37 results
Search Results
Now showing 1 - 10 of 37
Article Citation - WoS: 4Citation - Scopus: 5Enhancing Urban Sustainability With Novel Vertical-Axis Wind Turbines: a Study on Residential Buildings in Çeşme(Mdpi, 2025) Saleh, Yousif Abed Saleh; Durak, Murat; Turhan, CihanThis study investigates the integration of three types of vertical-axis wind turbines (VAWTs)-helical, IceWind, and a combined design-on residential buildings in & Ccedil;e & scedil;me, T & uuml;rkiye, a region with an average wind speed of 7 m/s. The research explores the potential of small-scale wind turbines in urban areas, providing sustainable solutions for renewable energy generation and reducing reliance on conventional energy sources. The turbines were designed and analyzed using SolidWorks and ANSYS Fluent, achieving power outputs of 350 W for the helical turbine, 430 W for the IceWind turbine, and 590 W for the combined turbine. A total of 42 turbines were mounted on a five-storey residential building model, and DesignBuilder software was utilized to simulate and evaluate the energy consumption. The baseline energy consumption of 172 kWh/m2 annually was reduced by 18.45%, 22.93%, and 30.88% for the helical, IceWind, and combined turbines, respectively. Furthermore, the economic analysis showed payback periods of 12.89 years for the helical turbine, 10.60 years for the IceWind turbine, and 10.49 years for the combined turbine. These findings emphasize the viability of integrating VAWTs into urban buildings as an effective strategy for reducing energy consumption, lowering costs, and enhancing energy efficiency.Article Citation - WoS: 20Citation - Scopus: 21Sensitivity Analysis of the Effect of Current Mood States on the Thermal Sensation in Educational Buildings(Wiley-hindawi, 2022) Ozbey, Mehmet Furkan; Ceter, Aydin Ege; Orfioglu, Sevval; Alkan, Nese; Turhan, CihanAdaptive thermal comfort is a model which considers behavioral and psychological adjustments apart from Fanger's Predicted Mean Vote (PMV)/Percentage of Dissatisfied (PPD) method. In the literature, the differences between the PMV/PPD method and adaptive thermal comfort were mainly considered in aspects of behavioral adjustments in an environment. Conversely, limited studies related to psychological adjustments were considered in detail for thermal comfort. This study purposes to investigate the effects of current mood state subscales on thermal sensation of the occupants for the first time in the literature. To this aim, the Profile of Mood States (POMS) questionnaire is used to determine the mood state of the occupants with six different subscales: Anger, Confusion, Vigor, Tension, Depression, and Fatigue. The experiments were conducted in a university study hall in Ankara, Turkey, which is in warm-summer Mediterranean climate (Csb) according to Koppen-Geiger Climate Classification. The distributions of each subscale were examined via Anderson Darling and Shapiro-Wilk tests accordingly given responses from the occupants. The sensitivity analysis was applied to the six subscales of the POMS with Monte Carlo simulation method by considering the distributions of each subscale. The results revealed that the current mood state has a crucial effect on the thermal sensation of the occupants. The subscales of the Depression and Vigor were found as the most vital ones among the six subscales. Only the pure effects of the Vigor and Depression would change the thermal sensation of the occupants 0.31 and 0.30, respectively. The Confusion was determined as the least effective subscale to the thermal sensation of the occupants. Moreover, with the combination of all the six subscales, the thermal sensation might change up to 1.32. Findings in this study would help researchers to develop the personalized thermal comfort systems.Master Thesis İç Ortamda Ortalama Radyan Sıcaklığını Elde Etmek için Farklı Yöntemlerin Doğruluğunun Karşılaştırılması(2021) Özbey, Mehmet