Development of Alternative Optimization Benchmarks for Geodesic Dome and Implementation of Structural Health Monitoring based Finite Element Model-Updating
Jeodezik Kubbeler İçin Alternatif Optimizyon Ölçütlerinin Geliştirilmesi ve Yapisal Sağlik Takibi Tabanli Sonlu Eleman Modeli Güncellenmesinin Uygulamanmasi
- Tez No: 956627
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ MÜSLÜM KILINÇ
- Tez Türü: Doktora
- Konular: İnşaat Mühendisliği, Civil Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2025
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Erciyes Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: İnşaat Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Yapı Bilim Dalı
- Sayfa Sayısı: Belirtilmemiş.
Özet
Bu tez, jeodezik kubbe yapıları için sağlam alternatif optimizasyon ölçütü ve entegre model tabanlı hasar tespit çerçevesi sunmaktadır. Tetrahedron, oktahedron ve ikosahedron tipindeki jeodezik kubbelerin ayrıntılı sonlu eleman modelleri geliştirilmiş ve Genetik Algoritmalar, Parçacık Sürü Optimizasyonu, Gri Kurt Optimizasyonu ve Yapay Arı Kolonisi gibi gelişmiş meta-sezgisel optimizasyon algoritmalarını kapsamlı bir şekilde test etmek için kullanılmaktadır. Bu yeni karşılaştırma modellerinin, geleneksel 120 çubuklu kubbeye kıyasla üstün yapısal verimlilik sağladığı gösterilmiştir. Tezin merkezinde, hasar tespiti için sonlu eleman model güncelleme (FEMU) yaklaşımı yer almaktadır; burada çeşitli küresel ve lokal hasar senaryoları, sistematik rijitlik azaltmaları ile simüle edilmiştir. Çalışma, doğal frekans değişimlerinin hasarın güvenilir göstergeleri olduğunu ortaya koyarken, mod şekillerinin gürültüye ve geometrik kusurlara yüksek hassasiyeti nedeniyle jeodezik kubbelerde uygun olmadığını göstermektedir. Bu sorunun üstesinden gelmek için, düğüm noktası deplasmanları, gerilme ve doğal frekanslar gibi hem statik hem dinamik yanıt göstergeleri tek bir amaç fonksiyonu altında birleştirilmiş ve yapısal bozulmanın tespit ve nicelendirilmesinde önemli bir iyileşme sağlanmıştır. Bu ikili yaklaşım, hem optimizasyon yöntemlerinin karşılaştırılmasını hem de yapısal sağlık izlemenin doğruluğunu geliştirerek daha akıllı ve dayanıklı jeodezik kubbe tasarımlarının önünü açmaktadır.
Özet (Çeviri)
This thesis introduces robust alternative optimization benchmarks and an integrated model-based damage detection framework for geodesic dome structures. Detailed finite element models of tetrahedron, octahedron, and icosahedron geodesic domes are developed to serve as comprehensive testbeds for advanced metaheuristic optimization algorithms—including Genetic Algorithms, Particle Swarm Optimization, Grey Wolf Optimizer, and Artificial Bee Colony—demonstrating the superior structural efficiency of these benchmarks compared to the conventional 120-bar dome. A central focus is placed on finite element model updating (FEMU) for damage detection, where various global and local damage scenarios are simulated by systematic stiffness reductions. Importantly, the study reveals that natural frequency shifts are reliable indicators of damage, whereas mode shapes prove unsuitable for geodesic domes due to their pronounced sensitivity to noise and geometric imperfections. To address this, both static and dynamic response metrics—such as nodal displacements, stress and natural frequencies—are incorporated into a unified objective function, significantly improving the detection and quantification of structural degradation. This dual approach advances both the benchmarking of optimization methods and the accuracy of structural health monitoring, enabling smarter and more resilient geodesic dome designs.
Benzer Tezler
- Seismic resilience of steel plate shear walls enhanced with innovative hybrid viscoelastic dampers: A numerical investigation
Yenilikçi hibrit viskoelastik sönümleyicilerle güçlendirilmiş çelik levha perde duvarların sismik dayanımı: Nümerik bir inceleme
RAGAB GOMAA TOHAMY MOHAMMED
Yüksek Lisans
İngilizce
2026
İnşaat Mühendisliğiİstanbul Teknik Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. BARLAS ÖZDEN ÇAĞLAYAN
- Denizcilik sektöründe sera gazı emisyonu önlemlerinin etki değerlendirmesinin sistem dinamikleriyle modellenmesi
System dynamics modelling of the impact assessment of greenhouse gas mitigation measures in maritime transportation
SELEN UYGUR
Doktora
Türkçe
2025
Denizcilikİstanbul Teknik ÜniversitesiDeniz Ulaştırma İşletme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. PELİN BOLAT
- Development of A surrogate model-based optimization framework for aerospace applications
Havacılık uygulamaları kapsamında vekil model temelli optimizasyon programı geliştirilmesi
NİYAZİ ŞENOL
Doktora
İngilizce
2026
Havacılık ve Uzay MühendisliğiAtılım ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN UMUR AKAY
DR. ŞAHİN YİĞİT
- Optimizasyon problemleri için yeni bir metasezgisel algoritma geliştirilmesi
Development of a new metaheuristic algorithm for optimization problems
RAMAZAN ÖZKAN
Doktora
Türkçe
2024
Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrolİstanbul Üniversitesi-CerrahpaşaBilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. RÜYA ŞAMLI
- Calibration and optimization of rans turbulence models for various cases
Farklı problemler için rans türbülans modellerinin kalibrasyonu ve optimizasyonu
CEM TURUTOĞLU
Doktora
İngilizce
2026
Makine Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. SERTAÇ ÇADIRCI