Karabük University Institutional Repository
Not a member yet
14676 research outputs found
Sort by
Nano katkı maddeleri̇ kullanılarak gözenekli̇ ortama sahi̇p açık akışlı düz güneş kolektörünün performansının artırılması
No full textThis study presents an integrated experimental and numerical investigation to enhance the thermal performance of solar flat plate collectors (SFCs) through metal porous medium and nanofluids. The research addresses the global challenge of transitioning from fossil fuels to sustainable energy sources by optimizing solar collector efficiency through advanced materials and design modifications. The research methodology included two paths: experimental, design, and fabrication of new models of solar flat collectors using porous medium integrated with a thermal energy storage unit (TESU). Four collector models were fabricated using copper and aluminum open-cell metal foams (Model A60, Model A90, Model C65, and Model C93) with varying porosities (Porosity 60%, 90%, 65%, and 93%), respectively. They were coupled with a thermal energy storage unit (TESU) filled with paraffin. TiO₂ nanoparticles at volume concentrations of 0.1%, 0.2%, and 0.3% were added to
the working fluid to evaluate their impact on heat transfer efficiency. The second path, numerical simulation by ANSYS Fluent, was used to confirm the experimental trends. The experimental results revealed that the copper foam with 65% porosity (Model C65) delivered the highest temperature difference and thermal efficiency among all configurations. Including nanofluids significantly improved collector performance; for instance, at 2 L/min, a 0.3% TiO₂ concentration enhanced the ΔT rate by approximately 18.4%. Thermal efficiency increased with nanofluid concentration, while the slope of the efficiency curve decreased, indicating a reduction in heat losses and improved thermal stability within the collector system. The TESU results showed that nanofluids reduced charging and discharging durations by nearly 12%, improving energy storage responsiveness. These findings suggest that integrating porous media and nanofluids can significantly enhance heat collection and thermal storage capabilities, offering a promising route for improving the efficiency of solar thermal systems under real-world operating conditions. Lower flow rates (2 L/min) enhance heat absorption, while higher flow rates (4 L/min) reduce thermal gradients but decrease efficiency. The incorporation of TiO₂ nanofluids further improves performance, with a 0.3% concentration yielding a 14.8% efficiency boost in Model-A60. The TESU, utilizing paraffin wax, demonstrates effective energy retention, with nanofluids extending heat delivery during discharge. Validation of CFD results against experimental data shows deviations below 9.4%, confirming the reliability of the numerical models. The study concludes that combining porous media and nanofluids significantly enhances solar collector efficiency, offering a viable solution for sustainable energy systems.Bu çalışma, metal gözenekli ortam ve nanoakışkanlar aracılığıyla güneş düz plaka kolektörlerinin (SFC'ler) termal performansını artırmak için entegre bir deneysel ve sayısal araştırma sunmaktadır. Araştırma, gelişmiş malzemeler ve tasarım değişiklikleri yoluyla güneş kolektörü verimliliğini optimize ederek fosil yakıtlardan sürdürülebilir enerji kaynaklarına geçişin küresel zorluğunu ele almaktadır. Araştırma metodolojisi iki yol içermektedir: deneysel, tasarım ve termal enerji depolama ünitesi (TESU) ile entegre gözenekli ortam kullanan yeni güneş düz kolektör modellerinin imalatı. Bakır ve alüminyum açık hücreli metal köpükler (Model A60, Model A90, Model C65 ve Model C93) kullanılarak, sırasıyla değişen gözeneklilik oranlarına (%60, %90, %65 ve %93 gözeneklilik) sahip dört kolektör modeli üretilmiştir.
Bunlar parafin ile doldurulmuş bir termal enerji depolama ünitesi (TESU) ile birleştirilmiştir. TiO₂ nanopartikülleri ısı transfer verimliliği üzerindeki etkilerini değerlendirmek için çalışma akışkanına %0,1, %0,2 ve %0,3 hacim konsantrasyonlarında eklenmiştir. İkinci yol olan ANSYS Fluent ile sayısal simülasyon, deneysel eğilimleri doğrulamak için kullanılmıştır. Deneysel sonuçlar, %65 gözenekliliğe sahip bakır köpüğün (Model C65) tüm konfigürasyonlar arasında en yüksek sıcaklık farkını ve termal verimliliği sağladığını ortaya koymuştur. Nanoakışkanların dahil edilmesi kolektör performansını önemli ölçüde artırmıştır; örneğin, 2 L/dak'da %0,3 TiO₂ konsantrasyonu ΔT oranını yaklaşık %18,4 artırmıştır. Termal verimlilik nanoakışkan konsantrasyonu ile artarken, verimlilik eğrisinin eğimi azalmış, bu da ısı kayıplarında azalma ve kolektör sistemi içinde termal stabilitede iyileşme olduğunu göstermiştir. TESU sonuçları, nanoakışkanların şarj ve deşarj sürelerini yaklaşık %12 oranında azaltarak enerji depolama duyarlılığını artırdığını göstermiştir. Bu bulgular, gözenekli ortam ve nanoakışkanların entegrasyonunun ısı toplama ve termal depolama yeteneklerini önemli ölçüde artırabileceğini ve gerçek dünyadaki çalışma koşullarında güneş termal sistemlerinin verimliliğini artırmak için umut verici bir