Istanbul Technical University
Ulusal Üniversitelerarası Açık Erişim Sistemi - İstanbul Teknik ÜniversitesiNot a member yet
67356 research outputs found
Sort by
Kalsiyum karbonat oluşumunu tetikleyen mikroorganizmalar ile karbondioksit yakalama
No full textThesis (Ph.D.) -- Istanbul Technical University, Graduate School, 2025The increase in greenhouse gases, primarily caused by human activities in the past century, has led to the effects of global climate change becoming increasingly evident. Legal regulations in Europe and neighboring countries are becoming more stringent, and new taxation systems such as the Carbon Border Adjustment Mechanism are pushing industries with high carbon emissions to seek different solutions. In the near future, where conventional flue gas treatment methods alone will be insufficient, carbon capture technologies have been improved in recent years by scientists and even industry's research and development departments. Solutions involving microorganisms allow for many options with individual benefits, such as atmospheric and closed-loop systems. Carbon capture using microorganisms, especially algae, offers a promising solution. Within the scope of this study, experiments were conducted on two algae species with coccus and filamentous morphological structures obtained from Lake Salda together with Chlorella vulgaris, Spirulina, Chlamydomonas reinhardtii species. Many analyses were conducted on these algae including growth rates, growth periods, pigment contents such as chlorophyll and carotenoid, carbonic anhydrase enzyme activity values, biochemical content, and fatty acid types. The fact that Lake Salda is in the high pH category with a pH value greater than 9 was an effective factor in including the samples obtained from here in the study. In all analyses, the pH at which the relevant algae species showed the most growth between pH 8 and 11 at 0.5 intervals was examined. The two species obtained from Lake Salda, which were subjected to the same growth conditions as other algae species using BG11 medium, were not included in further studies as they grew relatively less. In addition, the measurement of carbonic anhydrase enzyme activity was considered as a parameter at least as important as growth during species selection. The presence of the relevant enzyme that enables the gaseous carbon dioxide to be converted into dissolved gas was evaluated as an factor that needs to be developed for carbon dioxide capture studies. The species selection was made as Spirulina with the help of the Analytical Hierarchy Process method, which takes into account all other effective factors as well as growth and enzyme activity. In the second phase of the experiment, the optimum mixture ratio of algae and bacteria coculture was examined in order to increase enzyme activity. Here, the Bacillus pasteurii species that secretes the relevant enzyme was selected. In addition to 100 ml of algae and bacteria monocultures in individual sterile bottles, 3:1, 1:1, 1:3 ratios were also added to the experimental set as two sets. After 12 days of incubation, the highest enzyme activity value was measured as 1.33 mU/mg for the algae-bacteria mixture ratio of 3:1. In growth values, the same culture stood out as 2.4 g/L. The same set of experiments was run for a third set, this time with only the Zarrouk medium in a different conical flask. Here, just before the 15-day incubation period was started, CaCl2 was added to the medium so that there would be 60 mM calcium ions in the medium. Advanced experiments such as XRD analysis, SEM imaging and qPCR analysis were performed on the precipitate obtained at the end of 15 days. The coculture 3:1 mixing ratio stood out again, especially due to the high impurity in the calcite it formed. In the third phase of the experiment, while moving on to pilot scale studies, the coculture mixture ratio was decided and it was progressed in a way. First, the study was carried out in atmospheric and agitated tanks positioned side by side in 200 L volume. Incubation lasting 35 days was carried out in October and November. 22 days of this was the time spent only for the growth of microorganisms in the aquatic environment, and CaCl2 was added to the medium in the last 13 days and the calcification process was followed. At the end of the total study, the VSS concentration in the coculture increased by 1.7 times, while the VSS concentration in the monoculture increased by only 1.4 times. At the end of the study, the VSS concentration in the monoculture was measured as 1.1 g/L, and the temperature has a great effect on the relatively low result. With bubble type photobioreactor, 4 days of calcification were performed in monoculture after 4 days of growth, and 4 days of calcification were performed in coculture after 8 days of growth. In the results, 2.12 g/L VSS was observed in coculture, while 4 g/L VSS was observed in monoculture. Despite the remarkable growth in monoculture, almost equal amounts of TSS were measured at the end of both studies as 14.64 g/L in monoculture and 14.42 g/L in coculture, respectively. As a result, it was determined that much more calcite was produced with much lower biomass in coculture. This study elucidates the multifaceted potential of