E-ISSN: 2587-0351 | ISSN: 1300-2694
Pamukkale University Journal of Engineering Sciences - Pamukkale Univ Muh Bilim Derg: 29 (5)
Volume: 29  Issue: 5 - 2023
1.Cover-Contents
Pamukkale Üniversitesi Mühendislik Bilimleri Dergisi
Pages I - VI

2.Pre-Chamber spark ignition: a reliability analysis of pre-chamber valve functions
Faraz Akbar, Sarah Zaki
doi: 10.5505/pajes.2022.66990  Pages 418 - 425
Ön oda ateşlemesi, kıvılcım ateşlemeli motorların zayıf hava-yakıt ayarlarında çalışmasına izin vermek için çekici bir yaklaşımdır. Yakıt verimliliğini artırır ve emisyonları azaltır. Bu çalışmada, Karaçi'de elektrik üretim sektöründe sürekli yükte çalışan tek bir GE Jenbacher J620 doğal gaz motorunun güvenilirlik analizi yapılmıştır. Ön oda gaz vanasının (PCV) bir küvet eğrisi oluşturuldu. Toplanan üç yıllık veriler, bir sonraki revizyona kadar tam bir revizyondan sonra meydana gelen PCV arızalarını içeriyordu. Güvenilirlik çalışması, toplanan verilere üstel dağılım sonuçlarının uygulanmasına dayanmaktadır. Gaz vanasının 2500 saat ve 4500 saatte ortalama arıza süresi (MTTF) hesaplandı. Hesaplanan verilerin güvenilirliği zamanla azaldı. 1500 saatten itibaren güvenilirlik neredeyse sıfır oldu. Bu eğrinin üretici spesifikasyonlarından elde edilen eğri ile karşılaştırılmasında 1500 saatte güvenilirlikte 0,5 veya %50 azalma olduğu tespit edilmiştir. Sonuçlar, 4500 saatte MTTF'nin %40 ile en yüksek güvenilirliğe sahip olduğunu gösterdi. Üstel dağılım kullanılarak, MTTF'nin 545.5 saat olduğu bulundu. Bu, bağlantılara gereken özen ve zamanında yağlama sağlandığında artabilirdi.
A pre-chamber ignition allows spark-ignition engines to operate in lean air-fuel settings. It improves fuel efficiency and reduces emissions. In this study, a reliability analysis of a single GE Jenbacher J620 natural gas engine was done. It was operational on continuous load in the power generation sector in Karachi, Pakistan. The bathtub curve of GE J620 pre-chamber gas valve (PCV) was generated. The three-year industrial data comprised PCV failures that occurred between two overhauls. During infant mortality, the curve revealed 7 failures during 1000 hours. This decreased to a failure for the next two cycles of thousand hours each. The mean-time-to-failure (MTTF) of the gas valve at 2500 hours and 4500 hours was calculated. There was a 50% decrease in reliability after 1500 hours. Exponential distribution revealed that the mean time-to-failure (MTTF) was 545.5 hours. This study was the first of its kind in the facility. Previously, much time was lost in breakdown maintenance. Thus, it helped to increase the system’s reliability.

3.Efficiency analysis of OECD countries during COVID-19 pandemic using multi-stage DEA
Şeyma Meltem Kıdak, Rifat Aykut Arapoğlu, Ezgi Aktar Demirtaş
doi: 10.5505/pajes.2022.81486  Pages 426 - 439
Bu çalışmanın amacı, 36 OECD ülkesinin Covid 19 pandemisi ile mücadeledeki etkinliklerini karşılaştırmaktır. Üç aşamalı VZA (Veri Zarflama Analizi) önerilmiştir. İlk aşama, covid öncesi durumu analiz ederken, bulaş kontrolü ve tıbbi tedavi aşamaları ise ülkelerin mevcut COVID durumunu değerlendirmektedir. Üç aşamalı modelde 8 adet girdi değişkeni, 3 adet ara değişken ve 3 adet çıktı değişkeni kullanılmıştır. Etkinlik analizi, çıktı yönelimli ve ölçeğe göre sabit getirili CCR ve ölçeğe göre değişken getirili BCC modelleri kullanılarak gerçekleştirilmiştir. Öncelikle herbir aşama için tüm ülkelerin etkinlik analizi yapılmıştır. Etkin sınırda olmayan ülkeler için hedef değerler hesaplanmıştır. Hedef değerler ve yüzde değişimler dikkate alınarak ülkelerin etkin sınıra ulaşabilmesi için önerilerde bulunulmuştur. Türkiye’nin Covid-öncesi ve tıbbi tedavi aşamalarında etkin olduğu, bulaş kontrolünde ise etkin olmadığı görülmüştür. Bulaş kontrolünde Türkiye’ye referans olan ülkelerle kıyaslama yapılarak önerilerde bulunulmuştur. Sonrasında duyarlılık analizi olarak nitelendirilebilecek bir çalışma ile aşamalara farklı ağırlıklar verilerek her ülke için bütünsel etkinlik puanları hesaplanmıştır. Covid öncesi ve Covid pandemi sürecini birlikte ele alan ve bütünsel etkinlik puanlarını hesaplayan çok aşamalı bir VZA çalışmasına rastlanmamıştır.
The aim of this study is to compare the efficiencies of 36 OECD countries in the fight against the COVID 19 pandemic. A three-stage DEA (Data Envelopment Analysis) is proposed. While the first stage analyzes the pre-covid situation, the contagion control and medical treatment stages evaluate the current COVID status of the countries. In the three-stage model, 8 input, 3 intermediate and 3 output variables are used. Efficiency analysis was carried out using output-oriented and constant return to scale CCR model and variable return to scale BCC models. First of all, efficiency analysis was performed for all countries at each stage. Target values have been calculated for countries that are not on the efficient frontier. Considering the target values and percentage changes, suggestions were made for countries to reach the efficient frontier. It has been observed that Turkey is efficient in the pre-Covid and medical treatment stages, but inefficient in the contagion control. Suggestions have been made by comparing the countries that are in the reference position for Turkey in the contagion control stage. Afterwards, with a study that can be described as a sensitivity analysis, overall efficiency scores were calculated for each country by giving different weights to the stages. No multi-stage DEA study has been found that calculates overall efficiency scores and deals with the pre-Covid and Covid pandemic period together.