Furkan; Turhan, Cihan; Lotfısadıgh, BahramAmerikan Isıtma Soğutma ve Klima Mühendisleri Birliği (ASHRAE), ısıl konforu bir kişinin bulunduğu ortamdaki memnuniyetini ifade eden öznel ve zihinsel değerlendirme ile elde edilen zihin koşulları olarak tanımlanmıştır. Isıl konfor, geleneksel olarak Fanger'in Ortalama Tahmini Oy (PMV) / Memnuniyetsizliklerin Tahmini Yüzdesi (PPD) metodu ve kişilerin davranışlarını da içeren adaptif ısıl konfor metotları ile elde edilmektedir. Isıl konfor parametreleri kişisel parametreler (giysi değeri ve metabolizma hızı) ve çevresel parametreler (hava sıcaklığı, bağıl nem, hava hızı ve ortalama radyan sıcaklığı) olarak üzere iki farklı kategoride ele almaktadır. Bu parametreler arasında, Ortalama Radyan Sıcaklık ölçülmesinin ve hesaplanmasının karmaşık olmasından dolayı elde edilmesi zor bir faktördür. İç ortamlarda ortalama radyan sıcaklığı elde etme yaklaşımları hesaplama yöntemleri, ölçüm yöntemleri ve varsayımlar gibi farklı yöntemlere dayanmaktadır. Ancak hesaplama yöntemlerinin karmaşık olması ve ölçüm yöntemleri için kullanılacak ölçüm aletlerinin pahalı ve elde edilmesi zor araçlar olması araştırmacıları doğruluğu kesin olmayan varsayımlara yönlendirmektedir. Bu nedenle, bu çalışmanın amacı ortalama radyan sıcaklığın elde edilme yöntemlerinin ölçüm yöntemlerinden birisi olan ve bu çalışma için üretilen küre termometresini referans alıp diğer metotlar ile karşılaştırılarak tüm yöntemlerin doğruluğunu bulmaktır. Bu çalışmada Köppen- Geiger sınıflandırmasına göre Csb tipi iklim bölgesinde bulunan bir test odası seçilmiştir ve ortalama radyatif sıcaklığı elde etmek için kullanılan 2 farklı hesaplama yöntemi ve 8 farklı varsayım yerinde ölçümle referans metodu ile karşılaştırılmıştır. Sonuçlar, ortalama radyan sıcaklığı elde etmek için varsayımların veya hesaplama yöntemlerinin kullanılmasının, referans yönteme kıyasla %9,1'e varan bir hataya neden olduğunu ortaya koydu.Master Thesis Sıvı Azot Kullanarak Isıtma ve Soğutma Kabini Tasarımı(2023) Demir, Emre; Turhan, CihanÜlkemizde, savunma endüstrisi, tıbbi sektör ve endüstri alanlarında kriyojenik koşullandırma dolapları ve ilişkili özel bileşenlerin ithaline yönelik artan bir bağımlılık bulunmaktadır. Özellikle ulusal savunma gibi kritik teknolojilerin yerlileştirilmesi, hem ulusal savunma kabiliyetlerine hem de ekonomik büyümeye önemli katkılar vaat etmektedir. Bu bağlamda, bu tezde, belirlenmiş seviyeler için sıcaklık koşullandırmasını takiben gerekli fiziksel testlere uygun olan özel bir sıcak-soğuk koşullandırma kabini tasarlanmış ve analiz edilmiştir. Özellikle, koşullandırma için hedef işletme sıcaklıkları -55°C ve 70°C olarak belirlenmiştir. Bu kabinin başlıca uygulaması, havacılık ve uzay ekipmanlarının titiz test ve doğrulaması içindir. Odanın toplam hacmi 5 m^3'tür. Bu tür dolaplar daha önce bilimsel ve tıbbi kullanım için tasarlanmıştır. Bu çalışma ile diğerlerinin arasındaki fark, tasarımının esnek olması ve büyük hacimler için kullanılabilecek olmasıdır. Bu esnek tasarım, kullanım alanlarını genişletirken aynı zamanda kullanım kolaylığı sağlar. Öte yandan, dolap, test ekipmanını yüklemek veya boşaltmak için iki bileşene ayrılabilir ve tekerlek veya kaldırma ekipmanı ile kolayca taşınabilir. Bu sayede şartlandırılmış ekipmanlar ile ömür testleri istenilen şartlandırma koşullarında gerçekleştirebilir. Tez çalışması için faydalı yükü soğutmak için gerekli soğutucu akışkan miktarı hesaplanmıştır. Duvarlardan gelen ısı akısı hesaplanmış ve buna göre izolasyon kalınlıkları tayin edilmiştir. Tasarımın başlangıcından imalat sürecine kadar, tasarım aşamasında tüm termal köprüler, ısı sızıntıları ve transfer noktalarını incelenmiş ve çeşitli malzeme kullanımları ve dizayn değişimleri ile termal performans iyileştirilmiştir. Kabinlerin yapısal geometrileri incelenmiş ve analiz edilmiştir. Kabinlerde oluşabilecek deformasyonların önüne geçebilmek için Ansys Mechanical programı üzerinden çalışma koşulları göz önüne alınarak statik