were previously difficult or even impossible to manufacture using traditional methods. In this sense, the interaction between these two technologies has formed a self-reinforcing feedback loop. Main motivation of proposed project is based on limitations that we had from past to the present. Analytical approach was conventional method to improve existent designs and to conduct design optimization related studies. Considering current capabilities, growing finite element methods and their solvers, on top of that, artificial intelligence-based software being implemented to these methods, it is vital to engage with these methods and take advantage of these opportunities to improve current designs and re-think over the limitations that we had for years. In this direction, generative design offers a new solution to these challenges by integrating artificial intelligence-driven algorithms that simultaneously optimize material, geometry and manufacturability. This master thesis focuses on a single-hook, manufactured by hot forging from P-grade St-52-3 steel material in accordance with DIN 15401 standards and NR025 norms. Initially, the hook was modeled as 3D using SolidWorks, adhering to the nominal dimensions specified in the DIN 15401 standard. After this, this model was meshed and subjected to a load of up to 10 kN using a FEA (Finite Element Analysis) software. The results were examined in details, particularly focusing on Section A-B, which is the most critical cross-section of the hook. Stress components and magnitudes along this section were analyzed and compared with the material's yield strength. Based on this comparison, regions with the highest potential for material reduction were determined. The most critical sections of the single hook are called A-B and C-D sections according to DIN15401 standard. Mesh structure of analysis was created by using Ansys Structural 19.2 software. The element size was selected as 1 mm. 511.562 nodes and 147.625 elements with hexagonal 3D shape were used. Large deformation has not been used since the expected maximum equivalent stress is below than yield strength of the material. Afterwards, hook model was loaded within the range of 0,5 kN to 10 kN. It has been fixed from all degree of freedooms from top of the hook in a way that it could reflect the test. Load direction is passed through the shaft axis as test is conducted. In this regard, stress and strain results were received. Accuracy of FEA model was verified through tensile testing, which is conducted under controlled laboratory conditions. To validate both the FEA model, CAD model and the material properties, bi-axial rosette types strain gauges which are able to measure the strain in both horizontal and vertical directions, were deployed on the inner and outer surfaces of Section A-B. Sample hook was loaded within a specific load range between 0,5 kN and 10 kN, and the results of biaxial strain values were recorded. These values were compared with the corresponding results from the FEA model under the same load conditions. In this comparison, the elastic modulus and Poisson's ratio were changed within the limits set by the Taguchi method (L9 orthogonal array) to identify the most consistent elasticity modulus and poisson ratio with experimental data. It is observed that 220 GPa elasticity modulus and 0,32 Poisson's ratio are the best match with FEA model over other trials. Using the validated CAD (Computer Aided Design) model and physical material properties, the process proceeded to the generative design phase in Fusion 360. Based on the stress distribution of the hook, the volume with the highest potential for material reduction was identified. This volume with constraints and boundary conditions, entered as an input into the software. As per catalog values of hook, maximum load that it can carry has been applied, passing through the shaft axis. Top area of the shaft of the hook has been fixed within all degrees of freedom. Factor of safety has been chosen as 1,5. As for material selection, Fusion 360 has wide range of materials. Choosing the right material is vital since it puts some limitations on the software to propose proper alternatives. Physical properties of material, elasticity modulus, poisson's ratio and yield strength has been entered as 220 GPa, 0,32 and 315 MPa respectively. Yield strength of material data comes from DIN15400 standard for hook P-Grade material. The other ones received from test validation. Then, four design alternatives including its manufacturing methods have been created. The weights of the proposed designs were compared with the original hook's weight (640 gr). The third alternative achieved the lowest weight reduction at 38,1%, whereas, the second alternative achieved at 46,5% which is the highest. To validate the second design offering highest weight reduction, finite element model with fine mesh was created. The maximum stress was observed as 281,67 MPa, which is below the yield strength of 315 MPa. After taking the stress concentration into account since there is sharp transition towards free tip of the hook, it was decided that an action is required to make this transition smoother. For this purpose, durability related improvement has been made between free tip of the hook and C-D section. In order to ensure material integrity and increase the safety in this section, preserved geometry has been revised and final alternative was created. In addition, this final alternative is the closest one to the original design in terms of manufacturability. It is symmetrical and does not have any undercut. When we compare the weight reduction between the original model and the final alternative proposed, only in sections C-D and E-F, reduction was observed from 306,6 gr to 139,8 gr. This reduction in this region constitutes 66% of the total weight reduction. In other words, the highest reduction occurred in this region. In conclusion, this dissertation indicates that by applying generative design method, a traditional hook design can be re-designed to achieve up to 39,4% weight reduction. The weight of Crane hooks with higher load capacity such as NR250 can reach up to 4800 kg. In this case, the weight reduction will naturally be much higher and meaningful. As future work, final proposed design could be subjected to detailed fatigue, fracture mechanics, creep related studies including test validation in these domains. Futhermore, other studies could focus on extending this methodology to other mechanical components, validating the feasibility of AI-driven design optimization.Yüksek Lisan
Renkli gürültü altında sabit kanatlı uçaklar için otopilot tasarımı
No full textThesis (M.Sc.) -- Istanbul Technical University, Graduate School, 2025Flight safety and performance of aerial vehicles are among the top priorities in the modern aviation industry. Accurately determining the vehicle's states during flight is vital for ensuring a safe and stable operation. To this end, state estimation algorithms are employed, aiming to provide the best possible prediction of the vehicle's true state by accounting for various disruptive effects in sensor data, such as noise and wind disturbances. Autopilot systems are advanced control mechanisms that enable an aircraft to autonomously fly along predefined routes and at specific speeds with high accuracy. For these systems to operate effectively, continuous and precise access to the vehicle's state information—such as position, velocity, and orientation—is essential. Therefore, state estimation algorithms become a fundamental component of the autopilot. Advanced algorithms like Kalman filters help reduce noise in sensor data during this process, allowing for more reliable and accurate state predictions. The Kalman filter provides highly successful results, especially when the system model is accurate and the statistical properties of the noise are well known. However, its performance can be negatively affected in the presence of noise types known as 'colored' noise. In such cases, the filter makes assumptions that do not align with the actual noise structure, which can lead to increased estimation errors. Therefore, to effectively handle the complex and diverse noise types encountered in real flight conditions, additional adaptation techniques or alternative filtering methods may be employed. For instance, different variants of the Kalman filter or multivariate statistical approaches can be used to model or mitigate the effects of colored noise. Through these advanced algorithms, parameters such as position, velocity, and orientation of the aircraft can be estimated more reliably and accurately, thereby enhancing flight safety and performance. In this thesis study, an autopilot