Hareketli sistemlerin performans ve boyut ilişkisi: Yapısal gelişim teorisi

Abstract

Yapısal gelişim teorisi yardımıyla sistem boyutlarının performans üzerine etkilerinin araştırıldığı bu tezde boyutun etkileri sosyal organizasyonlarda, yüzen ve uçan canlılarda, gemi ve uçaklarda incelenmiştir. Çalışma boyunca, bu incelemelerde ulaşılan teorik sonuçlar ile ampirik veriler arasındaki ilişki gösterilmeye çalışılmıştır. Sonuçlara bakıldığında ise teorik yaklaşım ile ampirik değerler arasında yüksek derecede bir uyum olduğu görülmüştür. Tezin birinci bölümünde yapısal gelişim teorisinin tarihçesi, prensipleri ve analizlerde kullanılan matematik açıklanmıştır. İkinci bölümde ise sosyal organizasyonu oluşturan fiziksel temeller açıklanmıştır. Organizasyonun oluşumunu açıklamak için nehir akışı ve insanlar için çok büyük öneme sahip ihtiyaçlardan birisi olan sıcak suyun taşınması modellenmiştir. Sosyal organizasyon olgusunun bir araya gelerek yakıt israfının azalmasına büyük bir etki yaptığı görülmüştür. Ayrıca sosyal organizasyondaki bireylerin artmasıyla sistem boyutları büyüdüğünden kademeli yapının tabii olarak gerçekleştiği görülmüştür. Homojen olmayan bu dağılımları iyileştirmenin yollarından birinin ise tasarımlarda yapılacak lokal iyileştirmeler olduğu gösterilmiştir. Tezin üçüncü bölümünde canlıların ve araçların boyutuna bağlı olarak yapısal gelişim teorisi tarafından sunulan boyut-hız ilişkisinde açıklanmamış kısımlara cevap bulunmuştur. Ayrıca boyut-hız teorisine göre neden en hızlı canlıların en büyük kütleye sahip olmadığı konusu hareketin iki bileşeni (ivmelenme ve seyir) yardımıyla analiz edilmiştir. Kütleye bağlı olarak daha önce bulunan teorik yaklaşıma uçakların uymadığı görülmüş olup bu sapmanın düzeltilmesi sağlanmıştır. Ayrıca en hızlı uçanların en hızlı yüzenlerden bin kat daha küçük olduğu gerçeği teorik olarak açıklanmıştır. Dördüncü bölümde uçak ve gemilerin boyut performans ilişkisi gösterilmiştir. Yapısal gelişim teorisinden yola çıkarak geliştirilen yaklaşım Marine Traffic sitesinden elde edilen 100.000 adet gemi verisiyle mukayese edilmiştir. Teorik yaklaşımla ampirik veriler arasında güçlü bir ilişki olduğu görülmüştür. Ayrıca 6 farklı gemi türü için (Dökme Yük Gemisi, Kargo, Konteyner, Yolcu Gemisi, Balıkçı Gemisi ve Tanker) taşıma kapasitesiyle harcanan güç arasındaki ilişkiler gösterilmiştir. Böylelikle bu kadar büyük bir veri bulutuyla yapısal gelişim teorisinden bulunan sonuçların uyumu kanıtlanmıştır. Tezin son kısmında ise elde edilen sonuçlar özetlenmiştir.