ISSN: 2822-2881
FIRAT UNIVERSITY JOURNAL OF EXPERIMENTAL AND COMPUTATIONAL ENGINEERING - FUJECE: 1 (3)
Volume: 1  Issue: 3 - October 2022
1.Cover, Contents

Pages I - IV

RESEARCH PAPER
2.Numerical determination of the production rate and cumulative production in the constant pressure outer boundary condition
Iredia Davis Erhunmwun, Saliu Idaomi Hammed, Patrick Ejebheare Amiolemhen
doi: 10.5505/fujece.2022.77487  Pages 94 - 102
Rezervuarın her noktasındaki basınç sabit kalırsa, akış rejimi kararlı durum akışı olarak tanımlanır. Bu çalışmada, dairesel bir rezervuarda kuyu üretim hızı ve kümülatif üretim, sabit basınç dış sınır koşulu için Sonlu Elemanlar Metodu kullanılarak belirlendi. Rezervuar, sonlu eleman olarak bilinen 4 küçük parçaya bölünmüştür. Bu parçalar analiz edildi ve daha sonra rezervuarın alanını oluşturmak için birleştirildi. Analiz, kuyu üretime başlamadan önce, tüm rezervuar boyunca eşit basınç dağılımı olduğu varsayımıyla yapıldı. Üretim hızı analizinden elde edilen sonuçlar, boyutsuz üretim hızının önemli ölçüde azaldığını ve daha sonra çekilen sıvı tamamen değiştirildiği için üniform hale geldiğini göstermektedir. Bu durum muhtemelen rezervuarın tüm ömrü boyunca devam eder. Ayrıca sonuç, zaman arttıkça rezervuardaki boyutsuz kümülatif üretimde tek tip bir artış olduğunu göstermektedir. Bu çalışmada elde edilen sonuç, Christine tarafından elde edilen sonuçlarla karşılaştırıldı. Karşılaştırma, boyutsuz üretim hızı ve boyutsuz kümülatif üretim için sırasıyla 0.1711 ve 0.1864 maksimum yüzde hatası ve 0.0001 ve 0.0122 minimum yüzde hatası ile iki yöntem arasında güçlü bir pozitif korelasyon gösterir. Ayrıca Christine çözümleri, yalnızca belirli bir zamanda rezervuarın üretim hızını ve kümülatif üretimini belirtir, ancak bu çalışma aynı anda tüm rezervuardaki üretim hızını ve kümülatif üretimi tahmin eder.
The flow regime is identified as a steady-state flow if the pressure at every location in the reservoir remains constant. In this work, we have determined the well production rate and cumulative production in a circular reservoir using the Finite Element Method for the condition of constant pressure outer boundary. The reservoir was divided into 4 smaller part known as finite element. These parts were analyzed and later assembled to form the domain of the reservoir. The analysis was done with the assumption that before the well begins production, there was uniform distribution of pressure all through the reservoir. The results obtained from the production rate analysis shows that the dimensionless production rate decreases significantly and later becomes uniform because the withdrawn fluid has been completely replaced. This condition remains throughout the entire life of the reservoir presumably. Also, the result shows that there is a uniform increase in the dimensionless cumulative production as time increases. The result obtained in this work was compared with the results obtained by previous researcher. The comparison shows a strong positive correlation between the two methods with a maximum percentage error of 0.1711 and 0.1864 and a minimum percentage error of 0.0001 and 0.0122 for dimensionless production rate and dimensionless cumulative production respectively. Also, result from previous researcher only state the production rate and cumulative production of the reservoir at a particular time but this work predicts the production rate and cumulative production in the entire reservoir at the same time.