control system for the longitudinal motion of a fixed-wing aircraft has been developed, along with the design of a filter capable of performing effectively under colored noise conditions. First, a detailed model of the selected aircraft was developed in Simulink. The equations derived from the created model were linearized at the specified trim point, and subsequently, the state-space matrices of the linearized system were obtained. After comparing the nonlinear and linear models and confirming the consistency of the results, the control phase was initiated. Due to the system's MIMO nature, the LQR control method was chosen, and an appropriate feedback structure was established. The gain matrix required for LQR control was obtained by selecting suitable weighting matrices, and the necessary gain values were incorporated into the feedback loop. Finally, filter designs were carried out for state estimation, and the filter block was integrated into the model. Eight different simulation scenarios were defined for the completed model. White and colored noises were applied to the system outputs, and various tests were conducted using both the Kalman filter and the designed filter under these noise conditions. Additionally, the controller performance was evaluated with different reference inputs. As a result of the simulations, the filters' performance under various noise influences was observed and compared. The performance of the autopilot designed for longitudinal motion was examined, and the results across different scenarios were analyzed. The obtained results and comprehensive studies demonstrate that advanced filtering techniques, which provide high accuracy and reliability even in colored noise environments, can significantly enhance aircraft performance and flight safety.M.Sc
Researching decarbonization opportunities in the automotive industry within the scope of climate change
No full textThesis (M.Sc.) -- Istanbul Technical University, Graduate School, 2025limate change has rapidly become one of the most urgent and complex challenges of our time, demanding global, regional, and local actions across all sectors. Scientific consensus emphasizes that limiting global temperature rise to well below 2°C above pre-industrial levels is essential to mitigate catastrophic environmental and socio-economic consequences. Within this context, carbon emissions originating from industrial activities stand out as one of the primary contributors to global warming. The automotive industry, positioned at the intersection of global manufacturing and transportation, plays a pivotal role in this regard. Its carbon footprint, stemming from both direct and indirect emissions, necessitates transformative strategies to meet the evolving climate commitments. International frameworks such as the Paris Agreement and regional strategies like the European Green Deal have introduced stringent emission targets to transition toward a low-carbon economy. The Paris Agreement, ratified by 196 countries, aims to achieve climate neutrality by the second half of the 21st century. In parallel, the European Green Deal outlines the goal of making Europe the first climate-neutral continent by 2050. In line with these efforts, Turkey has committed to achieving carbon neutrality by 2053, reflecting a national-level alignment with global climate ambitions. To achieve these long-term targets, industries must adopt new paradigms in how they design operations, manage energy consumption, and embed sustainability into corporate governance. The automotive sector and its extensive supply chain, traditionally characterized by energy-intensive processes, face substantial pressure to evolve. Reducing the sector's environmental impact is no longer a matter of corporate social responsibility, but a strategic imperative driven by regulatory requirements and stakeholder expectations. The automotive industry and its supporting supply sectors consume considerable amounts of energy, primarily derived from fossil fuels. Production techniques such as injection molding, part assembly, metal treatment, and painting are notoriously energy-intensive. In many facilities, outdated equipment and legacy systems prevail, resulting in operational inefficiencies and elevated carbon emissions. One of the key issues observed across the industry is the absence of integrated energy management systems. Many plants still rely on manual tracking or decentralized systems, which leads to delays in data collection, limited analysis capabilities, and reactive rather than proactive energy strategies. Furthermore, employee awareness and engagement regarding sustainability goals remain insufficient, hampering cross-functional efforts toward environmental improvement. These systemic issues hinder the ability of companies to comply with emerging regulations, access green financing, or meet supplier sustainability criteria increasingly demanded by Original Equipment Manufacturers (OEMs). Therefore, a structured and systematic approach is required to identify root causes, develop effective countermeasures, and monitor implementation progress. In response to the challenges, this thesis employs the A3 Problem Solving Method, an established tool from the Toyota Production System (TPS). A3 is a structured methodology designed to facilitate problem identification, conduct root cause analysis, and implement practical countermeasures through a one-page report format. Despite its simplicity in format, the methodology emphasizes in-depth analysis, cross-functional dialogue, and evidence-based decision-making. The approach used in this thesis combines quantitative data analysis, process mapping, and qualitative feedback obtained from employee interviews. This triangulation ensures that both technical inefficiencies and human factors are addressed holistically. High-emission processes such as injection molding and assembly lines were prioritized, and their energy consumption patterns were closely monitored. The case study focuses on an automotive supplier operating across three distinct locations. Each site's production processes were assessed in terms of their energy use and emissions. Emissions were classified according to the Greenhouse Gas (GHG) Protocol, focusing on: Scope 1: Direct emissions from on-site fuel combustion and mobile sources; Scope 2: Indirect emissions from purchased electricity. The results revealed several critical issues: -Equipment in core processes was outdated and highly inefficient. -Energy consumption was tracked manually, limiting timely analysis. -Employee engagement in sustainability was low, and awareness programs were either insufficient or nonexistent. -These findings confirmed the need for a multidimensional intervention strategy, addressing both technical and organizational root causes. Based on the diagnosis, a comprehensive action plan was formulated, categorized into three main areas: 1. Organizational Measures Deployment of Digital Energy Management Systems: Real-time monitoring and data analytics capabilities will allow for more precise energy tracking and early anomaly detection. Implementation or Strengthening of ISO 50001: This internationally recognized standard offers a framework for continuous energy performance improvement. Adoption of the Oobeya Room Concept: Originating from lean management, Oobeya rooms promote visual management and facilitate cross-functional collaboration to drive energy-related projects. 2. Technical Measures Replacement of Hydraulic Systems: Transitioning from hydraulic to electric drives in injection molding machines can lead to significant energy savings. Retrofitting Existing Equipment: Utilizing hybrid or servo motor systems can improve process control and reduce standby energy losses. Conducting Regular Energy Audits: Audits can uncover hidden inefficiencies and prioritize investments based on return-on-energy-savings potential. 