4.Evaluation of hardness values in machine part surface hardening process by fuzzy quality control and process capability analysis
Ahmet Bilal Şengül, Ümran Şengül
doi: 10.5505/pajes.2022.50449  Pages 440 - 450
Makine parçası imalatında, su verme yoluyla sertleştirme, endüstrinin her alanında farklı ortam ve koşullarda kullanılan bir yöntemdir. Elde edilen sertlik değerlerinin, ilgili makine parçasının işlevinin gerekliliklerine göre uygun değer aralığında olması gerekmektedir. Sertlik değerlerinin, sertlik ölçme yöntemlerinden biri olan ASTM E10-01 (Metalik Malzemelerin Brinell Sertliği için Standart Test Yöntemi)’e göre ölçümü yaygındır. Çalışmada makine parçası imal eden bir işletmede ilgili parçanın Teknik resmine göre yapılan su verme-menevişleme işlemi neticesinde elde edilen sertlik değerlerinin spesifikasyonlara uygunluğunu test etmek için, Shewart Ortalama (X ̅) ve Aralık (R) kalite kontrol grafikleri ve süreç yeterlilik analizi kullanılmıştır. Ayrıca, gözlem değerlerinin yaklaşık değer içermesi nedeniyle, gözlem değerleri bulanık sayılara çevrilip “Fuzzy rules method for TFN case” yöntemi ile bulanık kalite kontrol analizleri yapılmış ve süreç yeterliliği ölçülmüştür. Her iki yönteme göre, çalışma sonucunda, proses değişkenliğinin fazla olduğu ve bundan dolayı da prosesin yeterli olmadığı tespit edilmiştir.
In the manufacture of machine parts, quenching is a method used in all areas of the industry in different environments and conditions. The obtained hardness values must be in the appropriate value range according to the requirements of the function of the relevant machine part. It is common to measure hardness values according to ASTM E10-01 (Standard Test Method for Brinell Hardness of Metallic Materials), which is one of the hardness measurement methods. In the study, Shewart Average (X ̅) and Range (R) quality control charts and process capability analysis were used to test the compliance of the hardness values obtained as a result of the quenching-tempering process according to the technical drawing of the relevant part in a company manufacturing machine parts. In addition, due to the approximate value of the observation values, the observation values were converted into fuzzy numbers and fuzzy quality control analyzes were performed with the "Fuzzy rules method for TFN case" method, and process adequacy was measured. According to both methods, as a result of the study, it was determined that the process variability was high and therefore the process was not sufficient.

5.The effect of behavior changes caused by the covid-19 pandemic on electricity consumptions and feeder loads: a case study on an electricity distribution feeder
Hüseyin Öztürk, Kıvanç Başaran
doi: 10.5505/pajes.2022.72829  Pages 451 - 457
Aralık 2019’da Çin’in Hubey eyaletinin Wuhan kentinde ortaya çıkan COVİD-19 (Sars CoV-2) virüsü kısa sürede tüm dünyayı etkisi altına almış ve Dünya Sağlık Örgütü (WHO) tarafından 11 Mart 2020 tarihi itibariyle küresel salgın ilan edilmiştir. Bu tarihten sonra virüsün yayılımı önlemek için tüm dünyada kapanma tedbirleri uygulanmaya başlanmıştır. Getirilen tedbirler nedeniyle elektrik enerjisi tüketiminde önceki yıllara göre değişimler yaşanmıştır. Kısıtlamaların insan hayatını en çok etkilediği 2020 yılı Mart, Nisan ve Mayıs aylarında tüm dünyada enerji talebinde dinamik değişimler meydana gelmiştir. Bu durum uluslararası enerji piyasalarını, enerji üretimi ve şebeke yük planlamalarını etkilemiştir. Türkiye’de toplam elektrik tüketimi bir önceki yıla göre artmasına rağmen ticarethane tarifesindeki tüketimlerde azalış meydana gelmiştir. Bu çalışmada, Türkiye ve İzmir ilinin elektrik tüketimlerinin tarifeler özelinde zamana bağlı olarak analizi yapılarak COVİD-19 salgınının elektrik tüketimi üzerindeki etkileri incelenmiştir. COVİD-19’un elektrik dağıtım şebekeleri üzerindeki etkisini görmek için ise bir elektrik dağıtım fideri üzerinde vaka çalışması yapılmıştır. Vaka çalışması için abone yoğunluğunun %99’u mesken ve ticarethane tarife grubunda yer alan bir elektrik dağıtım fideri seçilmiştir. Fider için 2018, 2019 ve 2020 yılı verilerine göre yapay sinir ağları makine öğrenmesi yöntemi kullanılarak yük tahmini yapılmıştır. Yapılan yük tahmin çalışmasında, verilerin %75’i öğrenme için, %25’i ise test için seçilmiştir. Çalışma sonucunda 2020 yılı gerçek ve tahmin yük verileri karşılaştırılmıştır. COVİD-19 pandemisinin bir elektrik dağıtım fiderinin yükü üzerindeki etkileri incelenmiştir. Çalışmada, yük tahminin performans değerleri mse, 0,0024 ve R2, 0,83 olarak tespit edilmiştir.
The COVID-19 (Sars CoV-2) virus, which emerged in Wuhan city of Hubei province of China in December 2019, affected the whole world in a short time and was declared a global epidemic by the World Health Organization (WHO) as of March 11, 2020. After this date, closure measures have been implemented all over the world to prevent the spread of the virus. Due to the provisions taken, there have been changes in electrical energy consumption compared to previous years. In March, April and May 2020, when the restrictions affected human life the most, dynamic changes occurred in energy demand all over the world. This has affected international energy markets, energy production and grid load planning. Although the total electricity consumption in Turkey increased compared to the previous year, there was a decrease in the consumption in the commercial tariff. In this study, the effects of the COVID-19 pandemic on electricity consumption were analyzed by analyzing the electricity consumption of Turkey and İzmir, depending on the tariffs, based on time. A case study was conducted on an electricity distribution feeder to see the impact of COVID-19 on electricity distribution networks. For the case study, an electricity distribution feeder with 99% of the subscriber density in the residential and commercial tariff group was selected. For the feeder, load forecasting was made using artificial neural networks machine learning method according to 2018, 2019 and 2020 data. In the load forecasting study, 75% of the data was selected for learning and 25% for testing. As a result of the study, the actual and forecasted load data of 2020 were compared. The effects of the COVID-19 pandemic on the lad of an electricity distribution feeder were investigated. In the study, the performance values of load forecasting were determined mse as 0.0024 and R2 as 0.83.