yol sunduğunu göstermektedir. Daha düşük akış hızları (2 L/dak) ısı emilimini artırırken, daha yüksek akış hızları (4 L/dak) termal gradyanları azaltır ancak verimliliği düşürür. TiO₂ nanoakışkanların dahil edilmesi performansı daha da artırmakta, %0,3'lük konsantrasyon Model-A60'ta %14,8'lik bir verimlilik artışı sağlamaktadır. Parafin mumu kullanan TESU, deşarj sırasında ısı iletimini artıran nanoakışkanlar ile etkili enerji tutma özelliği göstermektedir. CFD sonuçlarının deneysel verilerle doğrulanması, sayısal modellerin güvenilirliğini teyit ederek %9,4'ün altında sapmalar göstermektedir. Çalışma, gözenekli ortam ve nanoakışkanların birleştirilmesinin güneş kolektörü verimliliğini önemli ölçüde artırdığı ve sürdürülebilir enerji sistemleri için uygulanabilir bir çözüm sunduğu sonucuna varmaktadır
Effect of berylium addition on microstructure and wear behavior of to aluminum bronze CUAL10NI5FE4
No full textBu çalışmada, berilyum eklentisinin alüminyum bronz cual10ni5fe4'ün mikro yapisi ve aşinma davranişi üzerine etkisi araştırılmıştır. Numunelerin oluşturulmasına yönelik döküm tekniği Sağlam Metal Sanayi ve Ticaret Araştırma ve Geliştirme Merkezi'nde gerçekleştirildi. Ergitme işleminde 10 kg kapasiteli 5M marka orta frekanslı indüksiyon ocağı kullanılmıştır. Biri berilyum içermeyen, diğeri %0,2 berilyum içeren iki ayrı yük oluşturuldu. Dökümler 1230°C sıcaklıkta gerçekleştirildi. Aşınma testleri, kuru bir ortamda ileri geri hareket eden bir aşınma test cihazı kullanılarak gerçekleştirildi. Sisteme uygulanan kuvvet 30 Newton, kayma hızı saniyede 0,1 metre ve kaymanın gerçekleştiği toplam mesafe 10000 metre idi. Aşınma süreci boyunca sürtünme kuvveti, tribometre koluna bir yük hücresi takılarak ölçüldü ve elde edilen veriler anında bilgisayarda saklandı. Mikroyapılarda yumuşak α fazında iğne benzeri yapıların yoğun bir dağılımı tespit edildi, ancak β fazında berilyum
eklendiğinde gözle görülür bir değişiklik görülmedi. Ayrıca κ fazı α fazına orantılı olarak dağıtılır. CuAl10Ni5Fe4 örneğinin sertliği 212,77 HB'de ölçülmüştür. Ancak %0,2 Be eklendiğinde sertlik değeri 237,79 HB'ye çıkmıştır. Aşınma testinde %0,2 berilyum katkılı alaşımın 10000 metreden sonra en az ağırlık kaybı sağlayan en iyi malzeme olduğu belirlendi. Bu malzemenin 10000 metreden sonraki ağırlık kaybı ise 3,54x10-06 gr. Aşınma sırasındaki sürtünme katsayılarının paralel olduğu ve en düşük değere sahip malzemenin 0,0584 değeriyle CuAl10Ni5Fe4- 0,20%Be olduğu görüldü.In this study, the effect of beryllium addition on the microstructure and wear behavior of aluminum bronze cual10ni5fe4 was investigated. The casting technique for creating the samples was carried out at the Sağlam Metal Industry and Trade Research and Development Center. The melting process employed a 5M brand medium frequency induction furnace with a capacity of 10 kg. Two separate charges were formed, one without any beryllium and the other with 0.2% beryllium. The castings were performed at a temperature of 1230°C. Wear tests were conducted utilizing a reciprocating wear test instrument in a dry environment. The force applied to the system was 30 Newtons, the speed at which sliding occurred was 0.1 meters per second, and the total distance over which sliding occurred was 10000 meters. The friction force throughout the wear process was measured by attaching a load cell to the tribometer arm, and the resulting data was immediately stored on the computer.
In the microstructures, a dense distribution of needle-like structures was detected in the soft α phase, although the β phase showed no visible change when beryllium was added. In addition, the κ phase is distributed proportionally to the α phase. The hardness of the Nickel Aluminum Bronze sample was measured at 212.77 HB. However, when 0.2% Be was added, the hardness value jumped to 237.79 HB. In the wear test, it was determined that the 0.2% beryllium added alloy was the best material providing the least weight loss after 10000 meters. The weight loss of this material after 10000 meters is 3.54x10-06 g. It was observed that the friction coefficients during wear were parallel and the material with the lowest value was Nickel Aluminum Bronze - 0.20%Be with a value of 0.0584
Investigation of adsorption properties of modified biochars produced from medlar seeds in removal of cadmium from water
No full textBu çalışmada atık bir biyokütle olan muşmula çekirdeklerinden iki farklı termokimyasal yöntem kullanılarak modifiye edilmiş biyoçarların sulu çözeltilerden kadmiyum uzaklaştırılması incelenmiştir. Çalışmanın temel noktası, biyokütle gibi doğal ve yenilenebilir kaynakların, özellikle de tarımsal atıkların yeniden değerlendirilmesiyle sürdürülebilir enerji üretimi ve çevre dostu malzeme geliştirme potansiyelidir. Karbon esaslı yapısı ve yaygın bulunabilirliği sayesinde biyokütle hem ekonomik hem de ekolojik açıdan avantaj sağlamaktadır. Tezin odak noktası, muşmula çekirdeği gibi tarımsal atıklardan üretilen biyoçarların, su ortamında ağır metal gideriminde kullanımıdır. Biyoçar, piroliz ve hidrotermal karbonizasyon gibi termokimyasal yöntemlerle üretildiğinde yüksek gözeneklilik, geniş yüzey