3. Training and Awareness Measures Establishment of Energy Awareness Teams: Cross-departmental groups dedicated to promoting behavioral changes and monitoring performance indicators. Capacity Building Programs: Specialized training for maintenance and engineering staff to optimize equipment settings and understand energy flows. Workshops and Internal Campaigns: Activities to strengthen sustainability culture and increase ownership at every level of the organization. The proposed interventions are aligned with multiple United Nations Sustainable Development Goals (SDGs), notably: Goal 7 – Affordable and Clean Energy, Goal 9 – Industry, Innovation, and Infrastructure, Goal 12 – Responsible Consumption and Production, and Goal 13 – Climate Action. Integrating these goals into core business functions supports not only compliance and market competitiveness but also broader environmental and societal benefits. The thesis emphasizes how operational decisions at the factory level can contribute to macro-level sustainability outcomes. Conclusion and Implications This study demonstrates that the automotive industry, despite its structural complexities and historical dependence on fossil fuels, has significant potential for decarbonization. The application of the A3 Problem Solving Method provides a replicable framework for identifying emission sources, diagnosing inefficiencies, and implementing impactful solutions. For policy makers, the findings offer valuable insights into the practical challenges and opportunities faced by industrial stakeholders. Incentive schemes, regulatory frameworks, and technical guidelines can be tailored based on such grassroots-level evidence. For industry leaders and practitioners, this research presents a practical blueprint for initiating and sustaining carbon reduction programs. Ultimately, achieving climate neutrality in the automotive sector requires not only technological advancement but also a shift in organizational mindset, strong leadership, and active employee participation. Through structured methodologies and integrated actions, the industry can play a central role in the global fight against climate change.İklim değişikliğiyle mücadele kapsamında karbon emisyonlarının azaltılması gittikçe daha önemli hale gelmektedir. Bu bağlamda Paris Anlaşması, Avrupa Yeşil Mutabakatı ve Sınırda Karbon Düzenleme Mekanizması (CBAM) gibi uluslararası düzenlemeler ve Türkiye'nin 2053 yılına kadar karbon nötr olma hedefi bulunmaktadır. Bu düzenlemelere istinaden taahhütte bulunan hedeflere mevcut yönetim tarzı ve yaklaşımları ile ulaşmak giderek zorlaşmaktadır. Mevzuat ve düzenlemeler çerçevesinde karbon azaltımına yönelik yapısal dönüşüm ihtiyacı olduğu gözlemlenmektedir. Otomotiv ve otomotiv tedarik endüstrisi, mevcut faaliyetleri sebebi ile yoğun karbon emisyonu oluşturan sektörlerden biri olarak bilinmektedir. Uzun yıllardır süregelen mevcut üretim teknolojileri fosil yakıt kaynaklı elektrik ve doğalgaza bağlı olduğu bilinmektedir. Yine mevcut tesislerin giderek yaşlanmasına bağlı olarak; enerji verimsiz ekipmanlar ve makinalar, enerji yönetim sisteminin etkili şekilde yapılmaması gibi faktörler de enerji tüketimini ve dolayısıyla karbon emisyonunu artırmaktadır. Bu sebeple, otomotiv sektörünün mevzuat ve düzenlemelerde belirtilen karbon emisyon azaltım hedeflerini yakalayamayacağı gözlemlenmektedir. Bu sebeple emisyonlarının azaltılması ya da sıfırlanması için uygulanabilir fırsatları araştırma gerekliliği ortaya çıkmıştır. Tezde Toyota üretim sisteminde uygulanan A3 Problem Çözme Yöntemi kullanılmıştır. Bu yöntem sayesinde karbon emisyonu yüksek prosesler belirlenmiş, kök neden analizleri yapılmış ve teknik, yönetsel ve eğitim odaklı önlemler geliştirilmiştir. Veriler, sayısal ölçümler, proses analizleri ve çalışan görüşmeleriyle desteklenmiştir. Sunulan tezde, otomotiv sektörünün hedefe ulaşamayacağı projeksiyonu yapılarak bu projeksiyon bir problem olarak tanımlanarak vaka olarak ele alınmıştır. Vaka çalışmasında üç lokasyonda üretim yapan bir otomotiv tedarik işletmesi incelenmiş, üretim süreçleri detaylı analiz edilmiştir. Özellikle enjeksiyon, montaj ve enerji tüketimi gibi proseslerin yüksek karbon emisyonuna sebep olduğu görülmüştür. Kapsam 1 ve Kapsam 2 emisyonları ele alınarak; eski makineler, manuel enerji takibi ve çalışan farkındalığı eksikliği gibi temel sorunlar tespit edilmiştir. Sunulan tezde, otomotiv endüstrisinin karbon emisyonlarını yalnızca ölçmekle kalmayıp azaltmaya yönelik somut aksiyonlar geliştirmesi gerekliliği vurgulamaktadır. Bu gerekliliğe istinaden geliştirilen ve uygulanan karşı önlemlere yer verilmektedir. Tezde önerilen önlemler üç ana grupta toplanmıştır ve bu karşı önlemler uzun vadeli aksiyon planı ortaya koyularak uygulamaya alınmaktadır: 1) Yönetsel önlemler: -Dijital enerji yönetimi kurulması -ISO 50001 Enerji Yönetim Sisteminin Kurulması ya da güçlendirilmesi -Enerji Yönetim Sisteminin güçlendirilmesi için Oobeya yaklaşımının geliştirilmesi 2) Teknik önlemler : -Hidrolik motorlu enjeksiyon makinalarının elektrik motorlu ile değiştirilmesi (verimli ekipman yatırımı), -Hidrolik motorla çalışan diğer ekipmanların analiz edilmesi ve motorların elektrik motor veya hibrit çalışma yöntemi ile çalışan motorlar ile değiştirilmesi 3) Eğitim ve farkındalık önlemleri: -Enerji farkındalık ekibinin kurulması, farklı çalışma bölümlerinden temsilcilerin atanması -Enerji yönetimini yapan ekipte, uzman yetkinliklerinin geliştirilmesi Bu önlemlerin Birleşmiş Milletler Sürdürülebilir Kalkınma Hedefleri ile uyumlu olduğu ortaya konulmaktadır ve yine tez içerisinde ilgili ilişkiden bahsedilmektedir. A3 yöntemiyle geliştirilen çözümler, sektöre örnek oluşturabilecek nitelikte olup, karbon nötr hedeflerine ulaşmada önemli katkı sağlayabileceği ve referans olabileceği düşünülmektedir.M.Sc
Yüzeyi kimyasal olarak modifiye edilmiş selüloz nanokristal CNC yapılar ve onların PBAT esaslı nanokompozitlerinin geliştirilmesi
No full textThesis (M.Sc.) -- Istanbul Technical University, Graduate School, 2025The majority of plastics are obtained from petroleum-based raw materials. It is necessary to reduce the use of these plastics that cause climate change. Recently, there has been an increased focus on the development of biodegradable polymers and composites for various applications. Notably, poly(butylene adipate-co-terephthalate) (PBAT) is recognized as a potential candidate owing to its remarkable flexibility, toughness, ductility, and ease of processing. Nevertheless, to expand its range of applications, improvements are still needed in its properties. In light of this, the current study aims to develop biodegradable nanocomposites by incorporating cellulose nanocrystals (CNCs) as reinforcing nanofillers within the PBAT matrix. CNCs, which are obtained from cellulose via acid hydrolysis, are extensively used in the development of eco-friendly nanocomposites due to their exceptional mechanical and physical properties; extensive surface area, low density, diverse chemical functionality, biocompatibility and natural abundance. Nonetheless, due to their hydroxyl groups, their tendency to form strong hydrogen bonds and their highly hydrophilic properties; result in aggregation when incorporated into hydrophobic polymer matrixes. This creates a challenge for achieving uniform dispersion. So as to enhance the dispersion of CNC in hydrophobic thermoplastics by melt mixing, its surface needs to be modified by appropriate chemical treatments. In this way, the hydrophilicity of the CNC can be reduced. In this study, CNC surface was modified with poly(2-hydroxyethyl methacrylate) (PHEMA) by grafting from method so as to reduce intermolecular hydrogen bonds on the CNC surface and to improve the interaction between the nanofiller and the polymer matrix by the synergistic effect of the hydroxy groups of HEMA. To investigate the effect of polymer chain length, different lengths were grafted from the surfaces of CNCs. In addition to that PHEMA homopolymers were also synthesized under the same reaction conditions with modified CNCs (mCNCs). Following this, both the modified cellulose nanocrystals (mCNCs) and neat cellulose nanocrystal (used as a reference) were melt mixed with PBAT at 3 weight percent (wt%). Also, PHEMA homopolymers were melt mixed with PBAT at same 3 wt% to observe their dispersion in PBAT and to compare PBAT/mCNCs, PBAT/CNC nanocomposites and PBAT/PHEMA compounds. In order to assess the synthesized mCNCs, several characterization techniques were utilized, including Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR), water contact angle, X-ray Diffraction (XRD), wettability test and Thermogravimetric Analysis (TGA). These methods aimed to analyze the surface modification of CNC. Following this, Rheological Analysis were conducted to evaluate the dispersion of mCNCs and PHEMA homopolymers within the PBAT matrix and Differential Scanning Calorimetry (DSC) were performed to analyze the thermal behaviors of PBAT/mCNCs, PBAT/CNC nanocomposites and PBAT/PHEMA compounds. Results show that each of the modified CNC samples exhibited a distinct absorption peak near 1720 cm⁻¹ in the FTIR spectra, corresponding to the C=O stretching vibration of ester groups formed by PHEMA grafting. Furthermore, XRD results revealed a distinct peak near 22.7° for neat CNC, which progressively diminished as the degree of HEMA grafting increased. CNC-g-PHEMA5 consistently demonstrated the most optimal properties across the analyses. Contact angle and wettability results identified CNC-g-PHEMA5 as the most hydrophobic