microalgae, specifically Spirulina sp., in diverse biotechnological applications. The comprehensive analyses and experiments conducted have provided critical insights into optimizing conditions for enhanced biomass productivity and efficient CO2 utilization. The investigation into the properties of calcium carbonate (CaCO3) and the enzyme activity of carbonic anhydrase (CA) revealed valuable information for optimizing biomass productivity and CO2 utilization. Experiments conducted in closed photobioreactors demonstrated the advantages of regulating environmental parameters to maximize algal growth and productivity. The evaluation of suspended solids and volatile suspended solids yielded critical data on the overall efficiency and sustainability of the cultivation processes. Furthermore, the structural and compositional attributes of CaCO3 were found to be essential for its application in various industrial processes. The enzyme activity studies highlighted the pivotal role of CA in facilitating CO2 capture and conversion, underscoring its potential in mitigating greenhouse gas emissions. Additionally, the extracellular polymeric substances (EPS) analysis illuminated the complex nature of the extracellular matrix, suggesting avenues for further research into biofilm formation and stability. The study also compared carbon capture via algae with conventional carbon capture and storage (CCS) technologies, noting both advantages and challenges. Despite the benefits, scaling up algae-based capture in energy-intensive sectors remains challenging. Absorption and adsorption are considered more economical and advanced methods for substantial CO2 capture. Using the Analytic Hierarchy Process (AHP) method, the study evaluated various CCS technologies based on factors such as CO2 capture capacity, cost, operational difficulties, scalability, and space requirements. Algae-based CCS technologies face significant economic and spatial challenges, with costs ranging from 1,585 per ton of CO2 captured, compared to 340 for conventional methods. In conclusion, while microalgae demonstrate significant promise in addressing environmental and energy challenges, further research and development are necessary for industrial-scale applications. Continued collaboration and research will advance the field of microalgal biotechnology, fostering sustainable development.Ph.D
Optimization of the cocoa alkalization process and investigation of its effect on quality
No full textTez (Doktora) -- İstanbul Teknik Üniversitesi, Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2025Kakao tozu alkalizasyonunda, geleneksel olarak, sodyum hidroksit (NaOH), potasyum hidroksit (KOH) ve potasyum karbonat (K2CO3) gibi alkali maddeler kullanılmaktadır. Ancak, bu yöntemler sert kimyasallar ve enerji yoğun prosedürler içerdiğinden önemli çevresel endişelere yol açmaktadır. Alkalizasyon prosesi için, su (H2O), güvenliği, minimum zararlı yan ürünleri ve erişilebilirliği nedeniyle umut verici bir alternatif olarak ortaya çıkmaktadır. Bu tez kapsamında, H2O'nun alkalizasyon özellikleri incelenmiş ve sonuçlar NaOH ve KOH alkalizasyonları ile karşılaştırarak daha yeşil bir alkalizasyon süreci geliştirilmesi amaçlanmaktadır. Çalışmada, H2O, NaOH ve KOH ile işlenmiş kakao tozlarının partikül boyutu dağılımı (PSD), pH değişimi, renk değişimi, antioksidan kapasitesi, fenolik profili ve aroma profili araştırılmıştır. Alkalize kakao tozu numuneleri öğütüldükten sonra PSD analiz yapılmış ve partikül boyutunun D90 değerinin <250 µm altında ölçülmüştür. Natürel toz kakao renk değerleri L*: 49,99±0,01, a*: 11,94±0,01, b*: 22,99±0,03 olarak ölçülmüştür. H2O ile müdahale edilen toz kakaolarda renk ölçüm sonuçları incelendiğinde önemli değişikliğin L* değeri üzerinde olduğu görülmüştür (p<0.05). Sıcaklığın L*, a*, b* değerleri üzerinde farklılık oluşturacak seviyede bir etkisi olduğu görülmüştür. Alkali çözelti olarak H2O kullanıldığında ΔE değerleri 3,36-12,21 arasında elde edilmiştir. İnteraksiyon incelemesinde ise alkali solüsyon ve sıcaklığın, renk değişimi üzerinde etkisinin önemli olduğu görülmüştür (p<0,05). NaOH kullanılarak alkalize edilen toz kakaolarda renk ölçüm sonuçları incelendiğinde istatiksel açıdan önemli değişikliğin proses parametrelerine bağlı olarak L*, a*, b* değerleri üzerinde etkili olduğu görülmüştür (p<0.05). Alkali çözelti olarak NaOH kullanıldığında ΔE değerleri 6,1-24,2 arasında elde edilmiştir, bu da NaOH alkalizasyonu ile belirgin bir renk değişiminin olduğunu söylememizi sağlamıştır. Sıcaklığın, NaOH alkalizasyonu numunelerinin L* ve b* değerleri üzerinde istatiksel olarak anlamlı lineer etkisi bulunduğu görülmüştür (p<0.05). Kullanılan alkali solüsyon miktarının ise L*, a* ve b* değerleri üzerinde lineer etkisinin olduğu gözlemlenmiştir (p<0.05). Proses süresinin ise L* ve b* değerleri üzerinde lineer etkisinin anlamlı olduğu bulunmuştur (p<0.05). Proses faktörleri arasındaki etkileşim incelendiğinde ise uygulanan sıcaklık ile kullanılan alkali solüsyon miktarının L* ve a* değerleri üzerinde anlamlı etkisinin olduğu gözlemlenmiştir (p<0.05). Alkali çözelti olarak KOH alkali ajanı kullanıldığında ΔE değerleri 9,5-23,3 arasında elde edildiği görüşmüştür, bu da KOH alkalizasyonu ile belirgin bir renk değişiminin