6.Analysis of transportable off-grid solar power generation for rural electricity supply: an application study of Sanliurfa, Turkey
Batur Alp Akgül, Fatih Alisinanoğlu, Sadettin Özyazıcı, Muhammet Fatih Hasoğlu, Bülent Haznedar
doi: 10.5505/pajes.2022.87894  Pages 458 - 467
Teknolojideki gelişmelere rağmen, kırsal ve az gelişmiş bölgelerde elektrik enerjisi ihtiyacı maliyet ve sürdürülebilirlik açısından henüz tam olarak karşılanamamaktadır. Günümüzde küçük ölçekli Fotovoltaik (PV) sistemler başka bölgelere taşınabilmekte ve kolaylıkla yeniden kurulabilmektedir. Bu sayede ev kullanımı ve insani amaçlar için ihtiyaç duyulan alanlarda bu sistemler kullanılabilir. Enerjinin genellikle önemli olduğu ve şebeke enerjisinin mevcut olmadığı veya istikrarsız olduğu kırsal ve uzak bölgelerde PV tabanlı bir mikro şebekeye ihtiyaç duyulduğuna şüphe yoktur. Mobilite mikroşebeke tasarım çalışmaları, bu gibi durumlarda zaman, çaba ve maliyetleri önemli ölçüde azaltabilir. Bu nedenle, güneş enerjisine dayalı izole edilmiş bir (şebeke dışı) mikroşebekenin tasarımı, modellemesi ve teknik simülasyonu bu yazıda incelenmekte ve analiz edilmektedir. Bu çalışma aynı zamanda küçük ölçekli FV güç üretimi için sürdürülebilir bir çözüm sağlayan mobilite mikroşebeke tasarımının gelecekteki eğilimlerini de vurgulamaktadır. Ek olarak, geliştirilen mikroşebekede Enerji Depolama (ES) ve PV enerji teknolojileri ile güç yönetimi için en uygun çözüm yaklaşımı sunulmaktadır. Tasarlanan sistemin fayda-maliyet analizinin yanı sıra kullanım ömrü, pil performansı, enerji üretimi gibi önemli kriterler değerlendirilmiştir. 24 saatlik senaryoda yük akışı ile Dağıtılmış Enerji Kaynakları (DER) modellenerek, simüle edilmiş ve bulgular da sunulmuştur. Spesifik olarak, Türkiye’nin Şanlıurfa şehrinde, 105.60kWh ES ve 16kVA dizel jeneratör ile 60.75kWp izole edilmiş (şebeke dışı) PV sistemi için bir uygulama çalışması, finansal, bölgesel ve teknik parametrelerin yanı sıra sayısal modelleme ve MATLAB simülasyonu ile birlikte ele alınmaktadır.
Despite the advances in technology, electrical energy needs in rural and less developed regions is not yet fully met in terms of cost and sustainability. Nowadays, small-scale Photovoltaic (PV) systems can be transported to other regions and easily reinstalled so that these systems can be used in areas where needed for home usage and humanitarian purposes. There is no doubt that a PV-based microgrid is needed in rural and remote areas where energy is often important, and grid energy is not available or unstable. Mobility microgrid design studies can reduce time, effort, and costs significantly in such cases. Therefore, the design, modeling, and technical simulation of an isolated system based on solar energy are investigated and analyzed in this paper. This study also highlights the future trends of transportable-based isolated (off-grid) microgrid design which provides a sustainable solution for small-scale PV power generation. Additionally, an optimal solution approach for power management with Energy Storage (ES) and PV energy technologies is presented in the developed of an off-grid PV system. Aside from the designed system's cost-benefit analysis, important criteria such as lifespan, battery performance, and energy production have been evaluated. The Distributed Energy Resources (DER) with the load flow in 24-hour scenario is modeled, and simulated, also the findings are presented. Specifically, an application study for a 60.75kWp isolated (off-grid) PV system with the 105.60kWh ES, and 16kVA diesel generator is discussed in terms of financial, regional, and technical parameters as well as numerical modeling, and MATLAB simulation for the province of Sanliurfa in Turkey.