sample. Rheological data further supported its performance, showing the highest complex viscosity and storage modulus, indicating a network formation. These findings demonstrate that the grafted intermediate PHEMA chain length on CNC surface enhances hydrophobicity of CNC and well dispersion within the PBAT matrix.Günümüzde kullanılan plastiklerin büyük bir kısmı petrol bazlı hammaddelerden elde edilmektedir. Bu plastikler, iklim değişikliğine neden olmaktadır ve kullanım oranlarının azaltılması gerekmektedir. Son dönemlerde, farklı tüketim ürünleri için biyobozunur polimerler ve kompozit malzemelerin geliştirilmesine yönelik ilgi giderek artmaktadır. Bu bağlamda, poli(bütilen adipat-ko-tereftalat) (PBAT), yüksek esnekliği, tokluğu, sünekliği ve işlenebilirliği sayesinde önemli bir biyopolimer olarak öne çıkmaktadır. Ancak, uygulama alanlarını genişletebilmek için özelliklerinin iyileştirilmesi gerekmektedir. Bu çalışma, nanodolgu malzemesi olarak selüloz nanokristaller (CNC) içeren PBAT matrisli biyonanokompozitler geliştirmeyi hedeflemektedir. Asit hidrolizi ile elde edilen CNC'ler çeşitlendirilebilir kimyasal reaktivite, biyouyumluluk, yüksek yüzey alanı, düşük yoğunluk, ve doğada çok olması gibi özellikleri nedeniyle çevre dostu nanokompozitler üretiminde yaygın olarak kullanılmaktadır. Ancak, CNC'ler yüzeylerinde bol miktarda bulunan hidroksil grupları nedeniyle yüksek hidrofilikliğe sahip olup, güçlü hidrojen bağları oluştururlar. Bu özellik, hidrofilik polimer matrislerinde dağılmalarını kolaylaştırsa da, hidrofobik termoplastiklerle topaklanmaya neden olarak nanokompozitlerin mekanik özelliklerini olumsuz etkiler. Bu nedenle, hidrofobik matrislerde daha iyi dağılım sağlanabilmesi için CNC yüzeyinin modifiye edilerek hidrofilikliğinin azaltılması gereklidir. CNC yüzeyindeki hidroksil gruplarıyla fonksiyonel gruplar taşıyan küçük moleküllerin reaksiyonu, yaygın olarak kullanılan modifikasyon yöntemleridir. Bu amaçla en sık başvurulan kimyasal modifikasyon stratejileri arasında esterifikasyon, silanizasyon, oksidasyon ve amidasyon yer alır. Ayrıca, CNC yüzeyindeki -OH grupları polimer zincirlerinin graftlanmasıyla da değiştirilebilir. Polimer graftlama işlemi ise genellikle "grafting into" veya "grafting from" yaklaşımlarıyla gerçekleştirilir. "Grafting onto" yönteminde, reaktif uç gruba sahip bir polimer, bir bağlayıcı ajan aracılığıyla nanoselüloz yüzeyine kovalent olarak bağlanır. Bu yöntem basitliği nedeniyle tercih edilse de, yüzeye bağlanabilen fonksiyonel grup çeşitliliğinin sınırlı olması nedeniyle bazı kısıtlamaları vardır. "Grafting from" yönteminde ise monomerler CNC yüzeyine bağlanır ve başlatma, zincir büyümesi ve sonlanma gibi polimerizasyonun tüm aşamaları doğrudan CNC yüzeyinde gerçekleşir. Bu yöntem, "grafting onto" yöntemine kıyasla daha yüksek graftlama yoğunluğu sağlar. CNC içeren nanokompozitler çözelti döküm ve eriyik karıştırma yöntemleriyle üretilebilir. Çözelti döküm yönteminde, polimer ve CNC bir çözücü içinde çözülür ve çözücünün buharlaştırılmasıyla kompozit elde edilir. Ancak bu yöntem, hem çevresel hem de maliyet açıdan verimsizdir ve çözücü kalıntıları mekanik özellikleri olumsuz etkileyebilir. Buna karşılık, eriyik karıştırma yöntemi CNC'nin polimer matrisinde daha ölçeklenebilir ve ekonomik bir şekilde dağılmasını sağlar. Yapılan çalışmalar, CNC'lerin çözelti döküm yöntemiyle iyi dağılsa da mekanik özelliklerde iyileşme sağlanamadığını göstermiştir. Öte yandan, modifiye edilmiş CNC'lerle eriyik karıştırma yöntemi kullanılarak geliştirilen nanokompozitlerde reolojik ve termomekanik özelliklerde artış gözlemlenmiştir. Bu nedenle, CNC'nin termoplastik matrislerde etkin dağılmasını sağlamak için yüzey modifikasyonu yapılarak eriyik karıştırma yöntemi tercih edilmelidir. Bu çalışmada, CNC'nin intermoleküler hidrojen bağlarını azaltmak ve HEMA'nın hidroksil gruplarının sinerjik etkisiyle polimer matris ile daha güçlü bir etkileşim sağlamak amacıyla, CNC yüzeyinin grafting-from yöntemiyle poli(2-hidroksietil metakrilat) (PHEMA) ile modifikasyonu gerçekleştirilmiştir. PHEMA biyouyumlu, toksik olmayan ve biyomedikal uygulamalarda sıkça kullanılan bir polimerdir. Polimer zincir uzunluğunun etkisini incelemek amacıyla, CNC yüzeyine farklı miktarlarda HEMA monomeri kullanarak çeşitli uzunluklarda PHEMA zincirleri graftlanmıştır (aşılanmıştır). Ayrıca, aynı reaksiyon koşullarında PHEMA homopolimerleri sentezlenmiştir. PHEMA homopolimerleri, 50 ml saf su içerisinde ayrı ayrı 1, 3, 5, 7 ve 10 ml HEMA damlatılarak elde edilmiştir. Aynı şekilde, modifiye CNC'ler (mCNC'ler) de 1 gram CNC ile birlikte 50 ml saf su içinde 1, 3, 5, 7 ve 10 ml HEMA kullanılarak sentezlenmiştir. Her iki reaksiyonda da başlatıcı olarak potasyum persülfat (KPS) kullanılmıştır. Reaksiyon, azot atmosferi altında, 70 °C'de ve 3 saat boyunca gerçekleşmiştir. Sonrasında, hem modifiye edilmiş CNC'ler (mCNC'ler) hem de modifiye edilmemiş CNC ile (referans) ağırlıkça %3 oranında PBAT ile eriyik karıştırma yöntemiyle nanokompozitler hazırlanmıştır. Ayrıca, PHEMA homopolimerlerinin tek başına etkisini görmek için de %3 oranında PBAT ile nanokompozitler üretilmiştir. Eriyik karıştırma işlemi 160 °C sıcaklıkta, 100 rpm karıştırma hızıyla ve 5 dakika süreyle gerçekleştirilmiştir. Reolojik ve termal testler için numuneler sıcak presleme yöntemiyle hazırlanmıştır. Bu çalışmada, mCNC'lerin karakterizasyonu ve PBAT matrisi içerisindeki dağılımının değerlendirilmesi amacıyla çeşitli analizler gerçekleştirilmiştir. Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Spektroskopisi (FTIR) analizi ile CNC yüzeyine PHEMA graftlamasının yapısı karakterize edilmiştir. Su temas açısı ve çift faz ıslanabilirlik testleri, yüzey hidrofobisitesindeki değişimi belirlemek için uygulanmıştır. X-ışını Kırınımı (XRD) analizi, CNC ve mCNC'lerin kristalinlik yapılarını incelemek amacıyla yapılmıştır. Termogravimetrik Analizi (TGA), termal stabiliteyi değerlendirmek için kullanılmıştır. Reolojik analizler ise, mCNC'lerin PBAT matrisi içindeki dağılımını incelemek ve ara yüzey etkileşimini gözlemlemek amacıyla gerçekleştirilmiştir. Son olarak, Diferansiyel Taramalı Kalorimetri (DSC) analizi ile nanokompozitlerin kristallenme davranışları ve termal geçiş özellikleri incelenmiştir. FTIR spektrumlarında, tüm modifiye edilmiş CNC'lerde, graftlanan PHEMA zincirleriyle oluşan ester gruplarına ait C=O gerilme titreşimlerine karşılık gelen 1720 cm⁻¹ civarında bir absorpsiyon bandı görülmüştür. XRD analizine göre, modifiye edilmemiş CNC'de 22.7° civarında keskin bir kristal tepesi gözlemlenmiştir. Ancak modifiye edilmiş CNC'lerde graftlanan HEMA miktarı arttıkça (CNC-g-PHEMA1'den CNC-g-PHEMA10'a), bu tepe zayıflamıştır. Bu durum, CNC'nin graftlanmış PHEMA zincirleriyle daha amorf bir yapıya dönüşmesiyle açıklanabilir. Su temas açısı analizine göre, modifiye edilmemiş CNC'nin temas açısı 42°dir. Sentez sırasında graftlanan HEMA miktarının (1, 3 ve 5 mL) artmasıyla temas açısı sırasıyla 51°, 61° ve 68°'ye yükselmiştir. Bu artış, CNC yüzeyindeki hidroksil gruplarının yerini graftlanan PHEMA zincirlerinin almasıyla yüzeyin giderek daha hidrofobik hale geldiğini göstermektedir. Ancak HEMA miktarı 7 mL ve 10 mL'e çıkarıldığında temas açısı sırasıyla 27° ve 30°'ye düşmüştür. Bu azalmanın iki olası nedeni vardır; ilki, CNC yüzeyine graftlanan uzun PHEMA zincirlerinin CNC'nin yüzeyini kaplamasıyla HEMA hidroksil gruplarının hidrofilikliğe neden olmasıdır. İkinci olasılık ise yüksek monomer konsantrasyonunun homopolimerleşmeye yol açması ve oluşan PHEMA homopolimerlerinin CNC yüzeyini kaplaması böylece yine hidrofilik özellik göstermesidir. İkinci ihtimali azaltmak amacıyla, reaksiyonda monomerler çözeltiye çok yavaş şekilde eklenmiştir ve monomerlerin doğrudan CNC yüzeyinden polimerleşmesi hedeflenmiştir. Su temas açısı sonuçları değerlendirildiğinde, CNC-g-PHEMA5, en yüksek temas açısını göstermiş ve en hidrofobik yapı olarak öne çıkmıştır. Bu durum, uygun miktarda graft edilen HEMA'nın ve orta uzunluktaki PHEMA zincirlerinin yüzey modifikasyonunda en etkili sonucu verdiğini göstermektedir. CNC-g-PHEMA5'in en hidrofobik yapıda olduğu, su-kloroform çift faz testiyle de belirlenmiştir. Numuneler önce suya eklenmiş, ardından kloroform ilave edilmiştir. Modifiye edilmiş CNC'ler arasında CNC-g-PHEMA5'in en fazla kloroform fazına geçtiği gözlemlenmiştir. Buna karşılık, modifiye edilmemiş CNC tamamen suda dağılmıştır. Bu sonuçlar, graftlama sonrası hidrofobikliğin arttığını ortaya koymaktadır. TGA verilerine göre, en kısa PHEMA zincirine sahip mCNC numunesi en düşük sıcaklıkta bozunmaya başlamıştır. Orta uzunlukta zincir içeren mCNC'ler (CNC-g-PHEMA3 ve CNC-g-PHEMA5) ise daha yüksek sıcaklıklarda bozunmuş ve iki aşamalı bir termal bozunma profili göstermiştir. Ayrıca, DSC analizleri genel olarak