olduğunu söylememizi sağlamıştır. Sıcaklığın KOH alkalizasyonu numunelerinin L* ve b* değerleri üzerinde istatiksel olarak anlamlı lineer etkisi bulunduğu görülmüştür (p<0.05). Kullanılan alkali solüsyon miktarının ise L* ve b* değerleri üzerinde lineer etkisinin önemli olduğu gözlemlenmiştir (p<0.05). Proses faktörleri arasındaki etkileşim incelendiğinde ise uygulanan sıcaklık ile kullanılan alkali solüsyon miktarının KOH alkalizasyonu numunelerinin L* ve a* değerleri üzerinde anlamlı etkisinin olduğu gözlemlenmiştir (p<0.05). Alkalizasyon kakao tozlarının rengini önemli ölçüde etkilemiştir. NaOH ve KOH daha koyu bir renk üretirken, proses optimizasyonu ile hem H2O hem de NaOH ve KOH alkalizasyonları sonucunda benzer renk niteliklerine (ΔE<3) sahip alkalize toz kakao elde edilmiştir. H2O ile alkalize edilmiş kakao tozu numuneleri ile NaOH ve KOH alkalize kakao tozları arasında antioksidan kapasite ve toplam fenolik madde miktarı (TPC) açısından önemli farklılıklar gözlenmiştir. Kontrol olarak natürel kakao tozunun antioksidan kapasitesi DPPH radikallerini yakalama gücü yöntemiyle 311,6±2,6 TEAC mg/100g olarak bulunmuştur. Bakır iyonlarını indirgeme gücü (CUPRAC) yöntemi kullanılarak ise natürel kakao tozu antioksidan kapasitesinin 1370±155 TEAC mg/100g olarak ölçülmüştür. DPPH ve CUPRAC yöntemleri ile ölçülen antioksidan kapasite, H2O ile alkalize edilmiş örneklerde sırasıyla 295,5-317,7 TEAC mg/100 g ve 835-1809 TEAC mg/100 g, NaOH ile muamele edilmiş örneklerde sırasıyla 256,6-306,2 TEAC mg/100 g ve 171-849 TEAC mg/100 g, KOH ile alkalize edilmiş örneklerde sırasıyla 267,6-298,4 TEAC mg/100g ve 26-1349 TEAC mg/100g olarak ölçülmüştür. H2O uygulamasına ait numunelerin DPPH ve CUPRAC antioksidan analiz sonuçları incelendiğinde H2O'nun antioksidan kapasitesi üzerinde NaOH ve KOH'e göre sınırlı ya da önemli bir etkisinin olmadığı görülmüştür (p<0.05). Bu durum H2O alkalizasyonu sırasında antioksidan aktivitesinden sorumlu fenolik bileşiklerin önemli bir miktarının korunmasıyla açıklanabilir. Bu öneriye ilave olarak H2O alkalizasyonu sırasında pH değişiminin sınırlı olması antioksidan aktivitesinden sorumlu fenolik bileşikleri stabil kalmasını sağladığı düşünülebilir. Bunu destekler şekilde hem DPPH hem de CUPRAC analizlerinin gösterdiği gibi, NaOH ve KOH alkalizasyonundan sonra antioksidan aktivitesinde önemli bir azalma gözlemlenmiştir. NaOH ve KOH alkalizasyonunun kakao tozunun antioksidan özellikleri üzerinde belirgin bir etkiye sahip olduğunu göstermiştir (p<0.05). Natürel kakao tozu toplam fenolik madde miktarı 363,8±45,3 mg GAE/100 g olarak bulunmuştur. Toplam fenolik madde miktarı, H2O ile muamele edilmiş kakao tozunda 281,3-321,6 GAE mg/100 g, NaOH ile alkalize edilmiş numunelerde 95,9-298,6 GAE mg/100 g, KOH ile alkalize edilmiş örneklerde 59,8-297,3 mg GAE/100g aralığında ölçülmüştür. H2O ile alkalizasyondan sonra toplam fenolik madde miktarında azalma gözlemlenmiştir (p>0.05). NaOH ve KOH ile alkalizasyondan sonra daha belirgin bir azalma gözlemlenmiştir (p<0.05), bu da farklı alkalizasyon uygulamalarının numunelerin toplam fenolik madde miktarı üzerindeki etkisinin değişiklik gösterdiğini ortaya koymaktadır. H2O ile yapılan alkalizasyon numunelerinin toplam fenolik madde miktarındaki azalma, NaOH ve KOH kullanılarak yapılan alkalizasyon numunelerindeki toplam fenolik madde miktarındaki azalmaya göre kısıtlı olduğu gözlemlenmiştir. H2O ile yapılan alkalizasyon numunelerinin toplam fenolik madde miktarındaki bu hafif azalma, alkalizasyon sırasında alkali tipine bağlı olarak gerçekleşen pH değişimi ile ilgili olduğu düşünülmektedir. Alkalizasyonda H2O kullanılarak pH değişimi minimize edilmiştir. NaOH ve KOH kullanılmasıyla pH>7.0 olması, toplam fenolik madde miktarındaki dramatik azalmanın oluşan sert koşullarla bağının olduğunu gösterdiği düşünülmektedir. Aroma profili için literatürde kakao aromasının gelişmesi için indikatör olarak kabul edilen trimetilpirazin/tetrametilpirazin (TrMP/TMP) oranları üzerinden bir araştırma yapılmıştır. Bu karşılaştırmaya ilave olarak toplam aroma bileşenleri hem distilat hem de alkalize toz kakaoda incelenmiştir. Alkalizasyon numunelerinin distilat ve alkalize toz kakao TrMP/TMP değerleri incelendiğinde distilatta elde edilen değerler H2O alkalizasyon distilat numunelerinde 1,66-2,17; NaOH alkalizasyon distilat numunelerinde 0,94-1,88; KOH alkalizasyon distilat numunelerinde 0,51-2,92 arasında değişirken alkalize toz kakaoda H2O alkalizasyon numunelerinde 0,78-1,29; NaOH alkalizasyon numunelerinde 0,25-1,18; KOH alkalizasyon numunelerinde 0,28-1,69 arasında değişiklik gösterdiği gözlemlenmiştir. Distilat ile alkalize toz kakaodaki toplam aroma bileşen miktarları incelendiğinde; distilattaki aroma bileşen miktarının H2O alkalizasyon numunelerinde 1,13 ppm ile 8,66 ppm; NaOH alkalizasyon numunelerinde 2,43 ppm ile 16,77 ppm; KOH alkalizasyon numunelerinde 2,74 ppm ile 5,89 ppm arasında değişiklik gösterdiği, alkalize toz kakaoda ise bu oranların H2O alkalizasyon numunelerinde 0,5 ppm ile 1,51 ppm; NaOH alkalizasyon numunelerinde 0,22 ppm ile 0,94 ppm; KOH alkalizasyon numunelerinde 0,18 ppm ile 0,36 ppm arasında değişiklik gösterdiği görülmüştür. Bu veriye dayanarak alkalizasyon sırasında oluşturulan aroma bileşenlerinin büyük bir çoğunluğunun