alanı ve yüzeyinde fonksiyonel gruplar barındırmasıyla etkili bir adsorban özelliği kazanır. Bu nitelikleri sayesinde yalnızca tarım alanlarında toprak iyileştirme amacıyla değil, aynı zamanda kirlenmiş suların arıtımında da çevreye katkı sağlayan önemli bir malzeme haline gelir. Çalışmada muşmula çekirdekleri önce farklı termokimyasal işlemlerden geçirilmiş, ardından demir bileşikleri ile zenginleştirilerek modifiye biyoçarlar elde edilmiştir. Yapılan bu yüzey modifikasyonları, biyoçarların adsorpsiyon kapasitesini artırmayı hedeflemiştir. Deneysel süreçte özellikle kadmiyum iyonlarının (Cd (II) iyonu) sulu çözeltilerden uzaklaştırılmasında bu materyallerin etkinliği test edilmiştir. Deneyler kapsamında pH, sıcaklık, adsorban miktarı, temas süresi ve başlangıç derişimi gibi farklı parametreler incelenmiş, süreçlerin optimizasyonu sağlanmıştır. Adsorpsiyon mekanizmaları yalancı birinci ve ikinci derece kinetik modeller üzerinden değerlendirilmiş, ayrıca Langmuir ve Freundlich izotermleri kullanılarak yüzey davranışları açıklanmıştır. Sonuçlar, muşmula çekirdeği esaslı biyoçarların yüksek verimlilikle ağır metal giderimi gerçekleştirdiğini göstermektedir. Üretilen biyoçarların yapısal ve kimyasal özelliklerini belirlemek amacıyla BET yüzey alanı ölçümleri, FTIR, XRD, TGA ve SEM analizleri yapılmıştır. Bu analizler sonucunda, demirle modifikasyonun gözenek yapısını geliştirdiği, yüzey fonksiyonel gruplarını zenginleştirdiği ve malzemenin ısıl kararlılığını artırdığı tespit edilmiştir. Böylece, biyoçarın adsorban olarak etkinliğini destekleyen iyileştirmeler net biçimde ortaya konmuştur. Elde edilen bulgular, muşmula çekirdeği gibi değerlendirilmeyen tarımsal atıkların çevresel kirlilikle mücadelede yüksek performanslı birer adsorban malzemeye dönüştürülebileceğini göstermektedir. Bu yaklaşım, hem atık yönetiminde sürdürülebilir bir çözüm sunmakta hem de ağır metal kirliliğinin azaltılmasında ekonomik ve çevreci bir alternatif oluşturmaktadır.
Sonuç olarak, tez kapsamında ortaya konan yöntem ve bulgular, biyokütle dönüşüm teknolojilerinin çevre mühendisliği uygulamalarındaki değerini ortaya koymaktadır. Özellikle tarımsal atıkların geri kazanımı yoluyla çevre dostu adsorbanların geliştirilmesi hem ekonomik açıdan maliyetleri düşürmekte hem de ekolojik sürdürülebilirliği desteklemektedir. Bu nedenle çalışma, çevre kirliliğinin azaltılması ve sürdürülebilir kalkınma hedeflerine katkı sağlama yönünde yenilikçi bir yaklaşım sunmaktadır.In the study the removal of cadmium from aqueous solutions using biochar modified from waste biomass, namely medlar seeds, via two different thermochemical methods. The main point of the study is the potential for sustainable energy production and environmentally friendly material development through the reuse of natural and renewable resources such as biomass, especially agricultural waste. Due to its carbon-based structure and wide availability, biomass offers both economic and ecological advantages. The central theme of this thesis is the utilization of biochars derived from agricultural waste, such as medlar seeds, for the removal of heavy metals from aqueous environments. When produced through thermochemical methods like pyrolysis and hydrothermal carbonization, biochar exhibits high porosity, large surface area, and functional surface groups, which give it strong adsorption capabilities. These properties make biochar not only useful for soil enhancement in agriculture but also for water purification, thereby contributing positively to the environment. In this study, medlar seeds were processed using pyrolysis and hydrothermal carbonization techniques, followed by modification with iron compounds to obtain enriched biochars. These surface modifications aimed to improve the adsorption capacity of the produced materials. Experimental tests focused on evaluating their effectiveness in removing toxic cadmium ions (Cd (II) ion) from contaminated water. The experiments investigated various parameters such as pH, temperature, adsorbent dosage, contact time, and initial concentration to optimize the adsorption process. The adsorption mechanisms were analyzed using pseudo-first-order and pseudo-second-order kinetic models, while Langmuir and Freundlich isotherms were applied to explain surface adsorption behavior. The results demonstrated that biochar derived from medlar seeds achieved high efficiency in cadmium removal. To characterize the structural and chemical properties of the biochars, advanced analytical techniques such as BET surface area analysis, FTIR, XRD, TGA, and SEM were employed. Findings revealed that iron modification significantly enhanced pore structure, enriched functional surface groups, and improved thermal stability of the material. These improvements confirmed the increased efficiency of biochar as an adsorbent. The study highlights that agricultural residues like medlar seeds can be transformed into high-performance adsorbent materials for tackling environmental pollution. This approach not only promotes sustainable waste management but also offers an economical and environmentally friendly alternative for heavy metal removal.