CNC-g-PHEMA/PBAT nanokompozitlerinin, modifiye edilmemiş CNC/PBAT nanokompozitine kıyasla hem Tc hem de Tm değerlerinde artış sağladığını; bu artışın graftlama sırasında kullanılan HEMA monomer konsantrasyonunun artmasıyla birlikte daha da fazla olmuştur. Reoloji sonuçları, PBAT/CNC-g-PHEMA5 nanokompozitinin en yüksek kompleks viskozite ve depolama modülüne sahip olduğunu ortaya koyarak optimal bir ağ yapısının oluştuğunu göstermektedir. Bu iyileşme, CNC yüzeyinden yeterli uzunlukta PHEMA zincirlerinin etkili şekilde graftlanmasıyla sağlanmış ve bu sayede PBAT matrisiyle ara yüzey etkileşimi geliştirilmiştir. Bu etkileşim, PHEMA'nın hidroksil grupları ile PBAT'nin karboksilik asit grupları arasında oluşan hidrojen bağları sayesinde daha da güçlenmiştir. Buna karşılık, CNC-g-PHEMA1 ve CNC-g-PHEMA3'teki PHEMA zincirleri CNC-g-PHEMA5'tekinden daha kısa olduğu için zincir uzunlukları yetersiz kalmış; bu nedenle CNC'ler arasındaki moleküller arası hidrojen bağları korunmuş ve polimer matrisiyle yeterli ara yüzey etkileşimi sağlanamamıştır. Öte yandan, polimerizasyon sırasında CNC yüzeyinde daha uzun PHEMA zincirleri elde etmek amacıyla daha da fazla HEMA monomeri graftlandığında (CNC-g-PHEMA7 ve CNC-g-PHEMA10); CNC yüzeyinin aşırı derecede kaplandığını görülmüştür. Bu durum, ya graftlanmış uzun PHEMA zincirlerinin CNC yüzeyini kaplamasıyla ağ yapısının oluşumunu engellemiş ya da yüksek monomer konsantrasyonu nedeniyle homopolimerizasyon gerçekleşmiş ve oluşan PHEMA homopolimerleri CNC yüzeyini kaplayarak CNC'nin etkili dağılmasını ve ağ yapısı oluşturmasını kısıtlamıştır. Tüm numuneler arasında, CNC-g-PHEMA5 analizlerde tutarlı şekilde en iyi özellikleri göstermiştir; bu da graftlanan orta uzunlukta PHEMA zincirlerinin CNC'nin hidrofobikliğini artırarak PBAT matrisi içinde daha iyi bir dağılım sağladığını ortaya koymaktadır.M.Sc
6 Şubat 2023 Pazarcık Depremi (Mw 7.7) Çiğli ve Hassa arasında yüzey kırığı boyunca yüksek çözünürlüklü eşsismik yüzey deformasyonu ölçümleri
No full textThesis (M.Sc.) -- Istanbul Technical University, Graduate School, 2025The subject of this study is the first of the 6 February 2023 Kahramanmaraş Earthquake Doublet (Mw:7.7 and Mw: 7.6), Pazarcık Earhquake, that deeply affected Türkiye. After earthquake occured, studies related to satellite based geodetic data and remote sensing data conducted to reveal surface ruptures and slip distribution of these earthquake doublet. Although such studies contribute to bulk deformation analysis, comprehensive field investigations that determine and quantify the coseismic deformation, fault geometry relationships and discrete deformation analysis from offset features are still lacking. Istanbul Technical University, EarthBeeLab carried out a field campaign to produce high-resolution (<5 cm) UAS imagery with 300m width throughout the 510 km long surface rupture. The principal goal of this study is to provide a detailed pattern of the fault strands along the rupture, co-seismic slip distribution and deformation zone width variations along the surface rupture. Approximately 80 km length of the surface rupture from Hassa to Çiğli were mapped by using the mentioned UAS imagery dataset. The rupture then divided into five sections according to changes in geometry along the rupture: İslahiye, Beyoğlu, Türkoğlu, Küpelikız and Kapıçam from south to north. Deformation zone widths of the rupture were also measured and the results ranges from a few meters up to 1051m. According to measurements, narrow and concentrated sections are Kapıçam, Beyoğlu and Türkoğlu Sections while more distributed sections are observed as İslahiye and Küpelikız Sections. The jog areas where section geometries change represent the widest deformation zones along the fault. Displacements were categorized as ''On Fault'' for those occurring along the main fault and ''Off Fault'' for more than 10 meters from the main fault to show how much of strain is distributed within the deformation zone. After a detailed study over 1419 coseismic displacement measurements (1233 On Fault and 186 Off Fault), highest slip was identified as of 7.9 ± 0.3 m in Kapıçam Section and overall average value of the offset measurements was 2.18 ± 0.30 m. Based on the results of previous studies, maximum coseismic displacement value was obtained as 7.3 ± 0.2 m at Büyüknacar Area (25 km north of the Çiğli), which is smaller than our result. In the study area, Kapıçam Section and Beyoğlu-Türkoğlu transition exhibited the highest concentration and magnitude of displacements among the fault segments.Bu çalışma, 6 Şubat 2023'te Türkiye'yi etkileyen Mw 7.7 ve Mw 7.6 büyüklüğündeki deprem çiftinin ilk olayına odaklanmaktadır. Deprem çiftinin ilki Pazarcık Depremi, ikincisi ise Elbistan Depremi olarak adlandırılmıştır ve sırasıya 350 km ve 150 km yüzey kırığı oluşturmuşlardır. Bu depremler, Türkiye'nin Doğu Anadolu Bölgesi boyunca, Anadolu Tektonik Plakası'nın batıya hareketine sebep olan iki büyük fay zonundan (Kuzey Anadolu Fayı ve Doğu Anadolu Fayı) Doğu Anadolu Fayı üzerinde meydana gelmiştir. Pazarcık Depremi literatürde Amanos, Pazarcık ve Erkenek Segmentleri olarak adlandırılan segmentleri kırmıştır. Elbistan Depremi ise Sürgü-Çardak Fayı'nın kırılmasıyla meydana gelmiştir. Ayrıca Pazarcık Depremi'nin meydana geldiği Doğu Anadolu Fayı'nın güney ucu olan Amanos Segmenti, Ölü Deniz Fayı ve Doğu Anadolu Fayı kesişiminde bulunduğundan tartışmalı olarak ele alınmaktadır ve bu deprem çiftinin anlaşılması bu tartışma açısından önem kazanmaktadır. Pazarcık Segmenti üzerinde aletsel dönem öncesi meydana gelen 1114 ve 1513 Depremleri ve Amanos Segmenti'nde 1822'de gerçekleşen Mw: 7.5 büyüklüğündeki depremden beri bir deprem kaydedilmemiş olması, bu deprem çifti öncesinde bu segmentlerin bir sismik boşluk oluşturduğuna işaret ediyordu. Ayrıca, 1822 yılında gerçekleşmiş olan depremin bazı çalışmalarda, Doğu Anadolu Fayı'na ait Amanos Segmenti'nde değil, Ölüdeniz Fay Zonu'na ait Yesemek Fayında gerçekleşmiş olduğu belirtilmiştir. Böylece Amanos Segmentinde sismik boşluğun bu depremler öncesinde daha uzun süredir olduğu söylenebilir. Depremin ardından, yüzey kırığı ve kayma dağılımını analiz etmek için uydu tabanlı jeodezik ve uzaktan algılama yöntemleri kullanılmıştır. Bu yöntemler büyük ölçekli deformasyonu anlamak açısından önemli olsa da, ayrıntılı saha incelemeleri yetersiz kalmaktadır. Bu çalışma, küçük ölçekli ve detaylı haritalama ile bu eksikliği gidermeyi amaçlamaktadır. Eşsismik deformasyonun haritalanması ve ölçülmesi, fay geometrisinin belirlenmesi, fay segmentleri ve makaslama bölgelerinin analiz edilmesi ve deformasyona uğramış nesnelerden yer değiştirmelerin hesaplanması gerekmektedir. Bu eksikliği gidermek amacıyla, İstanbul Teknik Üniversitesi EarthBeeLab ekibi yüksek çözünürlüklü (<5cm) İHA görüntülerini kullanarak 510 km uzunluğundaki yüzey kırığının, 300 metre genişliğinde bir şerit haritasını oluşturmuştur. Depremden sonra, Mart ayı içerisinde, bölgede bulunan karların erimesinin ardından, bölgeye iki ayrı saha çalışması düzenlenmiştir ve İHA ile hem optik hem de termal görüntüler elde edilmiştir. Bu görüntüler Metashape Progamı ile jeoreferanslanıp daha sonra QGIS Programında optik görüntüler üzerinde çalışılmıştır. Yüksek çözünürlüklü bu görüntüler detaylı haritalamaya imkan vermiştir. Bu çalışmada Çiğli ile Hassa arasındaki 80 kilometrelik yüzey kırığı üzerinde çalışılmıştır. 1:100 Ölçeğinde yapılan haritalamada kırık üzerindeki ilksel ve ikincil yapılar ortaya konulmuştur. Yüzey kırıklarının haricinde, deforme olan ve zarar gören yapılar da yüksek çözünürlüklü görüntülerde net olarak izlenebilmektedir. Yüzey kırıklarıyla karıştırılabilecek yapılar dikkatlice ayıklanarak doğru bir kırık haritası oluşturulmuştur. Kırık, Çiğli'den Hassa'ya kadar uzanmakta olup, yüzey kırığının geometrik değişimlerine ve atım dağılımındaki değişmelere bakılarak beş ana bölüme ayrılmaktadır: İslahiye, Beyoğlu, Türkoğlu, Küpelikız ve Kapıçam. Bu isimlendirmeler literatürden farklı olarak, yüzey kırıklarının yakınından geçen köy ve mahalleler referans alınarak yapılmıştır. Yüzey kırığını bölümlere ayıran geometrik bariyerler de çevrelerinde bulunan yerleşimlere göre ve geometrik özelliklerine göre, en güneyden kuzeye: Türkbahçe Releasing Stepover, Kılılı Restraining Bend, Kuyumcular Releasing Stepover ve Kocalar Releasing Stepover olarak adlandırılmışlardır. Bu geometrik bariyer alanlarında atım dağılımlarının değişimlerini ve bariyerlerin atım büyüklükleriyle ilişkisini anlamak çalışmanın amaçları içerisindedir. Çalışmanın diğer amacı yüzey kırıklarının arasında kalan düşey uzunluğu hesaplayıp deformasyon zonu genişliğini hesaplamaktır. QGIS Programı kullanılarak yüzey kırığı arasında kalan mesafeler 1 metre aralıklarla ölçülüp grafik