7.PhisherHunter: Module design for automatic detection of phishing websites and preventing user abuse
Samet Ganal, Ecir Uğur Küçüksille, Mehmet Ali Yalçınkaya
doi: 10.5505/pajes.2022.22470  Pages 468 - 480
Günümüz dünyasında bilgisayar ve mobil cihazların kullanımının yaygınlaşması internet kullanımının giderek artmasına neden olmaktadır. Kullanıcıların internet ortamında en çok karşılaştığı siber saldırılardan biri oltalama internet siteleridir. Oltalama internet siteleri üzerinden gerçekleştirilen saldırılarda, gerçek internet siteleri kopyalanıp farklı alan adları üzerinden yayın yapılmakta ve kullanıcılar bu sahte internet sitelerine çeşitli sosyal mühendislik teknikleriyle yönlendirilmektedir. Kullanıcılar yönlendirildikleri internet sitesine göre; kredi kartı, kullanıcı adı-şifre bilgileri gibi kişisel ve gizli verilerini saldırgana iletmiş olmaktadır.Bu çalışmada; oltalama internet sitelerinin altyapısının ve içeriğinin oluşturulması anlatılmış, bu tür internet sitelerini tespit etmede kullanılacak 4 farklı metot geliştirilmiştir. Ana tespit yöntemi olan yeni kayıtlı internet sitelerinin incelenmesi ile beraber %95.4’lük başarılı tespit oranına ulaşılmıştır. Çalışmanın aktif savunma kısmında üç farklı yöntem kullanılmıştır. İlk olarak oltalama internet sitesi yayınının durdurulması için yer sağlayıcı firma otomatik olarak tespit edilmiş ve %98 başarı oranıyla bildirim gönderilmiştir. İkinci aktif savunma yöntemi olarak aktif bal küpü (honeypot) tekniği geliştirilmiştir. Aktif bal küpü yöntemi oltalama internet sitesine işaretli bir bilgi girilmesi ve bu bilginin gerçek internet sitesinde takibini amaçlamaktadır. Bu yöntem ile saldırgana ait pek çok veri elde edilebilmektedir. Son aktif savunma yöntemi olarak, oltalama internet sitelerini sahte veriler ile zehirleme metodu geliştirilmiştir. Bu yöntem ile oltalama internet sitelerinin girdi alanları otomatik tespit edilmekte ve çok fazla sahte veri gönderilerek gerçek kullanıcı bilgilerinin saldırganlar tarafından ayırt edilmesi önlenmeye çalışılmıştır. Aktif bal küpü ve sahte veri ile zehirleme yöntemlerinin %92 başarı elde ettiği görülmüştür.
One of the most common cyber-attacks that users encounter on the internet are phishing websites. In the attacks that are performed on phishing websites, real websites are duplicated and published on different domain names, and users are directed to these fake websites through various social engineering techniques. Through to the website to which users are directed, they transmit some personal and confidential data such as credit card, username-password details to attackers. In this study, the establishment of the infrastructure and content of phishing internet sites has been explained, a tool named PhisherHunter created, and four different methods have been developed so as to detect such websites. Through the examination of newly registered websites, which is the main detection method, a successful detection rate of 95.4% has been achieved. Three different methods have been used in the active defense part of the study. Firstly, the hosting company has been automatically determined to stop the publication of the phishing website and a notification has been sent with a success rate of 98%. As the second active defense method, the active honeypot technique has been developed. The active honeypot method aims to enter a marked information on the phishing website and to track this information on the real website. And as the last active defense method, the method of poisoning phishing websites by using fake data has been developed. It has been observed that poisoning methods by using the techniques of active honeypot and fake data have achieved a success of 92%.

8.The new suggested binary rat swarm algorithm
Emine Baş
doi: 10.5505/pajes.2022.58291  Pages 481 - 492
Son zamanlarda araştırmacılar, basit yapısı, yüksek optimizasyon performansı ve adaptasyon kolaylığı nedeniyle optimizasyonda sürü tabanlı algoritmalara ilgi duymaya başlamışlardır. Sürü tabanlı algoritmalar, her ne kadar sürekli optimizasyon problemlerini çözmek için kullanılsalar da ikili optimizasyon problemlerini çözmek için de kullanılabilirler. Sürekli optimizasyonda arama uzayı değişkenleri optimal değere yaklaşmaya çalışırken, ayrık optimizasyonda arama uzayı değişkenleri sabittir ve gerçek değerlerle ifade edilir. İkili optimizasyon ise, karar değişkenleri 0 ve 1 değerleri alır ve temel olarak ayrık optimizasyon sınıfında yer alır. Bu makalede sürekli optimizasyon problemlerini çözmek için önerilmiş Fare Sürüsü Algoritması (FSA) incelenmiştir. FSA, sürü zekasına dayalı bir algoritmadır. Farelerin kovalama ve saldırma davranışları taklit edilerek FSA geliştirilmiştir. Bu çalışmada, orijinal FSA, ikili optimizasyon problemlerini çözmek için tekrar güncellenmiştir ve İkili FSA (BinFSA) önerilmiştir. BinFSA’da sürekli arama alanı değerlerini ikili değerlere dönüştürürken dört adet U ve dört adet T şekilli transfer işlevi kullanılmıştır. Böylece BinFSA'nın sekiz varyantı elde edilmiştir. Bunlar BinFSA1, BinFSA2, BinFSA3, BinFSA4, BinFSA5, BinFSA6, BinFSA7 ve BinFSA8 şeklinde isimlendirilmişlerdir. Bu varyantlar içinden BinFSA'nın en başarılı varyantı BinFSA6 olarak belirlenmiştir. Daha sonra BinFSA6 varyantı, çaprazlama ve mutasyon operatörleri eklenerek geliştirilmiştir ve GBinFSA olarak adlandırılmıştır. GBinFSA’nın performansı sırt çantası problemlerinde test edilmiştir. Ayrıca GBinFSA'nın başarısı literatürden seçilen farklı sezgisel algoritmalarla da karşılaştırılmıştır. Elde edilen sonuçlara göre önerilen algoritmanın çözüm kalitesinin etkili ve karşılaştırılabilir olduğu görülmüştür. Sonuçlar, GBinFSA'nın ikili optimizasyon problemleri için tercih edilen bir buluşsal algoritma olduğunu göstermiştir.
Recently, researchers have started to be interested in population-based swarm-based algorithms in optimization due to their simple structure, high optimization performance, and ease of adaptation. Although swarm-based algorithms solve continuous optimization problems, they can also be used to solve binary optimization problems. In continuous optimization, the search space variables try to approach the optimal value, while in discrete optimization, the search space variables are fixed and expressed with real values. In binary optimization, the decision variables take values of 0 and 1 and are basically in the discrete optimization class. In this paper, the proposed Rat Swarm Algorithm (RSA) to solve continuous optimization problems is examined. RSA is an algorithm based on swarm intelligence. RSA was developed by imitating the chasing and attacking behaviors of rats. In this study, the original RSA was updated again to solve binary optimization problems and Binary RSA (BinRSA) was proposed. In BinRSA, four U-shaped and four T-shaped transfer functions are used while converting the continuous search field values to binary values. Thus, eight variants of BinRSA were obtained. These are named as BinRSA1, BinRSA2, BinRSA3, BinRSA4, BinRSA5, BinRSA6, BinRSA7 and BinRSA8. Among these variants, the most successful variant of BinRSA was determined as BinRSA6. Then the BinRSA6 variant was developed by adding crossover and mutation operators and was named GBinRSA. GBinRSA's performance has been tested in knapsack problems. In addition, the success of GBinRSA was compared with different heuristic algorithms selected from the literature. According to the results obtained, it has been seen that the solution quality of the proposed algorithm is effective and comparable. The results showed that GBinRSA is a preferred heuristic for binary optimization problems.