analizler yapılmıştır. Bu analizlere ait mesh metrik değerleri incelenmiş ve bu analiz çıktılarına uygun olarak geometrik düzeltmeler yapılmıştır. Doğrudan kriyojenik sıvı uygulamalarının, hızlı soğutma performansı sayesinde, havacılık ve uzay ekipmanı testlerinde kullanım alanı genişletilebilir. Benzer çalışmalar başka kriyojenik sıvılar için uygulanabilir ya da geometrik revizeler ile kullanım alanları çeşitlendirilebilir.Article Citation - WoS: 1Citation - Scopus: 1Latent Psychological Pathways in Thermal Comfort Perception: The Mediating Role of Cognitive Uncertainty on Depression and Vigour(MDPI, 2025) Ozbey, Mehmet Furkan; Turhan, Cihan; Alkan, Nese; Akkurt, Gulden GokcenThermal comfort is the condition of mind that expresses satisfaction with the thermal environment, and it is assessed through subjective evaluation, according to the American Society of Heating, Refrigerating, and Air-Conditioning Engineers. While research has traditionally emphasised physical factors, growing evidence highlights the role of the state of mind in shaping thermal perception. In a prior Monte Carlo sensitivity analysis, six mood subscales-Anger, Confusion, Vigour, Tension, Depression, and Fatigue-were examined for how they affect the absolute difference between actual and predicted thermal sensation. Depression and vigour were found to be the most influential, while confusion appeared least impactful. However, to accurately assess the role of confusion, it is necessary to consider its potential interactions with other mood subscales. To this end, a mediation analysis was conducted using Hayes' PROCESS tool. The mediation analyses revealed that confusion partially mediated depression's effect in males and vigour's effect in females. These results suggest that, despite a weak direct impact, confusion critically influences thermal perception by altering the effects of key mood states. Accounting for the indirect effects of mood states may lead to more accurate predictions of human sensory experiences and improve the design of occupant-centred environments.Master Thesis İnsan Vücudu Ekserji Tüketimini Öngörmek için Yapay Sinir Ağlarının Kullanılması(2022) Yousıf, Yousıf Layth; Turhan, Cihan; Turhan, Cihan; Turhan, Cihan; Lotfısadıgh, Bahram; Energy Systems Engineering; Energy Systems EngineeringAmerikan Isıtma, Soğutma ve Ġklimlendirme Mühendisleri Derneği (ASHRAE), termal konforu 'ısıl çevre ile mutluluk veren zihin durumu' olarak tanımlar. Enerji ve Madde bir sistem olarak dağılabilir ve çevreleriyle dengeye doğru hareket edebilir ve buna termodinamikte ekserji denir. Tahmini Ortalama Oy (PMV)/Öngörülen Memnuniyetsizlik Yüzdesi (PPD) modeli ve uyarlanabilir termal konfor yaklaşımı, termal konforu değerlendirmek için en yaygın kullanılan iki yöntemdir. ekserji kavramını termal konforun bir indeksi olarak insan vücudu sistemine uygulayın. Bir kişinin ekserji dengesi ile termal konfor seviyeleri arasındaki ilişki, vücuttan ısı ve suyu etkili bir şekilde dağıtmanın insan refahı için gerekli olmasıdır. Bu nedenle , en düşük insan vücudu ekserji tüketim oranı çoğunlukla optimum termal konfor seviyesini verir.Bu tezde Yapay Zeka tabanlı bir çalışma yapılmıştır. Ekserji ve termal konfor açısından en iyi koşulu elde etmek için, Atılım Üniversitesi'nin Mühendislik Fakültesi binasında içinde bir kiş olan bir odada deneyler yapılmıştır. Ġnsan vücudunun ekserji tüketimi bir bilgisayar programı aracılığıyla çıkarılmakta ve çevresel parametreler objektif sensörler ile ölçülmektedir. Daha sonra Python ortamında bir Yapay Sinir Ağı (YSA) modeli geliştirilmiştir. vi Sinir ağı tekniğinde bir geri yayılım ve sigmoid işlevi kullanılır. YSA modeline toplam 133 veri dahil edilmiş olup, verilerin 75% yani 99 veri seti eğitim ve geri kalanı test için kullanılmıştır. Sağlanan koşullar altında 1,98'lik bir Ortalama Mutlak Yüzdelik Hatası (MAPE) ve 0,91'lik bir doğru tahmin oranı (R2) bulunur ve bu, yapay sinir ağı modeli çıktıları ile insan