In conclusion, the thesis demonstrates the significant role of biomass conversion technologies in environmental engineering. Transforming agricultural wastes into value-added adsorbents provides economic benefits by reducing costs while also supporting ecological sustainability. Therefore, this work presents an innovative solution that contributes both to pollution control and to the broader goals of sustainable development.Bu tez çalışması Karabük Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projesi (KBÜBAP-24-YL-135) kapsamında desteklenmiştir
Detection and evolution analysis of glioblastoma tumor in brain tumor classification using deep learning methods
No full textBeyin tümörü segmentasyonu, tıbbi görüntülemede kritik bir görev olup, doğru teşhis ve tedavi planlaması için büyük önem taşımaktadır. Bu çalışmada, BraTS veri seti kullanılarak üç farklı U-Net modeli geliştirilmiş ve karşılaştırılmıştır. Veri seti, 2020, 2021, 2022 ve 2023 yıllarına ait verilerin birleştirilmesiyle oluşturulmuş ve FLAIR, T2-ağırlıklı (T2W) ve T1 kontrastlı (T1C) modalitelerini içeren çok kanallı bir giriş formatı kullanılmıştır.
Geliştirilen ilk model, FLAIR, T2W ve T1C modalitelerini içeren üç kanallı bir giriş kullanırken, diğer iki model tek kanallı olarak yalnızca T1C ve FLAIR modalitelerine dayanmaktadır. Model performansını artırmak amacıyla ön işleme aşamasında normalizasyon teknikleri uygulanmış, bu sayede farklı görüntüler arasındaki yoğunluk değişimleri dengelenerek daha verimli bir öğrenme süreci sağlanmıştır. Eğitim süreci, tümörlerin yapısal özelliklerini temsil eden anotasyonlar ile desteklenmiş ve veri artırma (data augmentation) teknikleri ile güçlendirilmiştir. Modeller 127 MRI görüntüsü üzerinde değerlendirilmiştir. Üç kanallı model %98 doğruluk oranı ve 0.75 Dice Katsayısı elde ederken, tek kanallı T1C modeli %99 doğruluk oranı ve 0.94 Dice Katsayısı ile en yüksek performansı göstermiştir. Tek kanallı FLAIR modeli ise %99 doğruluk oranı ve 0.85 Dice Katsayısı elde etmiştir. Bu bulgular, tek modlu (tek kanallı) modellerin özellikle T1C modelinin çok kanallı modele kıyasla daha yüksek segmentasyon doğruluğu ve örtüşme metrikleri sağladığını ortaya koymuştur.
Segmentasyonu yapılan tümörlerin sınıfının belirlenmesi ve evrim analizinin gerçekleştirilmesi amacıyla, BraTS veri setinin segmentasyon sonuçlarından 2D görüntüler elde edilmiştir. Bu görüntüler, YOLOv8 modeli eğitimi için uygun formata dönüştürülmüş ve ardından segmentasyonu yapılan tümörlerin Glioblastoma olup olmadığını ve evrim sürelerini tahmin eden bir model geliştirilmiştir. Geliştirilen model, segmentasyon sonucu elde edilen 2 boyutlu görüntüler üzerinde doğru sınıflandırmalar yapmış ve %98.5, evrim süresi sınıflandırma modeli %91.5 doğruluk oranı ile başarılı sonuçlar elde etmiştir. Kullanılabilirliği artırmak amacıyla, hem segmentasyon sonuçlarını hem de tespit edilen bilgileri içeren basit ve kullanıcı dostu bir arayüze sahip bir uygulama geliştirilmiştir.Brain tumor segmentation is a critical task in medical imaging, playing a crucial role in accurate diagnosis and treatment planning. In this study, three different U-Net models were developed and compared using the BraTS dataset. The dataset was created by combining data from the years 2020, 2021, 2022, and 2023, incorporating a multi-channel input format consisting of FLAIR, T2-weighted (T2W), and T1 contrast-enhanced (T1C) modalities.
The first developed model utilized a three-channel input comprising FLAIR, T2W, and T1C modalities, whereas the other two models were single-channel, based solely on T1C and FLAIR modalities, respectively. To enhance model performance, normalization techniques were applied during preprocessing, balancing intensity variations across different images and ensuring a more efficient learning process. The training process was supported with annotations representing the structural characteristics of tumors and further strengthened using data augmentation techniques. The models were evaluated on 127 MRI images, where the three-channel model achieved 98% accuracy with a Dice coefficient of 0.75. The single-channel T1C model demonstrated the highest performance, reaching 99% accuracy with a Dice coefficient of 0.94, while the single-channel FLAIR model achieved 99% accuracy with a Dice coefficient of 0.85. These findings highlight that single-modality models, particularly the T1C model, provide superior segmentation accuracy and overlap metrics compared to the multi-channel approach.
To further classify the segmented tumors and analyze their progression, 2D images were extracted from the segmentation results of the BraTS dataset. These images were then converted into a suitable format for training the YOLOv8 model. Subsequently, a classification model was developed to determine whether the segmented tumor was a Glioblastoma and to estimate its progression duration. The developed model made accurate classifications on 2D images obtained from segmentation results, achieving a success rate of 98.5% accuracy. The evolution time classification model also performed successfully, with an accuracy rate of 91.5%. To enhance usability, a simple and user-friendly application was developed, integrating both the segmentation results and the identified tumor information within an intuitive interface
Lateral ayak röntgen görüntülerini kullanarak topuk hastalıkları teşhisi için geliştirilmiş kapsül sinir ağı modeli
No full textHeel bone conditions, such as heel spurs and Sever's disease, pose significant challenges to patients' daily activities. While orthopedic and traumatology doctors rely on foot X-rays for diagnosis, there is a need for more AI-based detection and classification of these conditions. This thesis addresses this need by proposing two deep learning models: HeCapsNet and MedCapsNet.
