İstanbul Boğazı akıntı yapısının istatistik ve belirsizlik yöntemleri ile modellenmesi
Modelling of the Bosphorus current structure using statistical and stochastic modeling techniques
- Tez No: 297005
- Danışmanlar: PROF. DR. ESİN ÇEVİK, PROF. DR. YALÇIN YÜKSEL
- Tez Türü: Doktora
- Konular: İnşaat Mühendisliği, İstatistik, Civil Engineering, Statistics
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2011
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Yıldız Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Kıyı Bilimleri ve Mühendisliği Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: 131
Özet
İstanbul Boğazı'nda belirli bir konumdaki akım yapısı çok değişkenli doğrusal modelleme, ileri beslemeli geri yayılımlı yapay sinir ağları (İBGY YSA) ve uyarlamalı ağ tabanlı bulanık çıkarım motoru (ANFIS) yöntemleri kullanılarak modellenmiştir. Geliştirilen modellerin kurulumu ile eğitim ve doğrulama aşamalarında İstanbul Boğazı'nın güneyindeki bir konumda, bir yıl boyunca toplanan eş zamanlı akıntı hızı, atmosfer basıncı, rüzgâr hızı ve yönü ile su seviyesi verileri kullanılmıştır. Veri setlerinin istatistiksel analizi yapılmış ve frekans histogramları oluşturulmuştur. Çok değişkenli doğrusal modeller ve İBGY YSA modelleri ile derinlik boyunca beş metre aralıklarla akıntı hızları tahmin edilmiştir. İBGY YSA modellerinde çok sayıda farklı girdi kombinasyonlarının değerlendirilmesiyle, girdi kombinasyonu ile model doğrulukları arasındaki ilişki incelenmiştir. Ayrıca modellerde kullanılan gizli hücre sayısının model doğruluğu üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Bunlara ilaveten aynı konumda 12 saate kadar ileri zamanlı tahmin yapan modeller geliştirilmiştir. ANFIS modelleme tekniği kullanılarak yine aynı konumda yüzey, taban ve ara derinliği temsil eden üç farklı derinlikteki akıntı hızlarını tahmin eden modeller geliştirilmiştir. Girdi kümelerinin bulanık alt küme sayılarının model doğruluğu üzerindeki etkisi incelenmiştir. Modellemede kullanılan veri setlerinin analizi sonucunda Boğaz'da akıntı hızları üzerinde en etkili parametrenin Marmara Denizi ile Karadeniz arasındaki su seviyesi farkı olduğu görülmüştür. İBGY YSA modelleri ile tabakalı akıma sahip boğazlarda seçilen bir konumdaki her derinlikteki vektörel akıntı hız bileşenlerinin çok yüksek doğrulukta, gerçek zamanlı olarak tahmin edilmesinin mümkün olduğu görülmüştür. Geliştirilen ileri zamanlı tahmin modelleri değerlendirildiğinde ise, özellikle üç saate kadar ileri zamanlı tahminlerin oldukça başarılı olduğu görülmüştür. ANFIS modelleri YSA modellerine göre çok daha az girdiye sahip olmakla birlikte, model başarıları YSA modellerine yakın bulunmuştur.
Özet (Çeviri)
Current structure in a specific location in the Strait of Istanbul is modeled using the methods; multivariate linear modeling, feed-forward back propagation artificial neural networks (FFBP ANN) and adaptive network based fuzzy inference system (ANFIS). A yearly concurrent measurements of current speeds, atmospheric pressures, water levels, wind speeds and directions collected at a station located at the south of Bosphorus, were used for creation, training and verification of the developed models. Statistical analysis of data sets, and frequency histograms were created. Current speeds from multivariate linear models and FFBP ANN models were estimated along the depth with five meter intervals. In the FFBP ANN models, the relationship between input combinations and the model accuracy was examined by evaluation of number of different input combinations. Also the effect of the used number of hidden cells on the model accuracy was investigated. In addition up to 12 hours forecast models were developed for the same location. Also ANFIS models predicting the current speeds were developed for three different depths representing surface, base and intermediate depth. The effect of the number of fuzzy sub-sets of input sets on the model accuracy was investigated. By the analysis of the data sets used in the modeling, the most influential parameter on the Bosphorus current velocities was found as the water level difference between the Marmara Sea and the Black Sea. It was concluded that the real-time and high accuracy prediction of the current velocities for all depths at a given location in straits with a stratified flow system is possible by using FFBP ANN models. By the evaluation of forecast models, especially up to 3 hours forecast models were found to be quite successful. ANFIS models according to the ANN models gave good results, although they have much less input.
Benzer Tezler
- Tabakalı istanbul boğazı akımının hidrodinamik bileşenlerinin analizi
Analysis of the hydrodynamic components of the stratified bosphorus flow
FURKAN ALTAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
2021
İnşaat MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET ÖZTÜRK
- İstanbul Boğazı'nın hidrodinamiği ve sayısal modellenmesi
The numerical modeling of the Bosphorus strait flow structure
MEHMET N. ÖZTÜRK
Doktora
Türkçe
2010
İnşaat MühendisliğiYıldız Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. YALÇIN YÜKSEL
- Hydrodynamics of Canal İstanbul and its impact on the Bosphorus and northern marmara sea
Kanal İstanbul'un hidrodinamiği ve İstanbul Boğazı ve Kuzey Marmara Denizi üzerine etkisi
ŞEHRİBAN SAÇU
Yüksek Lisans
İngilizce
2019
Deniz Bilimleriİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. TARKAN ERDİK
- XTF formatlı yandan taramalı sonar verilerinin matlab yazılımları ile analizi ve deniz tabanı sınıflandırması
Analysis of XTF-formatted side scan sonar data by using matlab algorithms and sea bottom classification
MURAT ÖZTURAN
Doktora
Türkçe
2003
Jeoloji Mühendisliğiİstanbul ÜniversitesiDeniz Jeolojisi ve Jeofiziği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. BEDRİ ALPAR
- Türk Boğazları'nda risk analizi ile güvenli seyir modeli
The Risk analysis and a safe navigation model implementation in the Turkish straits
MÜNİP BAŞ
Doktora
Türkçe
1999
Denizcilikİstanbul ÜniversitesiDeniz Ulaştırma İşletme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. AYŞE ZEHRA AROĞUZ