oluşturulmuş ve detaylı bir gösterim elde edilmiştir. Deformasyon zonu genişliği önemli ölçüde değişmekte olup birkaç metreden 1051 metreye kadar ulaşmaktadır. Kapıçam, Türkoğlu ve Beyoğlu kesimlerinde deformasyon zonu dar ve konsantre iken, İslahiye ve Küpelikız kesimlerinde daha geniş deformasyon alanları tespit edilmiştir. En geniş deformasyon zonları, bölüm sınırlarındaki makaslamalar ve bölüm geçişleri boyunca gözlemlenmiştir. Deformasyon zonu genişliği değişimleri ve atım dağılımı arasındaki ilişkiyi anlamak da çalışmanın amaçlarındandır. Ayrıca deformasyon zonunun ayrıntılı haritalanması deprem zonu insan yerleşimleri ve tarım faaliyetleri açısından da önemlidir. Yüzey kırığı haritalanması ve deformasyon zonu genişliklerinin ölçülmesinden sonra atım dağılımı grafiğinin ortaya çıkarılabilmesi için, depremle birlikte sol yanal ötelenmiş olan; tarla sınırları, ağaç hizaları, anayollar, tarla yolları, sulama kanalları, tırmık izleri gibi çizgisel yapılardan tekrarlı ölçümler yapılarak atım değerleri hesaplanmıştır. Kırığın alt ve üst bloklarında çizgiselliğin korunduğu uzaklığa kadar referans çizgileri çekilmiş ve bu çizgiler arasında kırık üzerinden geçen uzunluk atım değeri olarak belirlenmiştir. Tekrarlı ölçümler sırasında oluşan farklılıklar hata payı hesaplamalarında kullanılmıştır. Yer değiştirmeler, ana fay hattı boyunca meydana gelenler ''On Fault'', ana kırık hattından 10 metreden daha uzakta gerçekleşenler ise ''Off Fault'' olacak şekilde sınıflandırılmıştır. Bu ayrım, fay boyunca eşsismik kayma dağılımının nasıl gerçekleştiğini ortaya çıkarmayı amaçlamaktadır. Ayrıca bölüm geçişlerinde atımların bölümler arasındaki değişimleri de atım paylaşımlarının anlaşılması için ele alınmıştır. Toplam 1.419 eşzamanlı yer değiştirme ölçümü yapılmıştır (1.233 On Fault, 186 Off Fault) ve en yüksek yer değiştirme ölçümü Kapıçam Segmentinde (7.9 ± 0.3 m) elde edilmiştir. Çalışma alanının ortalama yer değiştirme değeri 2.18 ± 0.30 m olarak kaydedilmiştir. Çalışmadaki en yüksek değer (7.9 ± 0.3 m), daha önceki çalışmalarda 25 km kuzeydoğuda yer alan Büyüknacar Bölgesinde ölçülen 7.3 ± 0.2 m maksimum yer değiştirme değerinden daha yüksektir. Çiğli ile Hassa arasındaki yüzey kırığı boyunca en yoğun ve en büyük yer değiştirmeler, Kapıçam Segmentinde ve Beyoğlu-Türkoğlu geçiş bölgesinde gözlemlenmiştir. Çalışmada elde edilen atım dağılımı grafiği, Barbot et al., (2023) atım dağılımı verileriyle karşılaştırılmıştır. Uydu tabanlı jeodezik yöntemi kullanan bu çalışmayla elde edilen verilerle yapılan karşılaştırma sonucunda benzerlikler ve farklılıklar tartışılarak çıkarımlar yapılmıştır. Yüzeyden elde edilen veriler ile derinden elde edilen verilerin farkları ''Surface Slip Deficit'' (SSD) oranının anlaşılması açısından önemlidir. Bu çalışma, depremin oluşturduğu yüzey kırıklarının detaylı haritalanması ve arşivlenmesi açısından önem arz etmektedir. Pazarcık ve Elbistan Depremleri gibi yüksek büyüklüklü depremlerin bu şekilde kayıt altına alınması fayların mekanizmalarının ve daha sonra bu fayların üretebileceği depremlerin zaman aralıkları ve büyüklüklerinin doğru tahmin edilebilmesi, dolayısıyla oluşabilecek risklere karşı önlem alınabilmesine imkan vermektedir. İHA ile elde edilen yüksek çözünürlüklü görüntülerin kullanılması uydu görüntülerine alternatif teşkil eder ve termal görüntülerin de optik görüntülerle beraber elde edilebiliyor olması, yüzey kırığıın optik görüntülerden net olarak takip edilemediği ormanlık bölgelerde kırığın haritalanabilmesine imkan vermektedir. Ayrıca, yapay zeka uygulamalarının kullanılmasıyla yüzey kırıklarının çizilebilmesi, gelişen yapay zeka uygulamalarıyla başarılabilirse bu çalışmada ortaya çıkarılan detaylı yüzey kırığı haritalanmasının çok daha kısa sürede ve çok daha geniş alanda yapılabilmesi mümkün olur ve detaylı haritalar elde edilebilir.M.Sc
Belirsizlik nicelleştirilmesi için genel tip-2 bulanik mantik sistemlerinin öğrenilmesi
No full textThesis (M.Sc.) -- Istanbul Technical University, Graduate School, 2025Deep learning has been widely used in various domains such as computer vision, natural language processing, large language models, autonomous driving, and robotics because it provides us with the flexibility to design complex architectures and achieve high performance. Consequently, we no longer hesitate to apply these models in high-risk areas like medical treatment and finance. However, these ambitions will fall short if our models yield unreliable outcomes under diverse conditions. In this context, uncertainty estimation becomes crucial: it tells us when to trust our predictions and helps us handle anomalies, outliers, and out-of-distribution examples. In recent studies, different deep learning models such as bayesian neural networks, deep ensembles, monte carlo dropout, gaussian processes, and quantile regression have been used for uncertainty estimation. For example, bayesian neural networks model the weights of a neural network as probability distributions, providing uncertainty by capturing posterior distributions over weights. However, this approach comes with a high computational cost and stability issues on large-scale datasets. On the other hand, quantile regression is easy to implement with a single model and simple loss functions, and it also scales well with large datasets. Type-2 fuzzy logic systems can be great candidates for estimating uncertainty. It has been shown that type-2 fuzzy logic systems are capable of handling uncertainties through their inherent structural model, which provides a degree of freedom, referred to as the footprint of uncertainty, for modeling these uncertainties. In recent studies, interval type-2 fuzzy logic systems, which are simplified versions of general type-2 fuzzy logic systems, have been used for modeling uncertainty while simultaneously generating highly accurate predictions. To achieve this, the type-reduced set of interval type-2 fuzzy logic systems is employed to estimate uncertainty through a pinball loss. On the other hand, the output of interval type-2 fuzzy logic systems is used for point-wise estimation with an appropriate empirical loss definition, resulting in a composite loss function. Furthermore, general type-2 fuzzy logic systems are also utilized to generate reliable prediction intervals and estimate highly accurate predictions by exploiting the shape and size of the secondary membership functions. It has been shown that using the secondary membership functions for point-wise predictions offers an efficient way to handle both uncertainty and accuracy. In most studies, general type-2 fuzzy sets, based on Mendel and John's definition, are widely used, although Zadeh first defined the concept of general type-2 fuzzy sets. This is due to the -plane representation of general type-2 fuzzy sets, which facilitates the parameterization of the secondary membership function and demonstrates the equivalence between a general type-2 fuzzy logic system and a set of -plane associated interval type-2 fuzzy logic systems. However, we identify some drawbacks in this definition, particularly regarding the direct dependency of the secondary membership functions on the primary membership functions. To define the secondary membership functions, the primary membership functions must first be defined. We believe this dependency could potentially reduce the learning performance of general type-2 fuzzy logic systems and also affect the design flexibility of general type-2 fuzzy sets negatively. In this master's thesis, we revisit the definition of general type-2 fuzzy sets as originally defined by Zadeh. We first present Zadeh's definition of general type-2 fuzzy sets. This structure offers the flexibility to design the secondary membership functions of general type-2 fuzzy sets without depending on the primary membership functions. In this context, we propose the mathematical foundations of both the secondary and primary membership functions, each of which is a type-1 fuzzy set. Afterwards, to define the output of Zadeh's general type-2 fuzzy logic systems, we integrate the -plane representation into Zadeh's general type-2 fuzzy sets. Subsequently, we define the -cuts of the secondary membership function and extract the equivalent lower and upper membership functions corresponding to the -planes of Zadeh's general type-2 fuzzy set. These membership grades are then directly used to calculate the output of the general type-2 fuzzy logic system, which is formulated based on the -plane approach. This approach enhances modeling flexibility and learning efficiency. Furthermore, we develop a method to address the curse of dimensionality problem that arises in fuzzy logic systems due to the rule firing strengths. This method adjusts the primary membership