9.Comparisons of TBEC 2018 and TEC 2007 seismic codes by means of maximum and residual displacement demands
Ahmet Demir
doi: 10.5505/pajes.2022.11268  Pages 493 - 506
Deprem yönetmelikleri, yapılan bilimsel çalışmalar sonucunda elde edilen bilgiler ve meydana gelen depremler sonrasında yapı davranışı ile ilgili gözlemler dikkate alınarak güncellenmektedir. Türkiye’de, Deprem Bölgelerinde Yapılacak Binalar Hakkında Yönetmelik (DBYBHY) yerine 2019 yılından itibaren Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği (TBDY) yürürlüğe girmiştir. Her iki yönetmelikte de yapıların tasarım ve/veya değerlendirilmesi için doğrusal olmayan dinamik analiz ile ilgili tanımlamalar bulunmaktadır. Bununla birlikte, TBDY’de hem tasarım spektrumunun tanımı ve hem de Türkiye’de bulunan herhangi bir konum için tasarım spektrumunun elde edilmesi amacıyla kullanılan spektral parametreler değişmiştir. Bu değişikliklerin ötelenme taleplerine etkisinin değerlendirilmesi amacıyla, farklı periyot ve yatay dayanım oranına sahip tek serbestlik dereceli (TSD) sistemlerin doğrusal olmayan dinamik analizleri hem TBDY hem de DBYBHY’ye göre yapılmış ve maksimum ötelenme ve kalıcı ötelenme taleplerinin ortalaması ile bu taleplere ait saçılımlar karşılaştırılmıştır. Bu amaçla toplamda 72 farklı TSD sistem dikkate alınmış, bu sistemlerin analizi amacıyla TBDY ve DBYBHY (farklı deprem bölgesi, zemin sınıfı ve şehirler) ile uyumlu olarak sırasıyla 84 ve 168 adet ivme kaydı seti kullanılmıştır. Sonuçlar incelendiğinde, a) zemin sınıfına ve şehirlere göre tasarım spektrumlarının değiştiği, b) maksimum ötelenme ve kalıcı ötelenme taleplerinin deprem düzeyi ve zemin sınıfına bağlı olarak değiştiği c) bazı şehirlerde TBDY ile elde edilen taleplerin, bazı şehirlerde ise DBYBHY ile elde edilen taleplerin daha büyük olduğu, d) taleplerin set içerisindeki saçılımların yüksek olduğu ve e) setler arası saçılımın maksimum ötelenme talebi için düşük kalıcı ötelenme talebi için ise yüksek olduğu görülmüştür.
Seismic codes are updated by taking into account the information obtained as a result of scientific studies and the observations after earthquakes about the behavior of the building. In Turkey, the Turkish Building Earthquake Codes (TBEC) has also been published in 2019, instead of the Turkish Earthquake Codes (TEC). Both seismic codes contain definitions for nonlinear dynamic analysis for the design and/or evaluation of structures. However, in TBEC, both the definition of the design spectrum and the spectral parameters used to obtain the design spectrum for any location in Turkey have changed. In order to evaluate the effects of these changes on the drift demands, nonlinear dynamic analyzes of single degree of freedom (SDOF) systems with different periods and lateral strength ratios were made according to both TBEC and TEC. Then, mean of the maximum and residual drift demands and the scattering of these demands were compared. For this purpose, totally 72 different TSD systems were considered. For the analysis of these systems, 84 and 168 ground motion record sets were used according to TEC and TBEC (different earthquake zones, ground class and cities), respectively. When the results are examined, it is seen that a) the design spectrums change according to the ground class and cities, b) the maximum and residual drift demands change depending on the earthquake levels and soil classes, c) in some cities, the demands obtained with TBEC, and in some cities, the demands obtained with TBEC are greater, d) drift demands scattering within the set is high and e) the scattering between the sets is low for the maximum drift demand and high for the residual drift demand.

10.Investigation of the usage of fly ash containing a high amount of sulfate as a clinker replacement material
Murat Saydan, Furkan Türk, Ülkü Sultan Keskin, Hilal Say
doi: 10.5505/pajes.2022.34984  Pages 507 - 512
Türkiye’nin elektrik enerjisi ihtiyacının %80’ini karşılayan termik santrallerde yakılan kömürlerden dolayı her yıl tonlarca uçucu kül açığa çıkmaktadır. Özellikle ülkemizdeki düşük kaliteli linyit rezervleri düşünüldüğünde, açığa çıkan yüksek sülfat içeriğine sahip uçucu küllerin geri dönüşüm oranı oldukça düşüktür. İnşaat sektöründe ise yönetmelikler tarafından uçucu küllerin SO3 oranlarının sınırlandırılması sebebiyle yüksek SO3 içeren küllerin kullanımlarına izin verilmemektedir. Bu çalışmada, ülkemizdeki düşük kaliteli linyit rezervleri sebebiyle yüksek sülfat içeriğine sahip olan, dolayısıyla tamamıyla atık durumda bulunan uçucu küllerin, klinker ikame malzemesi olarak kullanılabilirliği araştırılmıştır. Klinker ikame malzemesi olarak kullanılacak olan ve yüksek oranda sülfat içeren uçucu kül Afşin Elbistan termik santralinden temin edilmiştir. Yüksek oranda sülfat içeren uçucu kül, klinker ve alçı ile farklı oranlarda birlikte öğütülerek karışımlar elde edilmiştir. Karışımların taze halde priz süreleri tayin edilmiş, sertleşmiş numunelerin ise basınç dayanımları incelenmiştir. Çalışma sonucunda, yüksek sülfat içeren uçucu külün priz bitiş sürelerini referans numuneye göre yaklaşık %29 uzatmasına rağmen, 28 günlük basınç dayanımlarını %14’e kadar artırdıkları tespit edilmiştir.
Tons of fly ash are released every year due to the coal burned in thermal power plants that meet 80% of Türkiye's electrical energy needs. Especially considering the low-quality lignite reserves in Türkiye, the recycling rate of the high sulfate fly ash is relatively low. In concrete production, the use of ash containing high SO3 is not allowed due to the limitation of SO3 ratios of fly ash by regulations. Herein, the usability of fly ash, which has a high sulfate content due to the low-quality lignite reserves in Türkiye, and is therefore wholly waste, as a clinker replacement material was investigated. Fly ash, which has been used as a clinker replacement material, was obtained from Afşin Elbistan thermal power plant. Binders were obtained by grinding together the high sulfate fly ash, clinker and gypsum at different rates. The setting times of the mixtures in the fresh cement paste were determined, and the compressive strengths of the hardened samples were examined. As a result of the study, it was concluded that although the high sulfate fly ash extended the setting time by approximately 29% compared to the reference specimen, it increased the 28-day compressive strength of the hardened specimens up to 14%