aslında ortamdan nemin uzaklaştırılması ile kaybedildiği söylenebilmektedir. Alkalizasyon sonunda toplam aroma bileşen miktarları ile alkalize toz kakaodaki aroma bileşen miktarları oranlandığında alkalize toz kakaoda toplam aroma bileşenin maksimum H2O alkalizasyon numunelerinde %56,1'i, NaOH alkalizasyon numunelerinde %9,6'sı, KOH alkalizasyon numunelerinde %10,1'i kadarının tutulabildiği görülmüştür. Sonuç olarak H2O ile alkalizasyonun antioksidan kapasite ve toplam fenolik madde miktarı üzerine olumlu yönde önemli bir etkisinin olduğu görülmüştür. Görece yüksek antioksidan kapasite ve toplam fenolik madde miktarı elde edilebileceğini ve aynı zamanda renk gelişiminin de meydana geldiğini gösterilmiştir. Literatürle uyumlu olarak NaOH'in ve KOH'in renk iyileşmesinde önemli bir etkiye sahip olduğu ancak antioksidan kapasite ve toplam fenolik madde miktarında önemli bir azalmaya neden olduğu gösterilmiştir. TrMP/TMP'e dayalı aroma profili analizi, H2O alkalize numunelerin daha yanık, odunsu, fındıksı ve karamel aromalı olduğunu göstermiştir. Buna karşılık, NaOH ile alkalize edilmiş örneklerde daha fazla kakao, kahve, yeşil ve kızartma aromaları olduğu gösterilmiştir. Ancak ileri çalışmalar için nihai ürünün duyusal testleri ve alkalize kakao tozunun tüm aroma bileşiklerinin araştırılması, aroma profilinin daha iyi anlaşılması gerekmektedir. H2O ile alkalizasyon sayesinde düşük ve orta alkalize toz kakaoların üretiminde alkali ajan kullanımının yerine geçilebileceği gösterilmiştir.Doktor
Türkiye'de teşvik ve sübvansiyonların firmaların yenilik performansı üzerindeki etkisi
No full textThesis (M.Sc.) -- Istanbul Technical University, Graduate School, 2025Countries' economic growth and global competitiveness are largely dependent on their innovation capabilities. Innovation adds dynamism to economies through the development of new products, processes, and services, playing a critical role in achieving sustainable development goals. Companies can quickly adapt to market conditions and become competitive internationally through innovation. In this process, government incentives encourage investment in R&D and innovation activities, accelerating technological progress and enhancing economic growth potential. Understanding the effects of government support on firm innovation performance allows policymakers to design efficient and effective support mechanisms. Governments use various policy tools to encourage innovation, including direct financial support, tax reductions, grants, and subsidies. These supports are vital, especially for SMEs with limited access to financial resources. There is ongoing debate in academic and political circles about whether government incentives actually enhance firms' innovation capacities. The effectiveness of incentives can vary depending on the industry, company size, and technology intensity. Therefore, a thorough analysis of the real effects of government supports is crucial for implementing these policies more accurately and effectively. The aim of this thesis is to comprehensively examine the impact of government incentives and subsidies on firm innovation performance in Turkey. The research seeks to provide a clear understanding of the effectiveness of these policies by evaluating the effects of various incentive mechanisms on firms' innovative outputs. The lack of a full understanding of the outcomes and performance of incentives and subsidies constitutes the main problem area of this study. In this context, the thesis aims to offer recommendations to policymakers for making incentive policies in Turkey more strategic and targeted. By providing valuable insights that will enable the more effective design and implementation of support mechanisms, this study aims to contribute to both academic research and policy development. In this study, a comprehensive literature review was conducted, covering the impact of innovation on economic progress, various forms of government incentives, and methods for measuring innovation performance. The historical developments related to the research topic were examined in detail, and existing academic studies on the factors influencing innovation performance were analyzed. The literature review revealed that innovation performance is shaped by multiple variables and highlighted the importance of understanding the complex nature of these interactions. This extensive review serves as a foundation for developing the theoretical and methodological framework of the thesis. Based on the literature review, a model suitable for the research topic and dataset was developed. In this model, the presence of innovation in firms was considered as the dependent variable. Frequently mentioned firm characteristics in the literature were selected as control variables, while government incentives and subsidies were identified as the main independent variable. The dataset used in the analysis comes from the World Bank Enterprise Survey (WBES), which covers more than 150 countries. These surveys provide insights into various aspects of the business environment, including access to finance, corruption, infrastructure, competition, and firm performance factors that are not typically found in financial reports. The developed model was