3.Investigation of some thermophysical properties of Asphodelus aestivus reinforced polyester composite
Ramazan Orhan, Ercan Aydoğmuş
doi: 10.5505/fujece.2022.66375  Pages 103 - 109
Bu araştırmada biyokütle atıkları doymamış polyester içerisinde kullanılarak hem çevre dostu hem de ekonomik kompozitler üretilmektedir. Yenilenebilir biyokütle atıklarının doymamış polyesterde dolgu maddesi olarak kullanılması, elde edilen kompozitin karbon ayak izini azaltmaktadır. Polyester kompozitlerin kullanım amacına göre düşük yoğunluklu ve esnek bir yapı elde edilebilmektedir. Biyokütle takviye edilmeyen saf polyester polimerin yoğunluğu 1206 kg/m3 civarında iken, ağırlıkça % 5 dolgu katkılı kompozitin yoğunluğu 1167 kg/m3'e düşmektedir. Biyokütle atığı (Asphodelus aestivus L.), polyester kompozitin Shore D sertliğini azaltmakta ve onu daha esnek ve işlenmesi kolay bir malzemeye dönüştürmektedir. Biyokütle takviye edilen polyester kompozitin ısıl iletkenlik katsayısının saf polyestere göre hafif bir artış gösterdiği gözlemlenmektedir. Ayrıca polyester kompozitteki biyokütle miktarı arttıkça aktivasyon enerjisinin azaldığı tespit edilmektedir. Polyester polimerdeki spesifik bağ yapısı, Fourier transform kızılötesi (FTIR) spektroskopisi ile belirlenmiştir. Biyokütle atığı polyesterde kimyasal bağ yapmamakta, sadece dolgu maddesi olarak kullanılmaktadır. Ayrıca taramalı elektron mikroskobu (SEM) yardımıyla polyester kompozitin yüzey morfolojisi incelenmiştir. Ağırlıkça % 3 Asphodelus aestivus L. biyokütlesinin dolgu maddesi olarak kullanılması kompozit yüzeyde negatif gözenek yapısı oluşturmamaktadır.
In this research, both environmentally friendly and economical composites have been produced by using biomass wastes in unsaturated polyester. The use of renewable biomass wastes as a filler in unsaturated polyester is reduced the carbon footprint of the composite obtained. A low-density and flexible structure could be achieved according to the intended use of polyester composites. While the density of the pure polyester polymer not reinforced with biomass is around 1206 kg/m3, the density of the 5 wt.% filler added composite decreases to 1167 kg/m3. Biomass waste (Asphodelus aestivus L.) reduces Shore D hardness of the polyester composite and turns it into a more flexible and easy-to-process material. It has been observed that the thermal conductivity coefficient of the biomass reinforced polyester composite shows a slight increase compared to the pure polyester composite. Besides, it has been determined that as the amount of biomass in the polyester composite increases, the activation energy decreases. The specific bond structure in the polyester polymer has been determined by Fourier transform infrared (FTIR) spectroscopy. Biomass waste is not making a chemical bond with polyester, it is only used as a filler. Also, the surface morphology of the polyester composite has been investigated with the help of scanning electron microscopy (SEM). The use of 3 wt.% Asphodelus aestivus L. biomass as a filler does not create a negative pore structure on the composite surface.

4.Determination of water sensitivity of nanosilica added hot mix asphalt
Tacettin Geçkil, Ceren Beyza Ince, Eda Tüzün Özpınar
doi: 10.5505/fujece.2022.77486  Pages 110 - 121
Bu çalışmada, nanosilika (NS) katkısının sıcak karışım asfalt (HMA) kaplamaların suya karşı hassasiyeti üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Bu amaçla, saf B 160/220 asfalta ağırlıkça %1, %3, %5 ve %7 oranlarında NS eklenerek NS modifiyeli asfaltlar hazırlanmıştır. Çalışmada öncelikle saf ve modifiye asfaltların fiziksel özellikleri penetrasyon, düktilite ve yumuşama noktası deneyleri ile viskoziteleri ise dönel viskozimetre (RV) deneyi ile belirlenmiştir. Daha sonra Marshall tasarım yöntemine göre karışımın optimum asfalt içeriği belirlenmiştir. Belirlenen bu oran saf ve modifiye asfaltlar için sabit tutularak sıcak karışım asfalt numuneleri hazırlanmıştır. Hazırlanmış olan saf ve NS katkılı modifiye karışım numuneleri Marshall stabilitesi, kalıcı Marshall stabilitesi (RMS) ve dolaylı çekme mukavemeti (ITS) deneylerine tabi tutulmuştur. Fiziksel test sonuçları, modifiye bağlayıcıların sertlik ve işlenebilirlik sıcaklıklarının %5 NS'ye kadar arttığını göstermiştir. Karışım test sonuçlarına göre, Marshall stabilitesi, RMS ve dolaylı çekme mukavemeti oranı (ITSR) değerlerinin yine %5 NS miktarında önemli artışlar göstermesi sebebiyle, yol kaplamalarının suya karşı hassasiyeti üzerinde NS katkısının olumlu bir etkisi olduğu tespit edilmiştir.
In this study, the effects of nanosilica (NS) additive on the water sensitivity of hot mix asphalt (HMA) pavements were investigated. For this, NS-modified asphalts were prepared by adding NS at rates of 1%, 3%, 5% and 7% by weight to the pure B 160/220 asphalt. In the study, first of all, the physical properties of pure and modified asphalts were determined by penetration, ductility and softening point experiments, and their viscosities were determined by rotational viscometer (RV) experiment. Then, the optimum asphalt content of the mix was determined according to the Marshall design method. Hot mix asphalt specimens were prepared by keeping this determined ratio constant for pure and modified asphalts. Prepared pure and NS added modified mixture specimens were subjected to Marshall stability, retained Marshall stability (RMS) and indirect tensile strength (ITS) tests. The physical test results showed that the hardness and machinability temperatures of the modified binders increased up to 5% NS. According to the mixture test results, it was determined that NS additive had a positive effect on the sensitivity of road pavements to water, since Marshall stability, RMS and indirect tensile strength ratio (ITSR) values showed significant increases at 5% NS.

