Bir Yarım Uzaya İlişkin İki Boyutlu Elektromanyetik Bünye Parametrelerinin Belirlenmesi
Identification of the Constitutive Parameters Related to an Half-Space
- Tez No: 837742
- Danışmanlar: PROF. DR. ALİ ALKUMRU
- Tez Türü: Doktora
- Konular: Elektrik ve Elektronik Mühendisliği, Electrical and Electronics Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2023
- Dil: Türkçe
- Üniversite: Gebze Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Lisansüstü Eğitim Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Elektronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Modern Mayın Tespit Sistemlerinin oluşturulabilmesi için en önemli adımlardan birisi de mayının gömülü olduğu araziye (toprağa) ilişkin sistem kalibrasyonunun yapılabilmesidir. Bu bağlamda söz konusu kalibrasyonun yapılabilmesi içinse toprağın elektromanyetik bünye parametreleri olan dielektrik sabiti, magnetik geçirgenliği ve iletkenliğinin bilinmesine gerek duyulmaktadır. Çok iyi bir yaklaşıklıkla tüm toprak türleri genelde non-magnetik ortam olarak kabul gördüklerinden problem esas itibarıyla dielektrik sabiti ile iletkenliğin belirlenmesine indirgenir. Bu tezin amacı da söz konusu bu parametreleri belirlemeye yönelik etkin bir hibrit yöntem geliştirmektir. Bu tez kapsamında geliştirilen yöntemin esası, yarı uzayın bünye parametrelerinin problemin incelendiği Kartezyen koordinat sisteminin yatay ekseni boyunca olan değişimini uygun bir baz fonksiyonları aracılığıyla gösteren, düşey eksen boyunca değişimini ise“moment”metodundan ilham alınarak küçük kesitler halinde sabit olarak kabul eden yaklaşımın kombinasyonundan oluşmuş bir hibrit yapıdır. Söz konusu yöntem ilk önce bir yarı uzaya gömülü sonsuz uzun silindirik bir cisme uygulanmış ve daha sonra bu silindirik cisim sonsuz büyük düşünülerek yarı uzay haline genişletilmiştir. Buna ek olarak söz konusu yarı uzay hali için ayrıca düşey eksen boyunca olan değişimi yatay eksende olduğu gibi yeni bir takım ek baz fonksiyonları aracılığıyla da ifade eden ikinci bir hibrit yöntem de sunulmuştur. Bazı matematiksel zorlukları yenmek adına özellikleri ve geometrisi belirlenecek olan gömülü silindirik cismin doğrultusunun önceden bilindiği ve manyetik olmayan bir malzemeden yapılmış olduğu varsayılmıştır. Bahsi geçen bu varsayımlar, kullanılan elektrik alanın polarizasyonunun uygun seçilmesiyle, problemin önemli kolaylıklar sağlayan skaler bir yapıya dönüşmesine neden olmaktadır. Söz konusu ters saçılma probleminin çözümü saçılan alanı ifade eden bir integralin çekirdeğinde yer alan ve cisim fonksiyonu olarak adlandırılan bir büyüklüğün birinci türden bir Fredholm integral denklem çözülerek elde edilmesi şeklinde gerçekleştirilmiştir. Ters saçılma problemlerinin temel özelliği olan kötü konmuşluk (ill-posedness) bu çalışmada da ortaya çıkmış ve bu istenmeyen durum Tikhonov anlamında regülarizasyon dikkate alınarak giderilmiştir. Tez kapsamında geliştirilen yöntemin doğruluğunu ve etkinliğini görmek amacıyla birçok farklı sayısal örnekler de ayrıca gerçekleştirilmiştir.
Özet (Çeviri)
One of the most important steps in creating Modern Mine Detection Systems is to calibrate the system for the land (soil) where the mine is buried. In this context, in order to perform the calibration in question, it is necessary to know the dielectric constant, magnetic permeability and conductivity of the soil, which are its electromagnetic parameters. Since all soil types are generally accepted as non-magnetic media with a very good approximation, the problem essentially boils down to determining the dielectric constant and conductivity. The aim of this thesis is to develop an effective hybrid method to determine these parameters. The basis of the method developed within the scope of this thesis consists of the combination of an appropriate basis functions presentation related to the variation of the constitutive parameters for the half-space along the horizontal axis and a consideration of being constant in small layers about the variation of the same half-plane's parameters along the vertical axis of a convenient Cartesian coordinate system in which the problem is examined. The method in question was first applied to an infinitely long cylindrical body buried in a half-space, and then by considering that this mentioned body becomes infinitely large, it is expanded into a half-space case. In addition, a second hybrid method which expresses the variation related to the vertical axis through a new set of basis functions, as considered in the horizontal axis, is also presented. In order to overcome some mathematical difficulties, it is also assumed that the orientation of the buried cylindrical body whose electromagnetic properties and geometry will be determined is known beforehand and that it is consists of a non-magnetic material. By choosing the polarization of the electric field appropriately, the above mentioned assumptions transform the considering problem into a scalar one that provides significant facilities. The solution of the inverse scattering problem in question is realized by solving a Fredholm integral equation of the first kind for an expression called the object function lying in the kernel of an integral that gives the scattered field. The ill-posedness, which is the main feature of inverse scattering problems, is also appeared in this study and this undesirable situation is eliminated by considering the regularization in the sense of Tikhonov. In order to see the accuracy and as well as the effectiveness of the method developed in this thesis many different numerical examples are also presented.
Benzer Tezler
- 3D scalar imaging of dielectric objects buried under a rough surface
Engebeli yüzey altına gömülü dielektrik cisimlerin üç boyutlu skaler durumda görüntülenmesi
EVRİM TETİK
Doktora
İngilizce
2015
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİletişim Sistemleri Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM AKDUMAN
- Antenna design for breast cancer detection and machine learning approach for birth weight prediction
Meme kanseri tespiti için anten tasarımı ve doğum ağırlığı tahmini için makine öğrenmesi yaklaşımı
HALUK KIRKGÖZ
Yüksek Lisans
İngilizce
2024
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DR. ÖĞR. ÜYESİ ONUR KURT
- Reconstruction of cracks located in layered media
Tabakalı yüzey altında gömülü çatlakların tespit edilmesi
KEMAL MRKONJA
Yüksek Lisans
İngilizce
2010
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İBRAHİM AKDUMAN
- Buried object approach for solving electromagnetic scattering problems involving rough surfaces
Düzgün olmayan yüzeyleri içeren elektromagnetik saçılma problemlerinin çözümü için gömülü cisim yaklaşımı
YASEMİN ALTUNCU
Doktora
İngilizce
2006
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF.DR. İBRAHİM AKDUMAN
- Kapalı ortamlara yerleştirilen objelere ilişkin düz ve ters saçılma problemleri
Forward and inverse scattering problems for the objects located in a closed medium
GİZEM DİLMAÇ
Yüksek Lisans
İngilizce
2015
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiElektronik ve Haberleşme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. ALİ YAPAR