vücudu ekserji verileri arasında iyi bir koordinasyon olduğunu gösterir. Basitlik, analiz hızı ve kısıtlı veri kümelerinden öğrenme, insan vücudu ekserji simülasyonu üzerindeki bir YSA modelinin avantajı olarak gösterilebilir. Bu tez, insanların ne kadar ekserji oranı tükettiğini (HBExC) belirlemek için bir YSA modeli kullanan yeni bir konsept sunmaktadır. Bunun nedeni, yapay sinir ağlarının (YSA) bina ve termal konfor alanlarında en yaygın olarak kullanılan yapay zeka tekniği olmasıdır. Sonuçta, doğrusal olmayan değişkenlerin etkileşimlerini, özellikle değişkenleri arasında karmaşık doğrusal olmayan ilişkilere sahip olan ekserji kavramını hızlı ve doğru bir şekilde ele alabilirler.Article Citation - WoS: 2Citation - Scopus: 2Integrating Personalized Thermal Comfort Devices for Energy-Efficient and Occupant-Centric Buildings(Mdpi, 2025) Turhan, Cihan; Carpino, CristinaPersonalized thermal comfort (PTC) systems aim to satisfy the individual thermal preferences of occupants rather than relying on average comfort indices. With the growing emphasis on sustainability and reducing energy consumption in buildings, energy efficiency has become a critical factor in the design and selection of PTC systems. While the development of PTC tools has accelerated in the last decade, selecting the most appropriate system remains a challenge due to the dynamic, uncertain, and multi-dimensional nature of the decision-making process. This study introduces a novel application of the KEMIRA-M multi-criteria decision-making (MCDM) method to identify the optimal PTC system for university office buildings-an area with limited prior investigation. A case study is conducted in a naturally ventilated office space located in a temperate climate zone. Eight distinct PTC alternatives are evaluated, including data-driven HVAC systems, wearable devices, and localized conditioning units. Six key criteria are considered: estimated energy consumption, capital cost, indoor and outdoor space requirements, system complexity, mobility, and energy efficiency. The results indicate that wearable wristbands, which condition the occupant's carpus area, offer the most balanced performance across criteria, while radiant ceiling/floor systems perform the poorest. Energy efficiency plays a crucial role in this evaluation, as it directly impacts both the operational cost and the environmental footprint of the system. The study's findings provide a structured and adaptable framework for HVAC engineers and designers to integrate PTC systems into occupant-centric and energy-efficient building designs.Master Thesis Kullanıcıların Isıl Konforu ile Duygu Durumları Arasındaki İlişkinin Belirlenmesi ve Deneysel Veri Odaklı Modellenmesi(2022) Çeter, Aydın Ege; Turhan, Cihan; Alkan, NeşeKişiler yaşamları boyunca zamanlarının %90'ını iç mekanlarda geçirmektedir. Bu sebeple iç ortamlarda kişilerin termal konforunun sağlanması büyük önem taşımaktadır. Bununla beraber termal konforun sağlanabilmesi termal konforun doğru ölçülmesi ile mümkündür. Ancak termal konfor ölçümünün doğruluğu büyük bir sorun teşkil etmektedir. Bu alanda gerçekleştirilen çalışmalar ölçülen termal konfor değerleri ile kişilerin termal duyumu arasında önemli farkların bulunduğunu ortaya koymuştur. Buna ek olarak araştırmacılar çalışmalarında, bu farkın önemli nedenleri arasında olduğu düşünülen, kişilerin psikolojisinin termal duyum üzerindeki etkisini araştırmışlardır. Çalışmalar bu alanda önemli mesafeler kat etmiş olsa da yalnızca insan bedeninin psikolojik etkenler altındaki fiziksel tepkilerini incelemekten ve aradaki bağlantının varlığını kanıtlamaktan öteye gidememişlerdir. Öte yandan kişinin duygu durumunun insan psikolojisinin önemli göstergeleri arasında olduğu bilinmektedir. Bu nedenle bu tez, kişilerin duygu durumları ile termal duyumu arasındaki ilişkiyi araştırma ve Duygu-durum Düzeltme Faktörü (DDF) adı verilen yeni bir metot sunmayı amaçlamaktadır. Bu ilişkinin açığa çıkarılması