11.A review on mechanical and durability properties of concrete with waste rubber aggregate
Arif Yilmazoglu, Salih Taner Yildirim
doi: 10.5505/pajes.2022.59783  Pages 513 - 528
Bu çalışma günümüzün en önemli çevresel problemlerinden biri olan atık araç lastiklerinden geridönüştürülmüş kauçuk parçacıklarının betonda kullanımını incelemektedir. Bu amaçla kauçuk agregalı beton (RAC) üzerine yapılmış çalışmalar derlenmiş ve analiz edilmiştir. RAC’lerin fiziksel, mekanik ve durabilite özellikleri araştırılmıştır. Sonuçlar analiz edildiğinde; kauçuk ilavesi RAC’nin basınç ve eğilme dayanımını ve elastisite modülünü düşürmektedir. RAC’nin boşluk yüzdesi, su emmesi, kılcallığı ve su geçirimliliği kauçuk yüzdesi ve kauçuk boyutunun artışıyla genel olarak artmıştır. Enerji sönümleme özelliğinden dolayı betona kauçuk parçacıklarının agrega olarak ilavesi betonun tokluğunu 3 katına kadar çıkarmıştır. Bunun yanı sıra betonun aşınma direnci ve donma-çözülme direnci gibi özelliklerinde kauçuk parçacıklarının ilavesi olumlu etkiler yapmıştır. RAC’nin kuruma büzülmesi kauçuk parçacıklarının yüzdesine, boyutuna ve rijitliğine bağlı olarak değişmektedir. Elde edilen bulgular; dayanımın önemli olduğu yapısal uygulamalar için kauçuk parçacıklarının betonda %10’dan daha az kullanılması gerektiğini ortaya koymaktadır.
This study examines the use of rubber particle (RP) recycled from waste vehicle tires, which is one of today's most serious environmental problems in concrete. For this purpose, studies on rubber aggregate concrete (RAC) were compiled and analyzed. The physical, mechanical and durability properties of RAC were investigated. When the results were analyzed, the addition of rubber decreased the compressive and flexural strength, and the modulus of elasticity. The porosity percentage, water absorption, sorptivity and water permeability of RAC generally increased with increasing rubber percentage and rubber size. The addition of rubber aggregate to the concrete increased the toughness of the concrete up to 3 times because of the energy absorbing property of the rubber particles (RPs). Besides, the addition of rubber had positive effects on the properties of concrete such as abrasion resistance and freeze-thaw resistance. Drying shrinkage of RAC varies depending on the percentage, size and stiffness of RPs. The findings reveal that less than 10% of RPs should be used in concrete for structural applications where strength is important.

12.Assessment of the pollution level, microscopic structure, and health risk of heavy metals in surface dusts in a sports field
Kadir Ulutaş
doi: 10.5505/pajes.2022.50880  Pages 529 - 536
Kentsel alanlarda, meteoroloji ve topografyanın atmosferik kirliliğin taşınması ve birikmesindeki etkinliği nedeniyle, yüzeyde biriken tozlar çevre kirliliğini değerlendirmek için en çok kullanılan örnekleme yöntemlerinden biridir. Bu çalışmada, stadyum koltuklarından toplanan yüzey tozları ağır metal içeriği açısından araştırılmıştır. Si, Fe, Al, Ti, Mn, Zn, Sr, Ba, Cr, Pb, Co, V, Ni, Sn, Sc, Bi, Sb, Ag, As, Mo, Hg ve Cd olmak üzere 22 farklı ağır metal konsantrasyonu ICP-MS ve ICP-OES tekniği ile belirlenmiş ve morfolojik yapısını belirlemek için SEM görüntüsü incelenmiştir. Zn and Bi hariç diğer ağır metal konsantrasyonlarının yer kabuğu konsantrasyonlarından düşük olduğu belirlenmiştir. Parçacıkların şekli ve boyutu, ortamın doğal toprak kaynağından ve antropojenik kaynaklardan etkilenebileceğini gösterdi. Ayrıca normal günlük aktivite ve normal günlük aktivite ile birlikte sportif aktivite için tozdaki toksitiye maruz kalmaları açısından iki farklı değerlenme yapıldı. Sonuçlar sağlık riski ve kanser riski değerlendirmeleri sınır değerlerin altında olduğu için kabul edilebilir olarak değerlendirildi.
In urban areas, dust accumulated on the surface is one of the most used sampling methods used to evaluate environmental pollution, due to the effectiveness of meteorology and topography in the transport and accumulation of atmospheric pollution. The heavy metal concentration of surface dust collected from stadium seats was examined in this study. 22 different heavy metals namely Si, Fe, Al, Ti, Mn, Zn, Sr, Ba, Cr, Pb, Co, V, Ni, Sn, Sc, Bi, Sb, Ag, As, Mo, Hg and Cd concentrations were determined by ICP-MS and ICP-OES techniques, and SEM image was examined to determine its morphological structure. Heavy metal concentrations, except Zn and Bi, were found to be lower than those found in the earth crust. The shape and size of the particles indicated that the environment could be influenced by the natural soil source and anthropogenic sources. In addition, two separate assessments were conducted in terms of exposure to dust toxicity for normal daily activity and sporting activity coupled with normal daily activity. The results were considered acceptable because the health risk and cancer risk assessments were below the limit values.