evaluated using the Logit regression analysis technique in Python. Model fit and statistical significance were examined using diagnostic measures such as Pseudo R-squared, Log-Likelihood, LL-Null, and the LLR p-value. The results indicate that the independent variables have a statistically significant effect on the dependent variable. According to the findings, the most significant impact on innovation performance comes from the ratio of R&D expenditures to total revenue. The effect of firm size is minimal. Subsidies and export rates have been observed to positively influence the probability of innovation, aligning with the existing literature. The effect of firm age, although very low, is positive and thus considered statistically significant. In the Logit regression model, calculating the actual probability requires considering the simultaneous effects of all variables. Therefore, the survey data of firms were applied to the model using mean and median values to estimate the probability of innovation in Turkey over the years, based on whether firms received subsidies. The calculations indicate an increase in innovation probability between 2002 and 2005, followed by a continuous decline after 2005. While outliers elevated overall performance in all years, the median-based calculation for 2019 shows that the innovation probability remained at only 5% for non-subsidized firms and 19% for subsidized firms. To test the developed model, sample firms were selected from one of Turkey's leading conglomerates, and their annual data for the selected variables were used to calculate innovation probabilities. The obtained probabilities were then compared with the results derived from the mean and median values of firms across Turkey. The test confirmed that the model's results align with actual data. By testing this method, it was assessed that the model could be used to evaluate a company applying for subsidies, estimate its probability of innovation before receiving support, and determine its position relative to the national average. For international comparisons, the 48 countries surveyed in the most recent 2019 survey were ranked based on their Gross Domestic Expenditure on R&D (GERD) as a percentage of GDP. According to this ranking, six countries with a higher GERD/GDP ratio than Turkey and seven countries with a lower ratio were selected. The model was applied to these selected countries, and the effects and consistency of all variables were analyzed. The marginal effects of the variables were calculated and compared. Subsequently, the model was run using the mean and median values of surveyed firms in each country, and the average innovation performance was determined based on whether firms received subsidies. These results were then compared with the findings for Turkey. In this study, the performance results of firms from 13 selected countries were compared. According to these results, Turkey has the lowest probability of innovation in the absence of subsidies. While subsidies have a positive effect in Turkey, the innovation performance increases only to 19% when subsidies are provided, indicating a limited impact of financial support. The country with the strongest effect of subsidies is Slovenia. In all countries, the model is statistically significant, and the effect of subsidies is positive. Similar to Turkey, the most influential variable on innovation performance in the selected countries has been the proportion of R&D expenditures. The effect of the number of employees is close to zero in all countries. The effect of firm age is negative in five countries, indicating that as firms grow older, their innovation performance decreases in these countries. Overall, the impact of firm age on innovation is minimal across all countries. The effect of exports is positive in all countries except for three. Limitations; The World Bank conducts Enterprise Surveys in over 150 countries. However, surveys are not conducted in the same year for all countries. This creates limitations in accessing data for specific years, such as 2019, for countries like the USA, China, OECD averages, Japan, and Korea, which constrains the scope of the research. While the literature highlights regional differences, dividing the dataset by regions results in an insufficient number of incentivized firms for meaningful analysis. Since some questions were not asked every year, they lacked continuity, and certain variables mentioned in the literature could not be included in the model.M.Sc
Investigation of combustion characteristics of syntetic gas