için Atılım Üniversitesi'nde bulunan bir çalışma salonunda 16 Ağustos 2021 ve 15 Nisan 2022 tarihleri arasında bir dizi deney gerçekleştirilmiştir. Duygu durum ve termal duyum arasındaki ilişkinin belirlenebilmesi için deneyler süresince Tahmini Ortalama Oy (PMV) ölçümleri ile birlikte Gerçek Ortalama Oy (AMV) ve Duygu Durum Profili (POMS) anketi kullanılmıştır. Elde edilen sonuçlar kişilerin termal duyumlarını en fazla etkileyen duygu durum sınıflarının çok karamsar, çok iyimser ve karamsar duygu durum sınıfları olduğunu ortaya çıkartmış ve ölçüm sonuçlarından daha sıcak hissettikleri ortaya koymuştur. Ayrıca DDF değerleri çok karamsar, çok iyimser ve karamsar duygu durum sınıfları için sırasıyla -0.125, -0.114 ve -0.075 olarak hesaplanmıştır.Article Citation - WoS: 4Citation - Scopus: 6A Team-Oriented Course Development Experience in Distance Education for Multidisciplinary Engineering Design(Wiley, 2022) Say, Bilge; Erden, Zühal; Erden, Zuhal; Turhan, Cihan; Turhan, Cihan; Say, Bilge; Erden, Zühal; Turhan, Cihan; Say, Bilge; Energy Systems Engineering; Software Engineering; Mechatronics Engineering; Energy Systems Engineering; Mechatronics Engineering; Software EngineeringBased on the multidisciplinary needs of today's complex and innovative technology, accreditation bodies of engineering demand proof of multidisciplinary teamwork in undergraduate engineering curricula. This article reports the design and conduct of a Multidisciplinary Engineering Design (MED) course initiated as a result of accreditation process requirements. The course, which consists of multidisciplinary lectures, practice sessions, and various phases of a multidisciplinary team project, was conducted online because of the COVID-19 pandemic by a multidisciplinary team of instructors using multiple software tools to enhance collaboration. In general, the course outcomes were satisfied under the current design, and several points for further improvement and elaboration were collected via quantitative and qualitative evaluations. Accordingly, the results show that the project-based and team-based MED course, in terms of multidisciplinary course management and its outcomes, can benefit from the use of software tools in creating a multidisciplinary team in distance education by means of enhanced cooperation and motivation among the participants.Article Citation - WoS: 34Citation - Scopus: 41Development of a Personalized Thermal Comfort Driven Controller for Hvac Systems(Pergamon-elsevier Science Ltd, 2021) Turhan, Cihan; Simani, Silvio; Akkurt, Gulden GokcenIncreasing thermal comfort and reducing energy consumption are two main objectives of advanced HVAC control systems. In this study, a thermal comfort driven control (PTC-DC) algorithm was developed to improve HVAC control systems with no need of retrofitting HVAC system components. A case building located in Izmir Institute of Technology Campus-Izmir-Turkey was selected to test the developed system. First, wireless sensors were installed to the building and a mobile application was developed to monitor/ collect temperature, relative humidity and thermal comfort data of an occupant. Then, the PTC-DC algorithm was developed to meet the highest occupant thermal comfort as well as saving energy. The prototypes of the controller were tested on the case building from July 3rd, 2017 to November 1st, 2018 and compared with a conventional PID controller. The results showed that the developed control algorithm and conventional controller satisfy neutral thermal comfort for 92 % and 6 % of total measurement days, respectively. From energy consumption point of view, the PTC-DC decreased energy consumption by 13.2 % compared to the conventional controller. Consequently, the PTC-DC differs from other works in the literature that the prototype of PTC-DC can be easily deployed in real environments. Moreover, the PTC-DC is low-cost and user-friendly. (c) 2021 Elsevier Ltd. All rights reserved.