5.Classification of recyclable waste using deep learning architectures
Arzu Sevinç, Fatih Ozyurt
doi: 10.5505/fujece.2022.83997  Pages 122 - 128
Büyük şehirlerde atıkların yönetilmesi büyük bir problemdir. Atıklar çevre kirliliğine sebep olması ve insan sağlığını etkilemesi açısından tehlikelidir. Özellikle cam, plastic gibi katı atıklar toprakta uzun süre çözünmeyerek çevreyi kirletmektedir. Bu tarz katı atıklar geri dönüştürülerek çevredeki atıklar azaltılabilir. Bu yüzden atıkları sınıflandırmak ve ayrıştırılan atıkların geri dönüştürülmesi önemlidir. Bu araştırmada 22500 atık görüntüden oluşan bir veri seti kullanılmıştır. Veri seti, 227 x 227 piksel boyutundaki renkli görüntü verilerini içermektedir. Çalışmada kullanılan veriler, organik ve geri dönüştürülebilir atık olarak ikiye ayrılmaktadır. Bu çalışma atıkları sınıflandırmak için derin öğrenme tabanlı bir sistem önermektedir. Bu tarz bir sistemle atıklar sınıflandırılarak geri dönüştürülebilir. Veriler ResNet 50 mimarisi ve atık sınıflandırmak için oluşturulan CNN mimarisi ile eğitilerek doğruluk oranları karşılaştırıldı. Atık sınıflandırmak için oluşturulan CNN mimarisi %91,84 doğruluk oranı ile bu veri seti için daha başarılı olduğu görülmektedir.
Managing waste in big cities is a big problem. Wastes are dangerous in terms of causing environmental pollution and affecting human health. In particular, solid wastes such as glass and plastic do not dissolve in the soil for a long time and pollute the environment. By recycling such solid wastes, the surrounding waste can be reduced. Therefore, it is important to classify waste and to recycle the separated waste. In this study, a data set consisting of 22500 waste images was used. The data set contains color image data with a size of 227 x 227 pixels. The data used in the study are divided into two as organic and recyclable waste. This study proposes a deep learning-based system for classifying waste. With such a system, wastes can be classified and recycled. The data was trained with the ResNet 50 architecture and the CNN architecture created to classify waste, and accuracy rates were compared. The CNN architecture created to classify waste is more successful for this data set with an accuracy rate of 91.84%.

CASE REPORT
6.Failure mechanism of a soil slope and stabilization method: a case study
Mustafa Kanık
doi: 10.5505/fujece.2022.35744  Pages 129 - 138
Bu çalışmada bir arıtma tesisinin projelendirilmiş kazı çalışmalarına başlandığında oluşan şev stabilitesi problemi incelenmiştir. Bu çalışmanın amacı, şev duraysızlığına neden olan koşulları belirlemek ve şevi tekrar duraylı hale getirmektir. Daha sonra proje alanındaki tüm kazı çalışmaları tamamlandıktan sonra tüm şevin stabilitesini sağlamaktır. Bu amaçla öncelikle duraysızlığın meydana geldiği şevin topografik özellikleri belirlenmiş ve duraysızlık durumunun bir modeli oluşturulmuştur. Şev modellemede kullanılacak verilerin elde edilmesi için arazi ve laboratuvar çalışmalarından yararlanılmıştır. Mevcut durumu yansıtan modeller statik ve dinamik koşullar dikkate alınarak analiz edilerek güvenli bir şev tasarımı oluşturulmuştur. Analizler limit denge yöntemlerine dayalı Slide V.6.0 paket programı ile gerçekleştirilmiştir ve Bishop Metodu tercih edilmiştir. Sonuç olarak, meydana gelen duraysızlığın nedeninin yağış nedeniyle zeminin fiziksel ve mekanik parametrelerinin değişmesi olduğu tespit edilmiştir. Ele alınan şev stabilitesi probleminde iyileştirme yöntemi olarak basamaklama yöntemi önerilmiş ve ayrıca yüzey sularının drenaj yöntemleriyle bertarafı için önerilerde bulunulmuştur.
In this study, the slope stability problem, which occurred when the projected excavation works of a treatment plant has been started, has been examined. The aim of this study is to determine the conditions causing the slope failure and to make the slope stable again. Then, to ensure the stability of the whole slope after all the excavations work in the project area have been completed. For this purpose, firstly, the topographic features of the slope where the failure took place were determined and a model of the failure condition was created. Field and laboratory studies were used to obtain the data to be used in slope modeling. Models reflecting the current situation were analyzed considering static and dynamic conditions and a safe slope design was created. The analyzes are carried out by Slide V.6.0. software which is based on limit equilibrium methods and Bishop Method was preferred. As a result, it was determined that the reason of the failure occurred was the change of the soil’s physical and mechanical parameters due to precipitation. In the slope stability problem considered, the benching method has been proposed as an improvement method, and additionally, suggestions have been made for the disposal of surface waters by drainage methods.

LookUs & Online Makale