13.Investigation of N and P removal from aqueous solution by magnesium ammonium phosphate (MAP) precipitation
Mustafa Öztürk, Ulusoy Bali
doi: 10.5505/pajes.2022.99894  Pages 537 - 545
Azot (N) ve fosfor (P) arıtımının gerçekleştirildiği atıksu arıtma tesislerinde struvite veya magnezyum amonyum fosfat (MgNH4PO4.6H2O, MAP) çökelmesi oldukça önemli işletme problemlerinin doğmasına neden olmaktadır. Aynı zamanda ticari bir değere sahip olması da MAP’ın kontrolü ve geri kazanımını önemli kılmaktadır.
Bu kapsamda pH, Magnezyum (Mg): N ve N: P molar oranı, farklı Mg2+ kaynakları ve kalsiyum (Ca2+) varlığının MAP kristalizasyonu üzerindeki etkilerini incelemek amacıyla kesikli deneyler yapılmıştır. Deneysel sonuçlar sabit bir Mg: N: P=1: 1: 1 oranında, optimum pH’ın 9 olduğunu ve bu pH’da N ve P giderme verimlerinin sırasıyla %79.4 ve %88.4 olarak gerçekleştiğini göstermiştir. N ve P için bu arıtma verimleri Mg: N oranının 1.25: 1’e çıkarılmasıyla sırasıyla %87.6 ve %99.1’e yükselmiştir. N: P oranının 1: 1.15’e çıkarılması ile N giderme verimi %96.4’e yükselmiş ancak, P giderme verimi %96.1’e düşmüştür. %96’nın üzerinde N ve P giderme verimleriyle, en etkili Mg2+ kaynağının MgCl2.6H2O olduğu bulunmuştur. Çözelti içerisinde Ca2+ bulunması durumunda, N giderme veriminin önemli ölçüde azaldığı tespit edilmiştir. Ca2+ olmadığında >%96 olan N giderme veriminin, 1000 mg/L Ca2+ konsantrasyonunda %68.6’ya kadar düştüğü belirlenmiştir. Çökelti üzerinde yapılan XRD analizinde oluşumun MAP kristali olduğu, Ca2+ ilavesinde ise MAP’ın yerine Ca2+’ca zengin amorf bir yapının oluştuğu tespit edilmiştir.
Precipitation of struvite or magnesium ammonium phosphate (MgNH4PO4.6H2O, MAP) in wastewater treatment plants where nitrogen (N) and phosphorus (P) treatment is carried out causes very important operational problems. Also, since MAP has commercial value, its control and recovery is important.
Therefore, batch experiments were conducted to examine the effects of pH, Magnesium (Mg): N and N: P molar ratio, different Mg2+ sources and the presence of calcium (Ca2+) on MAP crystallization. Experimental results showed that at a constant Mg: N: P=1: 1: 1 ratio, the optimum pH was 9, and the N and P removal efficiencies at this pH were 79.4% and 88.4% respectively. These removal efficiencies for N and P increased to 87.6% and 99.1%, respectively, by increasing the Mg: N ratio to 1.25: 1. By increasing the N: P ratio to 1: 1.15, the N removal efficiency increased to 96.4%, but the P removal efficiency decreased to 96.1%. The most effective source of Mg2+ was found to be MgCl2.6H2O, with N and P removal efficiencies of over 96%. It was found that the N removal efficiency was significantly reduced in the presence of Ca2+ in the solution. It was determined that the N removal efficiency, which was >96% in the absence of Ca2+, decreased to 68.6% at 1000 mg/L Ca2+ concentration. In the XRD analysis performed on the sediment, it was determined that the formation was a MAP crystal, and in the addition of Ca2+, an amorphous structure rich in Ca2+ was formed instead of MAP.

14.Investigation of properties of almond shell waste-filled epoxy biocomposites
Nimet Özmeral, Süheyla Kocaman, Ülkü Soydal, Gülnare Ahmetli
doi: 10.5505/pajes.2022.60980  Pages 546 - 552
Bu çalışmada biyobazlı kompozit malzeme elde etmek için dolgu malzemesi olarak badem kabuğu atığı (BK), saf (ER) ve atık polistirenle modifiye bisfenol-A tipi epoksi reçine (ER-PS) kullanılmıştır. BK'nin modifikasyonu, NaOH ve linoleik asit (LnA) ile gerçekleştirilmiştir. BK'nin karakterizasyonunda Fourier dönüşümlü kızılötesi spektroskopisi (FT-IR), taramalı elektron mikroskopisi (SEM), termogravimetrik analiz (TGA) ve partikül boyut dağılım analizleri kullanılmıştır. Kompozitler, döküm tekniği kullanılarak kütlece %10-20-30-40-50 dolgu oranlarında hazırlanmıştır. Kompozitlerin morfolojisi SEM ile karakterize edilmiştir. Epoksi matris tipi ve BK dolgu oranının kompozitlerin mekanik, termal ve su sorpsiyonu özelliklerine etkileri araştırılmıştır. ER-PS/BK kompozitlerinin çekme mukavemeti ve elastise modül (e-modül) değerleri daha düşük, çekme uzama değerleri ise ER/BK kompozitlerine göre daha yüksek bulunmuştur. En yüksek çekme dayanımı değerleri (95-129 MPa) LnA ile modifiye BK kompozitleri için elde edilmiştir. Hazırlanan ER matrisli kompozitlerin dolgu tipine göre çekme mukavemetleri sırası ile: linoleik asit ile modifiye edilmiş BK (LnA-BK) > NaOH ile muamele edilmiş BK (NaOH-BK) > modifiye edilmemiş BK’dir. En uygun BK oranı kütlece %30 olarak belirlenmiştir. Tüm modifiye BK kompozitlerinin e-modül değerleri epoksi matristen daha yüksek bulunmuştur. Sertlik testi sonuçlarına göre kompozitler arasında önemli bir fark belirlenmemiştir. Kompozitlerin su sorpsiyonu BK oranına bağlı olarak artmış ve mekanik özellikleri zayıflatıcı yönde etki etmiştir.
In this study, almond shell waste (ASW) as filling material, pure (ER), and waste polystyrene modified bisphenol-A type epoxy resin (ER-PS) were used to obtain biobased composite materials. The modification of ASW was carried out with NaOH and linoleic acid (LnA). Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), Scanning electron microscopy (SEM), thermogravimetric analysis (TGA), and Particle size distribution analyses were used in the characterization of ASW. Composites were prepared at filling ratios of 10-20-30-40-50% by mass using the casting technique. The morphology of the composites was characterized by SEM. The effects of epoxy matrix type and BK filling ratio on composites' mechanical, thermal, and water sorption properties were investigated. Tensile strength and modulus of elasticity (e-modulus) values of ER-PS/ASW composites were lower, and tensile elongation values were higher than ER/ASW composites. The highest tensile strength values of 95-129 MPa were obtained for LnA modified ASW composites. The order of the tensile strength of the prepared ER matrix composites according to the filler type is: linoleic acid-modified ASW (LnA-ASW) > NaOH treated ASW (NaOH-ASW) > unmodified ASW. The most suitable ASW ratio was found as 30% by mass. e-modulus values of all modified ASW composites were higher than the epoxy matrix. According to the hardness test results, there was no significant difference between the composites. The water sorption of the composites increased depending on the ASW ratio and had a weakening effect on the mechanical properties.