This thesis first presents a novel dataset of 3,956 annotated lateral foot X-ray images and uses the original capsule network (CapsNet) as a baseline. The low accuracy of CapsNet (73.99%) led to the development of an enhanced CapsNet, HeCapsNet, which adjusts the feature extraction layers, adds extra convolutional layers and utilizes improved initialization and padding schemes. HeCapsNet achieved higher accuracy rates, including 97.29% for balanced data, 94.19% for imbalanced data, an AUC of 98.69%, and a 5-fold cross-validation accuracy of 95.77%. While our findings aligned with those reported in the literature for relatively more uncomplicated, non-medical datasets like MNIST and F-MNIST, we achieved better results with more complex, medically focused datasets, including brain MRI, knee, and our novel dataset.
In addition, this thesis introduces MedCapsNet, a new hybrid capsule model that combines the modified DenseNet201 model with the original CapsNet. The architecture of this model is designed to detect and classify cases of heel bone pathologies using lateral heel X-ray images of the foot. The model has been applied to a heel data set and other medical datasets (John Cheng's MRI brain, Breast BreaKHis v1, and HAM10000 melanoma). MedCapsNet's versatility in different types of images, including X-ray, MRI, and microscopy images, where it achieved high-performance metrics without requiring a unique architecture for each set or tuning the hyperparameter for each dataset, made it superior to state-of-the-art models.
HeCapsNet and MedCapsNet offer the potential of AI-based methods to detect and categorize heel bones, fulfilling the need for diagnosis and more reliable management of these conditions.Topuk dikeni ve Sever hastalığı gibi topuk kemiği rahatsızlıkları, hastaların günlük aktivitelerinde önemli zorluklar yaratmaktadır. Ortopedi ve travmatoloji doktorları teşhis için ayak röntgenlerine güvenirken, bu durumların daha fazla yapay zeka tabanlı tespitine ve sınıflandırılmasına ihtiyaç vardır. Bu ihtiyacı karşılamak için bu çalışma, HeCapsNet ve MedCapsNet iki derin öğrenme modeli sunmaktadır:
İlk olarak 3.956 yan ayak röntgen görüntüsünden oluşan yeni bir veri kümesi sunmakta ve orijinal kapsül ağını (CapsNet) temel olarak kullanmaktadır. CapsNet'in düşük doğruluğu (%73,99), özellik çıkarma katmanlarını ayarlayan, ekstra evrişimli katmanlar ekleyen ve gelişmiş başlatma ve doldurma şemaları kullanan gelişmiş bir kapsül ağı olan HeCapsNet'in geliştirilmesine yol
açmıştır. HeCapsNet, dengeli veriler için %97,29, dengesiz veriler için %94,19, %98,69 AUC ve %95,77 5 kat çapraz doğrulama doğruluğu dahil olmak üzere daha yüksek doğruluk oranları elde etmiştir. Son teknoloji ürünü modifiye CapsNet modelleriyle yapılan karşılaştırmalar, HeCapsNet'in daha karmaşık tıbbi veri kümelerinde daha iyi performans gösterdiğini ortaya koymaktadır.
Ayrıca bu çalışma, modife edilmiş bir DenseNet201 ile bir kapsül ağını birleştiren yeni bir hibrit kapsül modeli olan MedCapsNet'i de önermektedir. Bu model, yan topuk ayak röntgen görüntülerini kullanarak topuk kemiği hastalıklarını doğru bir şekilde tespit etmek ve sınıflandırmak için tasarlanmıştır. Topuk veri kümesi ve diğer tıbbi veri kümeleri (Jun Cheng Brain MRI, Breast BreaKHis v1 ve HAM10000 cilt kanseri) üzerinde yapılan deneyler, veri kümesine özgü mimari veya hiperparametre ayarına ihtiyaç duymadan yüksek performans ölçümleri elde eden MedCapsNet'in çok yönlülüğünü göstermektedir.
HeCapsNet ve MedCapsNet, topuk kemiklerinin tespiti ve sınıflandırılmasına yardımcı olmak için yapay zeka tabanlı yaklaşımların potansiyelini ortaya koyarak, teşhis süreçlerinin iyileştirilmesine ve bu koşulların daha güvenilir bir şekilde yönetilmesine katkıda bulunmayı amaçlamaktadır
Harnessing low thermal conductivity potential of sawdust to retard icing on bridge deck asphalt pavement surfaces
No full textŞiddetli kış koşullarında, köprü tabliyesi asfalt kaplama yüzeyinde kar ve buz birikmesi trafik ve yol güvenliği için önemli bir tehdit oluşturma potansiyeline sahiptir. Bu tez çalışmasının amacı, köprü tabliyesi asfalt kaplama yüzeyinde buzlanmayı geciktirmek için odun talaşının düşük termal iletkenlik potansiyelini kullanmaktır. Talaşın yüksek karıştırma sıcaklığına direncini gözlemlemek için 165°C sıcaklıkta 3 saat boyunca etüvde tutularak bir ön deney yapılmış ve olumlu sonuç elde edilerek odun talaşının bahsedilen amaca uygun olarak kullanılabileceği ortaya koyulmuştur. Yine bir takım ön deneyler ile uygun ikame oranlarının belirlenmesine çalışılmış ve toplam agrega ağırlığının %10, %20 ve %30'u oranında iri agrega, ince agrega ve filler olarak ikame edilen odun talaşı miktarlarının
uygunluğu araştırılmıştır. Nihai olarak %5, %10, %20 oranlarında odun talaşı kullanılmasına karar verilmiş ve ilgili Marshall numuneleri hazırlanmıştır. Sonrasında tüm numuneler TS EN 12697 standardına göre Marshall testlerine tabi tutularak stabilite ve akma değerleri elde edilmiştir. Karayolu Teknik Şartnamesi uyarınca elde edilen sonuçlar değerlendirilmiş ve optimum numuneler ile kontrol numunesi donma/buzlanma deneylerine tabi tutulmuş, termal kamera ile ısı değişimleri gözlemlenmiştir. Son olarak optimum numune ve kontrol numunelerinin 2mm dilimler halinde bilgisayarlı tomografi (BT) görüntüleri elde edilerek boşluk oranları ve homojenlik durumları incelenmiştir.