grades based on the input dimensions, effectively overcoming the challenges associated with high-dimensional datasets. Additionally, we propose parameterization tricks to ensure that the definitions of general type-2 fuzzy sets are not violated. These tricks allow us to formulate an unconstrained optimization problem, which can be efficiently handled using deep learning optimizers and automatic differentiation methods. We propose a deep learning framework to learn dual-focused Zadeh's general type-2 fuzzy logic systems. In this context, we first assign distinct roles to the interval type-2 fuzzy logic systems associated with each -plane within a composite loss function. This loss function consists of two components, simultaneously focusing on uncertainty and accuracy. To address both aspects, we present two loss definitions, leveraging the shape and size of the secondary membership function. For both loss definitions, we use only the type-reduced set of the 0-interval type-2 fuzzy logic system to learn the prediction interval by estimating the upper and lower quantile levels for a given confidence level in the uncertainty component of the composite loss function. On the other hand, for the accuracy component, we define two loss functions. For the first, we utilize the output of the general type-2 fuzzy logic system, and for the second, we use the output of the -plane interval type-2 fuzzy logic system as a point-wise estimator. Then, we present the comparative performance analysis of Zadeh's general type-2 fuzzy logic systems on high-dimensional datasets by comparing them to their Mendel and John's general type-2 fuzzy logic systems and interval type-2 fuzzy logic systems counterparts. The statistical results show that Zadeh's general type-2 fuzzy logic systems can serve as an effective approach for achieving highly accurate point-wise estimations and generating high-quality prediction intervals, meaning narrow bands that capture uncertainty at a given coverage level. We also present a deep learning framework based on Zadeh's general type-2 fuzzy logic systems to learn the inverse cumulative distribution function by estimating all quantile levels. This approach helps prevent the need for multiple training sessions for different desired coverage levels with given quantile pairs. Instead, any quantile pair can be selected to generate a prediction interval that provides the desired confidence level after one training section. In this context, we reformulate the output of the general type-2 fuzzy logic system by enforcing it to learn a specific quantile level, , through the assignment = . In this way, each output of the -plane associated interval type-2 fuzzy logic system is set to learn a quantile level function. To learn the inverse cumulative distribution with a general type-2 fuzzy logic system, we reformulate the simultaneous quantile regression by sampling random quantile levels. To enhance learning, we develop an approach called adaptive simultaneous quantile regression, which incorporates a miscalibration measure during training. This approach allows us to generate additional quantile levels from miscalibration areas, ensuring they are trained effectively using the general type-2 fuzzy logic system. Afterwards, we compare our method with state-of-the-art deep learning methods to show the superiority of our method.M.Sc
Influencer pazarlamasının sürdürülebı̇lı̇r moda tüketı̇mı̇ üzerı̇ndekı̇ etkı̇lerı̇
No full textThesis (M.Sc.) -- Istanbul Technical University, Graduate School, 2025Sustainability has become a multidimensional concept that has attracted increasing attention both in the academic literature and in the business world in recent years. As problems such as global warming, environmental pollution, overconsumption, resource depletion and social injustice become more visible day by day, responsibility-based transformations occur in the production-consumption behaviors of individuals and institutions. One of the areas where this transformation is felt the most is the fashion industry. In addition to many environmental damages such as water use, carbon emissions and waste generation, the fashion industry is also subjected to intense criticism due to unethical practices based on cheap labor. For this reason, the concept of sustainable fashion is gaining more and more importance and creating an area of awareness among consumers. In this context, the acceleration of digitalization and the proliferation of social media has become an important tool in both the promotion and adoption of sustainable fashion. Especially social media influencers are effective in directing consumer attitudes and behaviors through their interactions with their followers. The purpose of this study is to examine the impact of influencers' source attributes (para-social interaction, reliability, expertise, attractiveness and similarity) on individuals' sustainable fashion consumption and purchase intentions. The research model is structured on five independent variables: para-social interaction, reliability, expertise, attractiveness and similarity, and one dependent variable: sustainable fashion consumption and purchase intention. The hypotheses developed in this context were tested through regression analysis. The research was conducted using quantitative method and the data was collected through an online survey. The sample consists of individuals aged 18 and over who follow sustainable fashion content on social media. The scales in the questionnaire form were adapted from previously validated scales in the literature and translated into Turkish. In the analysis of the data, exploratory and confirmatory factor analyses were conducted, followed by hypothesis tests using regression analysis. The findings revealed that perceived similarity, reliability, expertise and attractiveness of influencers significantly affect para-social interaction. In addition, para-social interaction has a significant and positive effect on both sustainable fashion consumption and purchase intention. These results suggest that the emotional and one-way relationships that social media users have with the influencers they follow play an important role in shaping their consumption and purchasing behavior towards sustainability. The findings of the study reveal that social media influencers can be used as an effective communication tool for digital marketing strategies and that these actors can play an important role in achieving sustainability goals. In addition, this study makes a theoretical contribution to the literature as it is an original research that examines the impact of social interaction dynamics, especially para-social relationships, on consumer behavior in the context of sustainability. In practical terms, it provides guidance for brands and marketing professionals on effective influencer selection and strategic communication management in sustainable product communication. In conclusion, it is understood that the qualities of social media influencers not only provide visibility but also have the power to influence consumers' awareness of environmental and ethical issues. Therefore, in order to increase sustainable consumption behaviors, digital communication tools and especially influencer marketing should be evaluated within the framework of ethical responsibility. This study offers an important effort to understand how sustainability gains meaning in digital culture and how individuals' consumption practices are transformed through social media.Günümüzde sürdürülebilirlik kavramı, hem akademik literatürde hem de uygulamada giderek daha fazla önem kazanmakta olup, moda endüstrisi bu dönüşümden en çok etkilenen alanlardan biri olarak öne çıkmaktadır. Aynı zamanda, dijitalleşmenin hız kazanması ve sosyal medyanın yaygınlaşmasıyla birlikte influencer pazarlaması, tüketici davranışlarını şekillendiren etkili bir araç haline gelmiştir. Sürdürülebilir moda tüketimi, çevresel, etik ve sosyal sorumluluk temelli moda tercihlerini kapsayan bir davranış biçimi olarak tanımlanmakta ve tüketicilerin sadece bireysel değil aynı zamanda toplumsal etkileri göz önünde bulundurarak alışveriş yapmalarını gerektirmektedir. Öte yandan, sosyal medya influencer'ları, dijital platformlarda geniş kitlelere ulaşabilen, belirli bir alanda bilgi, deneyim veya stil sahibi bireyler olarak tanımlanmakta ve günümüzde tüketici davranışlarını yönlendirmede önemli bir rol üstlenmektedirler. Özellikle moda alanında faaliyet gösteren influencer'lar, takipçileri üzerinde yüksek düzeyde etki gücüne sahiptir ve bu durum, onların sürdürülebilirlik temelli mesajları aktarmada stratejik bir araç olarak değerlendirilmelerine olanak sağlamaktadır. Literatürdeki birçok çalışma, influencer'ların