15.Effect of various mineral acids during the hydrothermal leaching process of NiTi alloy
Muhammed İhsan Özgün, Ahmet Burcin BATIBAY, Bayram Ünal, Yasin Ramazan Eker, Arslan Terlemez
doi: 10.5505/pajes.2022.88021  Pages 553 - 559
Nikel ve titanyum bazlı alaşımlar genellikle mühendislik veya tıbbi uygulamalar için kullanılır. NiTi alaşımları kullanım ömürlerinin sonunda katkı malzemesi olarak geri dönüştürülür. NiTi alaşımında bulunan metallerin hidrometalurjik yöntemlerle ayrı olarak geri kazanılması mümkündür; ancak NiTi alaşımları korozyona karşı oldukça dirençlidir. Çeşitli mineral asitler (H2SO4, HCl, HNO3, H3PO4) incelenmiş ve H2O2'nin liç ortamındaki etkisi de araştırılmıştır. Farklı liç verimleri gözlemlenmiş ve asit işleme koşullarına göre bunlar arasında korelasyonlar kurulmuştur. SEM, XRF ve EDS teknikleri alaşımların mikroyapısını ve kimyasal özelliklerini karakterize etmiştir. Mineral asitler arasında H2SO4 ve HCl en yüksek ekstraksiyon verimliliğini göstermiştir. Ancak, hidrojen peroksit ilavesi bu verimi ciddi şekilde düşürmüştür. Çözünme kinetiği, hidrojen peroksit ilavesiyle liç veriminin azalmasıyla elde edilmiştir.
Nickel and titanium-based alloys are commonly used for engineering or medical applications. NiTi alloys are recycled as additive materials at the end of their lifetime. Separate recovery of metals present in NiTi alloy is possible via hydrometallurgical methods; however, NiTi alloys are highly resistant to corrosion. Various mineral acids (H2SO4, HCl, HNO3, H3PO4) have been investigated, and the effect of H2O2 in the leaching medium has also been explored. Different leaching yields have been observed, and correlations between them according to acid treatment conditions have been established. SEM, XRF, and EDS techniques characterized alloys' microstructure and chemical properties. Among mineral acids, H2SO4 and HCl illustrated the highest extraction efficiencies. However, the addition of hydrogen peroxide decreased this efficiency severely. The kinetics of dissolution was obtained through decreased leaching efficiency with the addition of hydrogen peroxide.

16.Evaluation of high temperature-vacuum application periods during conventional drying of mushroom slices
Betül Güvenkaya, Sezin Tuta Şimşek, Seda Özgen
doi: 10.5505/pajes.2022.98792  Pages 560 - 568
Bu çalışmada geleneksel yöntem (kontrol, 50˚C, atmosferik basınç) ve farklı periyotlarda yüksek sıcaklık (75°C-10 dk) ve vakum (-90 kPa) uygulaması ile kurutulan mantar dilimlerinin kuruma karakteristikleri, fizikokimyasal (renk, tekstür, rehidrasyon oranı, toplam fenolik madde ve antioksidan içeriği) ve mikroyapısal özellikleri (SEM ve XRD) karşılaştırılmıştır. Yüksek sıcaklık -vakum uygulaması geleneksel kurutma öncesi (PRE), orta aşamaları (MID70 – MID110) ve sonu (POST) uygulanmıştır. MID ve POST örneklerinin kurutma karakteristikleri ve fizikokimyasal özelliklerinin kontrolle benzer ve PRE örneklerinin kontrolden tamamen farklı olduğu görülmüştür. SEM ve XRD analizlerine göre bu farklılıklar mantar hücre duvarında olan bozulma ve hücre dokusunda bulunan mannitol içeriğindeki değişim ile ilişkilidir. PRE örnekleri diğer örneklerden daha yumuşak, daha koyu renkli, düşük rehidrasyon kapasitesine sahip ve toplam fenolik madde içeriğinin ve antioksidan aktivitesinin daha düşük olduğu görülmüştür (p<0.05). POST örneklerinin sertlik, toplam renk değişimi, rehidrasyon oranı ve toplam fenolik madde içeriği kontrolle benzer (p>0.05) ve antioksidan içeriği farklıdır (p<0.05). Bu çalışma yüksek sıcaklık-vakum uygulamasının düşük nem içeriğinde uygulanması ile kurutulmuş mantar dilimlerinin fizikokimyasal özellikleri etkilenmeden kuruma süresinin kısaltılabilme potansiyeli gösterilmiştir.
In the present study, a comparative study was conducted on drying characteristics, physicochemical (color, texture, rehydration ratio, total phenolic content, and antioxidant activity), and microstructural (SEM and XRD) properties of mushroom slices using conventional (control, 50˚C at atmospheric pressure) and high temperature (75°C-10 min)-vacuum treatments (-90 kPa) (HT-VT) at a different stage of conventional drying. HT-VT is carried out in the beginning (PRE), intermediate (MID70 and MID110), and final (POST) stages of hot air drying. HT-VT at low moisture content led to having similar drying and physicochemical properties to hot-air dried counterparts. MID and POST samples were more comparable with control, while PRE samples were completely different from control. According to SEM and XRD analyses, these differences can be associated with the decomposition of the cell wall and mannitol content within the tissue cells. PRE samples had a softer texture, darker color, and less rehydration ratio with the lowest total phenolic content and antioxidant activity among the others (p<0.05). The hardness, total color change, rehydration ratio, and total phenolic content of POST were similar (p>0.05) and the antioxidant activity was significantly different from the control (p<0.05). This study showed that drying duration can be shortened with desirable physicochemical properties by application combined high temperature and vacuum at lower moisture content levels.

LookUs & Online Makale