Söz konusu deneyler ile bitümlü sıcak karışım içerisindeki ikame odun talaşının optimum boyut ve oranı, optimum boyut ve oran için donma/buzlanmadaki gecikmenin yeterliliği, odun talaşının karışım içerisindeki homojenliği ve boşluk miktarına etkisi gibi sorulara cevap aranmıştır. Sonuç olarak odun talaşının, karayolunun özellikle köprü ve viyadük gibi donma potansiyeli açısından riskli kesimlerinde bitümlü sıcak karışımlar (BSK) içerisinde filler boyutunda kullanılmasının fizibil olduğu, % 20 ikame odun talaşı için stabilite ve akma değerleri açısından herhangi bir olumsuz sonuç doğurmaksızın kayda değer bir donma/buzlanma gecikmesi sağladığı, karışım içerisinde ise homojenlik ve boşluk miktarı açısından ise öngörülenin aksine bir problem teşkil etmediği ortaya koyulmuştur. Ancak bu çalışmada bütçe ve süre kısıtları sebebiyle sınırlı deneyler gerçekleştirilebilmiş olup gelecek çalışmalarda uzun süreli mekanik performans ve daha detaylı termal iletkenlik performansı deneyleri ile çalışmanın daha anlamlı bir hale getirilebileceği değerlendirilmektedir.In severe winter conditions, snow and ice accumulation on the bridge deck asphalt pavement surface has the potential to pose a significant threat to traffic and road safety. The aim of this thesis is to harness the low thermal conductivity potential of wood sawdust to retard icing on the bridge deck asphalt pavement surface. In order to observe the resistance of wood sawdust to high mixing temperature, a preliminary experiment was carried out by keeping the wood sawdust in an oven at 165°C for 3 hours and a positive result was obtained and it was revealed that wood sawdust can be used for the mentioned purpose. Subsequent, a number of preliminary experiments were carried out to determine the appropriate substitution ratios and the suitability of the amounts of wood sawdust substituted as coarse aggregate, fine
aggregate and filler at the rate of 10%, 20% and 30% of the total aggregate weight were investigated. Finally, it was decided to use 5%, 10%, 20% wood sawdust and the related Marshall specimens were prepared. Afterwards, all specimens were subjected to Marshall tests according to TS EN 12697 standard and stability and flow values were obtained. The results obtained in accordance with the Highway Technical Specifications were evaluated and the optimum specimens and the control specimen were subjected to freezing/icing tests and the temperature changes were observed with a thermal camera. Finally, computed tomography (CT) images of the optimum and control specimens in 2 mm slices were obtained and their void ratios and homogeneity were analysed.
With these experiments, answers to questions such as the optimum size and proportion of wood sawdust in hot mix asphalt, the adequacy of the delay in freezing/icing for optimum size and proportion, the homogeneity of wood sawdust in the mixture and its effect on the amount of voids were sought. As a result, it was found that it is feasible to use wood sawdust as a filler in hot mixtures asphalt (HMA), especially in risky sections of the highway in terms of freezing potential such as bridges and viaducts, it provides a significant freezing/icing delay without any negative consequences in terms of stability and flow values for 20% substitute wood sawdust, and it does not pose a problem in terms of homogeneity and void amount in the mixture contrary to what was predicted. However, limited experiments could be carried out in this study due to budget and time constraints, and it is evaluated that the study can be made more meaningful with long-term mechanical performance and more detailed thermal conductivity performance experiments in future studies.Bu tez çalışması, Karabük Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinatörlüğü tarafından KBÜBAP-23-YL-134 numaralı tez projesi kapsamında desteklenmiştir
The effect of PWHT on the mechanical properties of HHA 500 armor steel welds
No full textArmor steels are produced to protect against any explosions and armed attacks. In addition, high hardness armor (HHA) steels have excellent ballistic properties due to their hardness and strength. Choosing the correct welding method and providing optimum heat input when joining armor steels is very important in order to obtain the desired properties. Additionally, unwanted residual stresses occur after welding. It can be relieved by post-weld heat treatments (PWHT). This research aims to investigate the effect of PWHT on the mechanical properties and microstructure of Bisalloy HHA500 armor steel welded with gas metal arc welding (GMAW). The Bisalloy HHA500 series armor steels were joined with the automated GMAW method at optimized welding parameters through preliminary experimental tests. After welding processes, PWHT was applied at 650°C for 1 hour. In order to determine the mechanical properties of both as-welded and PWHT joints, tensile, bending, and Charpy-notch impact tests were performed. The microstructure investigation and hardness measurements were carried out. As a result of PWHT, an increase in the Charpy-notch impact strength by 16% was detected. © IMechE 2025
Effect of altitude and aspect on some morphologıcal features in black pine (Pinus nigra J.F.Arnold subsp. pallasiana (Lamb.) Holmboe) forests in karabuk (dikmen) region
No full textBu çalışmada, topografik faktörlerden yükselti ve bakının karaçamın dış morfolojik karakterleri üzerindeki etkisi incelenmiştir. Çalışma alanı, Dikmen Orman İşletme Şefliği (Karabük) sınırları içerisinde yer almaktadır. Araştırma alanında, 3 farklı yükselti basamağı (700-900, 900-1100 ve 1100-1300 m) ve iki bakı (Kuzey ve Güney) grubunda doğal ve saf karaçam meşcereleri seçilmiştir. Örnek alanlarda belirlenen toplam 78 ağacın her birinden elde edilen 20 ibre ve 20 kozalak üzerinde, ibre uzunluğu, ibre genişliği, ibre kalınlığı, kın boyu, kozalak boyu, kozalak eni değerleri ölçülmüştür ve kozalak en/boy oranı hesaplanmıştır.