güvenilirlik, uzmanlık, çekicilik ve takipçileriyle kurdukları para-sosyal etkileşim düzeylerinin, tüketicilerin marka algılarını, satın alma niyetlerini ve sürdürülebilir davranışlarını anlamlı şekilde etkilediğini ortaya koymaktadır. Bu kapsamda, sürdürülebilir moda bağlamında etkili bir influencer pazarlaması stratejisinin, farkındalık yaratmanın ötesinde, tüketicileri daha bilinçli ve sorumlu seçimler yapmaya teşvik edebileceği vurgulanmaktadır. Bu doğrultuda, çalışmanın temel amacı; sosyal medya influencer'larının kaynak özelliklerinin (para-sosyal etkileşim, benzerlik, uzmanlık, çekicilik ve güvenilirlik) sürdürülebilir moda tüketimi üzerindeki etkilerini incelemektir. Araştırma modelinde öncelikle bu beş değişken bağımsız değişken olarak tanımlanmış ve sürdürülebilir moda tüketimi ile satın alma niyeti ise bağımlı değişken olarak ele alınmıştır. Bu çalışmanın özgün yönlerinden biri, başlangıçta doğrudan etkiler çerçevesinde kurgulanan modelin, araştırma sürecinde elde edilen regresyon analizleri doğrultusunda yeniden değerlendirilmesidir. Başlangıçta para-sosyal etkileşim yalnızca bağımsız değişkenlerin bir çıktısı olarak ele alınmışken, analiz sonuçları bu değişkenin sürdürülebilir moda tüketimi ve satın alma niyeti üzerinde anlamlı bir ara değişken rolü üstlendiğini ortaya koymuştur. Bu doğrultuda model yeniden yapılandırılmış ve para-sosyal etkileşim, bağımsız değişkenler ile bağımlı değişkenler arasında aracılık ilişkisi kuran bir unsur olarak dahil edilmiştir. Literatürde bu yaklaşım sınırlı sayıda çalışmada ele alınmakta olup, bu çalışma söz konusu yapısal dönüşüm sayesinde influencer pazarlaması bağlamında para-sosyal etkileşimin aracılık rolüne odaklanan özgün bir bakış açısı sunmaktadır. Belirlenen hipotezler, nicel araştırma yöntemiyle elde edilen veriler üzerinden regresyon analizi ile test edilmiştir. Veriler, sürdürülebilir moda içerikleri paylaşan influencer'ları takip eden bireylerden çevrim içi anket yoluyla toplanmış ve analiz sürecinde geçerliliği kanıtlanmış ölçeklerden uyarlanan ölçüm araçları kullanılmıştır. Araştırma sonuçları, influencer'ların algılanan benzerlik, güvenilirlik, uzmanlık ve çekiciliğinin para-sosyal etkileşim düzeyini anlamlı biçimde etkilediğini ortaya koymuştur. Ayrıca, para-sosyal etkileşimin hem sürdürülebilir moda tüketimi hem de satın alma niyeti üzerinde anlamlı ve olumlu etkileri bulunmuştur. Araştırma, nicel araştırma yaklaşımı çerçevesinde tasarlanmıştır ve temel amacı, sosyal medya influencer'larının belirli kaynak özelliklerinin sürdürülebilir moda tüketimi ve satın alma niyeti üzerindeki etkilerini incelemektir. Veri toplama aracı olarak çevrim içi anket yöntemi tercih edilmiş olup, anket formu daha önce geçerliliği ve güvenilirliği test edilmiş ölçeklerden uyarlanmıştır. Anket farklı bölümlerden oluşmaktadır. Katılımcıların sürdürülebilir modaya yönelik genel farkındalık, tutum ve davranışlarının yanı sıra bu konuya odaklanan sosyal medya fenomenleriyle etkileşimlerini değerlendirmek üzere sorular bulunmaktadır. Ayrıca demografik bilgiler de toplanmaktadır. Bir diğer bölümde de değişkenlere ilişkin ifadelere yer verilmiştir. Likert tipi (5'li derecelendirme) ölçek kullanılmıştır. Örneklem, kolayda örnekleme yöntemiyle belirlenmiş ve sürdürülebilir moda içerikleri paylaşan influencer'ları takip eden sosyal medya kullanıcıları hedeflenmiştir. Toplamda 250 katılımcıdan veri toplanmıştır. Verilerin analizinde SPSS programı kullanılmış; tanımlayıcı istatistiklerin yanı sıra güvenirlik analizleri, doğrulayıcı faktör analizi ve regresyon analizi uygulanmıştır. Araştırma tasarımı, kuramsal çerçevede geliştirilen hipotezlerin ampirik olarak test edilmesini sağlayacak şekilde yapılandırılmıştır. Böylece, influencer pazarlamasının sürdürülebilir moda davranışları üzerindeki etkilerine ilişkin nedensel ilişkiler istatistiksel olarak ortaya konmuştur. Analizler, SPSS programı aracılığıyla gerçekleştirilmiş olup, öncelikle verilerin güvenilirliği ve geçerliliği test edilmiştir. Doğrulayıcı faktör analizi sonucunda modelin yapısal geçerliliği doğrulanmış, tüm ölçeklerin güvenilirlik katsayıları kabul edilebilir düzeyde bulunmuştur. Hipotez testlerine ilişkin bulgulara göre, influencer'ların güvenilirlik, çekicilik, benzerlik ve uzmanlık özellikleri, para-sosyal etkileşim üzerinde istatistiksel olarak anlamlı ve pozitif etkiler göstermektedir. Bu bulgular, takipçilerin influencer ile kurduğu duygusal bağın bu kaynak özellikleri tarafından güçlendirildiğini ortaya koymaktadır. Ayrıca, para-sosyal etkileşimin, sürdürülebilir moda tüketimi ve satın alma niyeti üzerinde anlamlı ve olumlu etkileri olduğu belirlenmiştir. Bu sonuç, influencer ile kurulan ilişki biçiminin, bireylerin sürdürülebilir davranış sergileme eğilimlerini ve bu yönde satın alma motivasyonlarını artırdığını göstermektedir. Özetle analiz sonuçları, kurulan modelin genel uyum indekslerinin kabul edilebilir düzeyde olduğunu ve hipotez edilen ilişkilerin büyük ölçüde desteklendiğini ortaya koymuştur. Bu bulgular, influencer pazarlamasının sürdürülebilir moda davranışları üzerinde kayda değer bir etki yarattığını ampirik olarak kanıtlamaktadır. Bulgular, sosyal medya influencer'larının sahip olduğu güvenilirlik, çekicilik, uzmanlık ve benzerlik gibi kaynak özelliklerinin para-sosyal etkileşimi anlamlı şekilde etkilediğini göstermektedir. Bu durum, daha önceki çalışmalarda elde edilen sonuçlarla tutarlıdır ve influencer'ların takipçileriyle duygusal bağ kurmalarının, onların sürdürülebilir moda tüketimi davranışlarını yönlendirmede etkili olabileceğini göstermektedir. Özellikle para-sosyal etkileşimin sürdürülebilir moda tüketimi ve satın alma niyetine olan pozitif etkisi, influencer ile takipçi arasında kurulan ilişkinin yalnızca duygusal düzeyde kalmadığını; aynı zamanda davranışsal sonuçlar doğurduğunu da ortaya koymaktadır. Bu bulgu, influencer pazarlamasının sürdürülebilirlik alanında yalnızca farkındalık yaratma değil, aynı zamanda davranış değişikliği sağlama potansiyeline de sahip olduğunu göstermektedir. Çalışma, teorik olarak influencer pazarlamasının sürdürülebilir tüketim davranışları üzerindeki etkisini açıklayan yeni bir model önermesi açısından literatüre katkı sunmaktadır. Uygulamada ise sürdürülebilirlik stratejileri geliştiren markalar ve sosyal medya kampanyaları yürüten paydaşlar için önemli çıkarımlar sağlamaktadır. Bu çerçevede, sürdürülebilir moda alanında faaliyet gösteren işletmelerin, stratejik iş birlikleri kurarken influencer seçiminde özellikle güvenilirlik, uzmanlık ve hedef kitleyle benzerlik gibi faktörleri dikkate almaları önerilmektedir. Son olarak, çalışmanın bazı sınırlılıkları da vurgulanmakta ve gelecekteki araştırmalar için öneriler sunulmaktadır. Örneklemin kolayda örnekleme yöntemiyle sınırlı bir kitleyi temsil etmesi ve yalnızca sürdürülebilir moda bağlamına odaklanılması, bulguların genellenebilirliğini sınırlandırmaktadır. Gelecek araştırmalarda farklı sektörler ve örneklem gruplarıyla çalışılarak modelin kapsamı genişletilebilir.M.Sc
Quadruple shape-memory organohydrogels with adjustable trigger temperatures
No full textOrganohydrogels (OHGs) are a class of soft materials with a biphasic structure consisting of hydrophilic and hydrophobic domains that interact with both water and organic solvents. This gives them unique properties and various applications, e.g., in biomedicine, antifreeze, soft robotics and environmental engineering, where adaptability and resilience are crucial. In the present work, we present OHG systems consisting of a continuous hydrogel phase based on silk fibroin (SF) in which single, binary or ternary combinations of semicrystalline poly(n-tetradecyl acrylate) (PC14A), poly(n-hexadecyl acrylate) (PC16A) and poly(n-octadecyl acrylate) (PC18A) micro-organogels with side chain lengths between 14 and 18 are dispersed. The OHGs withstand 90–94% compression without failure and have a high Young’s modulus (up to 2.3 MPa) at room temperature. They exhibit thermosensitive viscoelastic and mechanical properties, and an effective shape-memory effect with finely adjustable trigger temperatures. We also show that the dimer or trimer combinations of hydrophobic poly(n-alkyl acrylates) exhibit cocrystallization that hinder the multishape-memory behavior in OHGs. To overcome this difficulty, we developed a “gluing method” in which the three hydrophobic layers are bonded together without mixing to create microinclusions with three hydrophobic layers. In this way, we were able to produce OHGs with quadruple shape-memory behavior, which have trigger temperatures of 40, 30, and 15 °C.This work was supported by the Scientific and Technical Research Council of Turkey (TUBITAK) 1001, project no 121Z568. O.O. thanks the Turkish Academy of Sciences (TUBA) for the partial support