No full textThesis (Ph.D.) -- Istanbul Technical University, Graduate School, 2025Teknolojik ilerleme için ihtiyaç duyulan enerji halen çoğunlukla termodinamiğin en önemli konularından biri olan hidrokarbon yanmasından elde edilmektedir. Hidrokarbon yanmasında alevin kararlılığı hem brülör geometrisinin tasarımını hem de yanmanın enerji verimliliğini etkileyen bir parametredir. Kararlı bir alev oluşturmak için literatürde kullanılan çeşitli yöntemler vardır. Bu yöntemlerden biri olan girdaplı akış, brülörlerde yanma performansını artıran ve birçok mühendislik uygulamasında kullanılan bir tekniktir. Bu çalışmada girdaplı akışa sahip bir yakıcı tasarımı yapılması amaçlanmıştır. Bu amaçla yürütülen tez çalışması, doğrulama çalışması ve yakıcı tasarımı şeklinde iki temel adım ve bunların alt adımları olarak sunulmuştur. Doğrulama adımında, Sydney girdaplı alevlerinden SM1 alevi sayısal olarak analiz edilmiştir. İlk aşamada, iki denklemli Re-Normalisation Group (RNG) k-ε ve Shear Stress Transport (SST) k-ω türbülans modelleri ile akış ve GRI 3.0 reaksiyon mekanizması ile CH4 yanmasının kimyasal reaksiyonları modellenmiş ve literatürdeki elde edilen deneysel sonuçlarla karşılaştırılmıştır. Doğrulama çalışmasının ikinci aşamasında, deneysel sonuçları en iyi tahmin eden Shear Stress Transport k-ω türbülans modelinin sayısal sonuçları, Büyük Eddy Simülasyonu (LES) türbülans modeli kullanılarak SM1 alevi için literatürde yer alan bir sayısal analizin sonuçları ile karşılaştırılmıştır. Bu iki türbülans modelinin deneysel verileri tahmin etme düzeyleri ve akış bölgesindeki davranışları incelenmiştir. Karşılaştırma sonucunda Sydney girdap alev ailesinin kararlı alevleri için Shear Stress Transport k-ω türbülans modelinin kullanılmasının yeterli olduğu görülmüştür. Yakıcı geometrisi tasarımında da Shear Stress Transport k-ω türbülans modeli kullanılmasına karar verilmiştir. Yakıcı tasarımı iki alt aşamada değerlendirilmiştir. Birinci aşamada, doğrulama adımında incelenen SM1 alevinin geometrisi temel alınmıştır. Alev, ekivalans oranı ve hava fazlalık katsayısı açısından incelenmiştir. Kararlılığını etkileyen parametreler değerlendirilmiştir. Daha sonra endüstriyel yakıcılarda kullanılan yakıcıların güç, yakıt ve hava jet hızları ve hava fazlalık katsayısı gibi değişkenleri göz önüne alınmıştır. Bu yakıcılardaki hızların ve hava fazlalık katsayılarının SM1 alevine göre oldukça düşük oldukları gözlemlenmiştir. Düşük hava hızları ve makul hava fazlalık katsayısı ile yakıcı geometrisinin nasıl davrandığı incelenmiştir. Elde edilen sonuçlar yakıcının endüstriyel şartlarda kararlı bir alev oluşturmadığını göstermiştir. İnceleme esnasında hızların ve hava fazlalık katsayısının etkileri hakkında da bilgi birikimi oluşturulmuştur. Analizlerin sonucunda, yakıtın yakıcı yüzeyine yayılmasını sağlayacak geometrik bir çözüm gerekliliği görülmüştür. Yakıcı tasarımının ikinci aşamasında, konik bir geometrik engelin yakıt jeti önüne konulmasının etkileri incelenmiştir. Geometrik engel değerlendirilirken, engelin büyüklüğü ve yakıt girişini olan uzaklığı için farklı değerler kullanılarak parametrik bir çalışma yapılmıştır. Geometrik şeklin yakıtı yakıcı üzerinde yaymasını sağlamak ve bu esnada yakıt jetinin akış ayrılması sonucu akış alanını kesmesini engellemek karşılaşılan en büyük zorluk olmuştur. Bu zorlukları aşmak için geometrik engele eklemeler yapılmış ve sonuç geometrisi oluşturulmuştur. Yapılan uzun analizlerin sonucunda çalışmada kullanılan farklı gaz bileşimleri için kararlı alev oluşmasını sağlayan bir engel geometrisi elde edilmiş ve yapılan yakıcı tasarımı olarak sunulmuştur.Doktor
Şehir ve bölge planlama eğitiminde oyunlaştırma
No full textThesis (Ph.D.) -- Istanbul Technical University, Graduate School, 2025Education has undergone significant transformation, necessitating the adoption of innovative techniques. Universities have developed alternative methods to adapt, reflecting the evolving nature of the current generation's educational needs. This thesis investigates the implementation of gamification as an alternative method in planning education. While planning education has previously utilized gamification elements, including simulations and role-playing in project-design classes, the full potential of gamification remains untapped. The primary objective is to explore how gamification can enhance planning education. This study addresses specific research questions to guide this investigation: • Do students believe that gamification contributes positively to learning and motivation? • Does using gamification activities lead to increased academic success among students? The findings are expected to significantly contribute to the discourse on gamification's impact on higher education, particularly within the context of planning education in Türkiye. Despite extensive research on gamification's educational benefits, there is limited focus on planning education. Most studies assess student perspectives, with little attention to the evaluation of student success. This study aims to address both aspects. This thesis is divided into five chapters: an introduction, an overview of gamification and education, an exploration of gamification in planning education and case studies, a results chapter, and a conclusion. Courses in the planning education curriculum are divided into two groups: theoretical and applied. Theoretical courses aim to impart knowledge and develop research, writing, and communication skills. Applied courses, like studio classes, focus on project development, enhancing practical skills. At Istanbul Technical University, planning education is categorized into basic sciences, elective courses, and core departmental courses, with a strong emphasis on theoretical courses. To optimize learning, innovative techniques such as student response systems and gamification, which boost motivation and participation, are implemented. However, gamification in