Yapılan tüm ölçümler sonucunda ortalama ibre uzunluğu 126,02 mm, ibre genişliği 1,48 mm, ibre kalınlığı 0,78 mm ve kın boyu 17,37 mm olarak belirlenirken; ortalama
kozalak boyu 57,13 mm, kozalak eni 27,39 mm ve kozalak en/boy oranı ise 0,49 olarak tespit edilmiştir.
Çalışmada, ibre ve kozalaklara ait morfolojik özelliklerde yükselti ve bakı gruplarına bağlı olarak değişimlerin belirlenebilmesi amacıyla, elde edilen veriler üzerinde çok değişkenli varyans analizi (MANOVA) ve Tukey HSD testi uygulanmıştır. Analiz sonuçlarına göre; en kısa ibre ve kınlar en düşük yükseltide kaydedilmiştir. Yine aynı yükselti basamağının kuzey bakı grubundaki meşcerenin, diğer tüm meşcerelerden daha kalın ve daha geniş ibrelere sahip olduğu tespit edilmiştir. Morfolojik karakterler arasında en belirgin değişim kozalak genişliklerinde kaydedilmiştir. Yükselti arttıkça kozalak genişliklerinin de arttığı saptanmıştır.In this study, the effects of topographic factors such as altitude and aspect on the external morphological characters of black pine were investigated. The study area is located within the borders of Dikmen Forest Planning Unit (Karabük). In the research area, natural and pure black pine stands were selected in three different elevation steps (700-900, 900-1100 and 1100-1300 m) and two aspect groups (North and South). Needle length, needle width, needle thickness, sheath length, cone length, cone width values were measured on 20 needles and 20 cones obtained from each of the 78 trees determined in the sample areas, and the cone width/height ratio was calculated.
All measurements showed that the average needle length was 126,02 mm, the average needle width was 1,48 mm, the average needle thickness was 0,78 mm, and the average sheath length was 17,37 mm. The average cone length was 57,13 mm, the average cone width was 27,39 mm, and the average cone width/height ratio was 0,49.
Following the measurements, the data was subjected to the Tukey HSD test and multivariate analysis of variance (MANOVA) to ascertain how the elevation and aspect groups affected the needle and cone properties. According to the analysis results; the shortest needles and sheaths were recorded at the lowest elevation. Again, it was determined that the stand in the northern aspect group of the same elevation step had thicker and wider needles than all other stands. The most significant change among morphological characters was recorded in cone widths. It was discovered that cone widths grew as altitude increased
14 Ghz ve 26 Ghz'de anten geliştirme için yapay manyetik iletken tasarımı
No full textThis thesis studies the design and implementation of AMCs specifically modified to enhance the performance of microstrip patch antennas operating at frequencies of 26 GHz and 14 GHz. The study emphasizes the significance of AMCs in modern wireless communication and satellite systems, where high efficiency and performance are essential. The design parameters for the 26 GHz AMC have been carefully chosen to optimize interaction with electromagnetic waves, ultimately improving the overall gain and directivity of the antenna system. The 26 GHz AMC features a hexagonal design that provides a more uniform surface for electromagnetic wave interaction compared to standard rectangular or square designs. This unique shape enhances phase control and reflection characteristics, which are crucial for optimal antenna performance. When integrated with a microstrip patch antenna, the AMC significantly
improved performance; the gain increased from 7.45 dBi to 7.94 dBi, and the directivity rose from 11.2 dBi to 17.3 dBi. These enhancements show the AMC's capability to effectively radiate energy while maintaining strong communication links.
The design of the 14 GHz AMC employs a similar approach, focusing on optimizing parameters to achieve optimal resonance. It again uses a hexagonal shape, benefiting its unique electromagnetic characteristics. The performance of the microstrip patch antenna at this frequency has also seen significant improvements, with the gain increasing from 5.65 dBi to 6.95 dBi and the directivity rising from 7.21 dBi to 8.56 dBi following AMC integration. These results demonstrate the AMC's capability to enhance antenna performance, particularly in applications that require high efficiency.
The findings of this study indicate that integrating AMCs with microstrip patch antennas can significantly enhance antenna performance. The significant improvements in gain and directivity for both frequency designs highlight the benefits of utilizing AMCs in modern antenna design. As wireless communication technologies continue to evolve, the importance of AMCs in boosting antenna performance is anticipated to grow, resulting in more reliable and effective communication systems.Bu tez, 26 GHz ve 14 GHz frekanslarında çalışan mikroşerit yama antenlerinin performansını artırmak için özel olarak modifiye edilmiş yapay manyetik iletkenlerin (AMC'ler) tasarımını ve uygulamasını incelemektedir. Çalışma, yüksek verimlilik ve performansın esas olduğu modern kablosuz iletişim ve uydu sistemlerinde AMC'lerin önemini vurgulamaktadır. 26 GHz AMC için tasarım parametreleri, elektromanyetik dalgalarla etkileşimi optimize etmek için dikkatlice seçilmiştir ve sonuçta anten sisteminin genel kazancı ve yönlülüğü iyileştirilmiştir. 26 GHz AMC, standart dikdörtgen veya kare tasarımlara kıyasla elektromanyetik dalga etkileşimi için daha düzgün bir yüzey sağlayan altıgen bir tasarıma sahiptir. Bu benzersiz şekil, optimum anten performansı için çok önemli olan faz kontrolü ve yansıma özelliklerini geliştirir. Bir mikroşerit yama anteni ile entegre edildiğinde, AMC performansı önemli ölçüde iyileştirmiştir; kazanç 7,45 dBi'den 7,94 dBi'ye ve yönlülük 11,2 dBi'den 17,3 dBi'ye
yükselmiştir. Bu geliştirmeler, AMC'nin güçlü iletişim bağlantılarını korurken enerjiyi etkili bir şekilde yayma yeteneğini göstermektedir.
14 GHz AMC'nin tasarımı, optimum rezonansı elde etmek için parametreleri optimize etmeye odaklanarak benzer bir yaklaşım kullanır. Yine altıgen bir şekil kullanır ve benzersiz elektromanyetik özelliklerinden yararlanır. Bu frekanstaki mikro şerit yama anteninin performansı da önemli iyileştirmeler gördü, kazanç 5,65 dBi'den 6,95 dBi'ye ve yönlülük AMC entegrasyonundan sonra 7,21 dBi'den 8,56 dBi'ye yükseldi. Bu sonuçlar, AMC'nin özellikle yüksek verimlilik gerektiren uygulamalarda anten performansını artırma yeteneğini göstermektedir.
Bu çalışmanın bulguları, AMC'leri mikro şerit yama antenleriyle entegre etmenin anten performansını önemli ölçüde artırabileceğini göstermektedir. Her iki frekans tasarımında da kazanç ve yönlülükteki önemli iyileştirmeler, modern anten tasarımında AMC'lerin kullanılmasının faydalarını vurgulamaktadır. Kablosuz iletişim teknolojileri gelişmeye devam ettikçe, AMC'lerin anten performansını artırmadaki öneminin artması ve bunun daha güvenilir ve etkili iletişim sistemleriyle sonuçlanması beklenmektedir
The effect of impeller diameter measurement on end suction pump performance characteristics
No full textYaptığım çalışmada uçtan emişli pompalarda çark çapının küçültülmesinin debi, basınca olan etkisini tespit etmektir. Bu çalışmada NM 50-250 model uçtan emişli pompa modeli kullanılmıştır. Uçtan emişli pompa, hassas veriler elde edilen test standına bağlanmıştır. Sabit devirli 45 kW 3000 devir motor kullanılmıştır. Tam çap dahil olmak üzere 5 farklı çark çapı incelenmiştir. Bu çark çapları sırası ile D2: 268 mm (Tam Çap), D2: 253 mm, D2: 238 mm, D2: 223 mm, D2: 210 mm’dir. Her bir çark çapı aynı pompaya montajı yapılarak, pompa karakteristik eğrileri çıkarılmıştır. Bu eğrilere göre tam çap ölçüsünden daha küçük bir çark çapı pompaya montajı yapıldığında, pompanın veriminin düştüğü gözlemlenmiştir. Fakat bu verim düşmesi çok az miktarda olduğu için aslında pompa hala verimli çalışmaktadır.
Verimler sırası ile; D2: 268 mm çapı için verim :0,51, D2: 253 mm çapı için verim :0,509, D2: 238 mm çapı için verim :0,503, D2: 223 mm çapı için verim :0,499, D2: 210 mm çapı için verim :0,495 çıkmaktadır. Bu verilerden anlaşılacağı üzere çark çapı küçüldükçe verimde azalmalar çok azdır. Bundan dolayı NM 50-250 pompa modeli için 210 mm aşağısı çark çapı küçültmenin verim açısından düşük olduğu gözlemlenmiştir. Pompa yanlış seçiminden dolayı istenilen debi ve basıncı elde etmek için, yeni pompa alımına gerek kalınmadan çark çapı küçültülerek istenilen debi, basınç ve verimi elde etmek mümkündür.The study I conducted was to determine the effect of reducing the impeller diameter in end-suction pumps on flow rate and pressure. In this study, the NM 50-250 model end-suction pump model was used. The end-suction pump was connected to the test stand where sensitive data was obtained. A fixed-speed 45 kW 3000 rpm motor was used. 5 different impeller diameters, including the full diameter, were examined. These impeller diameters are D2: 268 mm (Full Diameter), D2: 253 mm, D2: 238 mm, D2: 223 mm, D2: 210 mm, respectively. Each impeller diameter was mounted on the same pump and pump characteristic curves were obtained. According to these curves, it was observed that the efficiency of the pump decreased when an impeller diameter smaller than the full diameter was mounted on the pump. However, since this decrease in efficiency was very small, the pump still works efficiently.
Efficiencies are in order; For diameter D2: 268 mm, efficiency is : 0.51, for diameter D2: 253 mm, efficiency is : 0.509, for diameter D2: 238 mm, efficiency is : 0.503, for diameter D2: 223 mm, efficiency is : 0.499, for diameter D2: 210 mm, efficiency is : 0.495. As can be understood from these data, efficiency decreases very little as impeller diameter decreases. Therefore, it is observed that reducing impeller diameter below 210 mm is low in terms of efficiency for NM 50-250 pump model. In order to obtain the desired flow rate and pressure due to wrong pump selection, it is possible to obtain the desired flow rate, pressure and efficiency by reducing the impeller diameter without the need to purchase a new pump