theoretical courses remains underexplored. This thesis includes four gamification case studies. The first three cases provide key insights into students' perspectives on the gamification experience, while the final case study offers a more detailed examination of students' perspectives and the impact on academic achievement. The final and main case study was conducted with first-year students enrolled in the "Introduction to Urban and Regional Planning & Ethics" course, during the 2022-2023 fall academic year. Both qualitative and quantitative approaches were used, collecting data through a questionnaire, quizzes, and final exam results. The study aimed to provide a gamified learning experience, evaluate students' perceptions, and explore its impact on academic achievement. The data analysis methodology used in this study involves performing correlation analysis. This case study evaluates the impact of gamification on academic success and student attitudes. The analysis shows a weak positive correlation (0.22) between participation in activities and final grades, a moderately strong positive correlation (0.54) between quiz performances (of students who participated in all four quizzes) and final grades, and a weak positive correlation (0.30) between the mean class activity performance of all students and their scores from the section of the final exam that included the quiz questions. Students' attitudes towards gamification were assessed using a yes/no question and a Likert scale, with the highest scores for "remembering" (4.25) and the lowest for "focus" (3.75). Open-ended questions also captured students' positive and negative perspectives. Overall, students believe gamification aids long-term retention more than immediate focus. In conclusion, this research investigates the impact of gamification on students' motivation, learning, and academic success. Findings suggest that gamification is beneficial as a supplementary tool in large theoretical urban planning classes, aiding efficient quiz creation and grading. At this stage, game-based student response systems prove beneficial by providing instant feedback, enhancing motivation and engagement, and enabling efficient quiz evaluation during lessons. However, for gamification to have a direct impact on academic success, it must evolve into more personalized and innovative applications that empower students to take control of their own learning experiences. The cumulative advancements will offer valuable insights for establishing standards that promote more permanent learning in theoretical courses through gamification in urban and regional planning education. This study's limitations highlight the need for time-series data, the inclusion of instructors' perspectives in future research for more comprehensive results, and the integration of new technological advancements.Ph.D
The precursors and musical sources of arabesk music in Turkey
No full textTez (Yüksek Lisans)-- İstanbul Teknik Üniversitesi, Lisansüstü Eğitim Enstitüsü, 2025Arabesk müzik, Türkiye'de uzun yıllar boyunca sosyolojik ve kültürel açılardan değerlendirilmiş; ancak müzikal yapısına yönelik çalışmalar sınırlı kalmıştır. Bu tez, arabesk müziğin tarihsel kökenleri, melodik kaynakları ve biçimsel yapısına odaklanarak, türün çok katmanlı bir müzikal ifade biçimi olduğunu ortaya koymayı amaçlamaktadır. Dijital arşivlerden elde edilen diskografik veriler ve transkripsiyon temelli analizler aracılığıyla yapılan araştırma, özellikle 1960'lar ve 70'lerdeki üretim biçimlerini değerlendirmektedir. Çalışmada, Osmanlı-Türk musikisinde görülen serbest icra geleneği ile bu geleneğin Sadettin Kaynak, Fahri Kopuz ve Haydar Tatlıyay gibi isimler üzerinden arabesk müziğe uzanan etkileri incelenmiştir. Ayrıca, Orhan Gencebay'ın "serbest çalışmalar" olarak adlandırdığı eserlerinde, makam geçişleri, yaylı çalgılar ve elektro bağlama kullanımı üzerinden geliştirdiği özgün anlatım dili analiz edilmiştir. Bu bağlamda Gencebay'ın eserleri, arabeskin yalnızca bir sosyokültürel anlatı değil, aynı zamanda gelişmiş bir müzikal kompozisyon biçimi olduğunu göstermektedir. Tezde ayrıca, halk müziğiyle arabesk arasında gelişen ilişki türkü arabesk alt türü üzerinden incelenmiş; Arif Sağ ve Müslüm Gürses gibi sanatçıların katkıları değerlendirilmiştir. 1960'lar ve 70'lerde üretilen erken dönem arabesk örneklerinde tespit edilen melodik kopyalamalar ve düzenlemeler, dönemin müzik endüstrisi, üretim koşulları ve telif sistemleri bağlamında ele alınmıştır. Arabesk müzik, Osmanlı-Türk musikisi, halk müziği ve Arap müziğinden beslenen, bireysel anlatım biçimleri ve çalgısal düzenlemelerle biçimlenen özgün bir müzikal gelenek olarak ele alınmaktadır.Yüksek Lisan
PCL – PLA Blends for Electrospun Vascular Grafts With Enhanced Cellular Activity and Long‐Term Biodegradability
No full textABSTRACT Small‐diameter tissue‐engineered vascular grafts face challenges such as mechanical instability, poor endothelialization, stenosis, thrombosis, and intimal hyperplasia. In this study, novel bilayer fibrous vascular graft designs were developed that structurally and biologically mimic native vessels. The grafts were fabricated by electrospinning PLA, PCL, and PLCL polymers, featuring randomly distributed fibers (_R) in the inner layer and radially oriented fibers (_O) in the outer layer. Human umbilical vein endothelial cells (HUVECs) and human aortic vascular smooth muscle cells (HA‐VSMCs) were cultured on the inner and outer layers, respectively. Scaffold morphology, fiber diameter, wall thickness, water contact angle, cell viability (MTS assay), cell morphology (SEM and fluorescence microscopy), gene expression (PECAM1, PCDH12, TGF‐β1), and long‐term biodegradation profiles were assessed. The results showed that all scaffolds demonstrated suitable fiber morphology and wall thickness (250–400 μm). Cell viability significantly increased by Day 14 for both HUVECs and HA‐VSMCs, with PCLPLA80_R and PCL100_R scaffolds showing enhanced endothelial proliferation, while PLCL100_O exhibited superior cytoskeletal organization in smooth muscle cells. Gene expression analysis revealed a significant increase in PECAM1 on PLCL100_R at Day 3 and in TGF‐β1 on PLCL100_O (Day 7) and PCLPLA80_O (Day 14). Biodegradation results indicated that PLCL scaffolds disintegrated by month 3, whereas PCL and PCL/PLA‐based scaffolds retained over 30% of their initial mass after 12 months. Radially aligned fibers slowed degradation compared to randomly distributed fibers. Overall, the developed bilayer fibrous grafts effectively support cell proliferation, functional gene expression, and controlled biodegradation, suggesting that the strategic combination of fiber orientation and material composition can enhance scaffold performance and hold promise for small‐diameter vascular tissue engineering applications.https://doi.org/10.1002/pen.7010
Thieno[3,2- b ]thiophene-Based Organic Cation Forming Semitransparent Thin Film: Synthesis, Photophysical Properties, and Inverted Perovskite Solar Cells
No full texthttps://doi.org/10.1021/acsaem.5c0297
Higher-order corrections on the denaturation of homogeneous DNA thermodynamics
No full textAbstract DNA denaturation, the process of separating double-stranded DNA into single strands, plays a critical role in fundamental biological processes such as transcription, replication, and repair. Despite extensive studies on its thermodynamic properties, the effects of thermal fluctuations on DNA denaturation have not yet been explored. This paper addresses this gap by developing a statistical mechanical model to analyze homogeneous DNA denaturation thermodynamics with thermal fluctuations. Using the partition function framework, this study introduces two major corrections to the entropy of the system induced by thermal fluctuations: (1) a logarithmic correction of the leading order and (2) a higher-order correction term proportional to the inverse of the entropy. Analytical calculations and numerical analysis reveal that these corrections significantly influence the thermodynamic properties, including specific heat and free energy, leading to a more nuanced understanding of the DNA melting process. The corrected entropy modifies the specific heat profile, resulting in a sharp peak that reflects a first-order phase transition during DNA denaturation. The inclusion of higher-order corrections introduces asymmetry in the specific heat curve, highlighting the cooperative behavior of DNA melting. Furthermore, the free-energy analysis suggests the presence of intermediate states during strand separation, which are critical for understanding the initiation and propagation of the denaturation process. The results align well with experimental DNA melting profiles, particularly in the transition region, and provide insights into the microscopic mechanisms underlying DNA melting. This study not only advances the theoretical framework for DNA denaturation by explicitly incorporating thermal fluctuations but also offers a platform for future experimental validation and applications in biological systems. These findings have broader implications for understanding DNA stability under physiological conditions, cellular processes such as transcription initiation, and the role of ionic environments in modulating DNA thermodynamics.https://doi.org/10.1515/zna-2024-020
Kuple Düzgünleştirilmiş Boussinesq Denklemlerinin Yalnız Dalga Çözümlerinin Kararlılığı Üzerine Sayısal Bir Çalışma
No full textBu çalışmada, kuple düzgünleştirilmiş Boussinesq denklemleri için yalnız (soliter) dalga çözümlerinin zaman evrimi ve küçük pertürbasyonlar altındaki kararlılık özellikleri sayısal olarak incelenmiştir. Yalnız dalgaların uzun zaman davranışlarını incelemek, doğrusal olmayan dalga dinamiklerini anlamak bakımından büyük önem taşımaktadır. Bu amaçla, uzay ayrıklaştırması için Fourier sözde (psödo)-spektral yöntemi ve zaman ayrıklaştırması için dördüncü mertebeden Runge-Kutta yöntemini birleştiren bir sayısal şema kullanılarak yalnız dalga çözümlerinin dinamikleri araştırılmıştır. Önerilen yöntemin hem zaman hem de uzaydaki doğruluğunu ve etkinliğini göstermek için çeşitli sayısal deneyler gerçekleştirilmiştir. Başlangıçta uygulanan küçük pertürbasyonlar ile dalgaların uzun zaman davranışları gözlemlenmiş ve kararlılıkları incelenmiştir. Elde edilen sonuçlar, kuple düzgünleştirilmiş Boussinesq denklemlerinin yalnız dalga çözümlerinin küçük pertürbasyonlar altında kararlı olduğunu göstermektedir.https://doi.org/10.21597/jist.164029