Optik türbülans jeneratörü ve karakterizasyonu
Optical turbulence generator and characterization
Yazar: FUNDA YÜZLÜKOĞLU
Danışman: PROF. DR. CAHİT YEŞİLYAPRAK
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Astronomi ve Astrofizik Ana Bilim Dalı / Astronomi ve Astrofizik Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2024
Konu: Astronomi ve Uzay Bilimleri = Astronomy and Space Sciences ; Fizik ve Fizik Mühendisliği = Physics and Physics Engineering

Özet:
Amaç: Doğu Anadolu Gözlemevi (DAG) hem aktif hem de adaptif optik sistemleri bulunan 
büyük çaplı (+4m sınıfı) aynaya sahip bir teleskoptur. DAG yerleşkesinde teleskop ve ilgili 
sistemlerin kurulumu, kalibrasyonu ve performanslarının değerlendirilebilmesi için yerleşkenin 
atmosferini ve yerleşke üzerinde meydana gelen atmosferik türbülansın nasıl davrandığını iyi 
bilmemiz gerekmektedir. Yerleşkenin atmosferik özelliklerini tahmin etmek için yerleşkeye 
çeşitli meteorolojik ve astronomik cihazlar kurularak gerekli bilgiler toplanmaktadır. Fakat 
yapay bir türbülans oluşturabilmek için bir türbülans jeneratörü tasarlanıp karakterize 
edilmelidir. Bu tez konusunun amacı ise; uygun bir optik türbülans jeneratörü (OTJ) içerisinde 
DAG yerleşkesine ait yapay atmosferik türbülansı oluşturmak ve aletlerin çalışma performansı 
ve özellikle adaptif optik sistemlerinin kalibrasyonu için türbülansın belirlenmesini 
sağlamaktır. 
Yöntem: Bu tez çalışmasında Atatürk Üniversitesi Astrofizik Araştırma ve Uygulama Merkezi 
(ATASAM) yeni yapılanmayla Türkiye Ulusal Gözlemevleri bünyesinde mevcut bulunan optik 
elemanları ve laboratuvarı kullanılarak Optik Türbülans Jeneratörü (OTJ) kullanıma hazır hale 
getirilerek içerisinde sıcaklık ve akış hızı parametreleri değiştirilerek atmosferik türbülans 
oluşturulması planlanmış ve çalıştırılmıştır. Çeşitli türbülans parametreleri elde edilmiştir. 
Ayrıca ANSYS ve COMSOL Multiphysics programlarıyla OTJ kutusu tanımlanarak kutu 
içerisindeki sıcaklık ve akış hızı davranışları incelenmiştir. 
Bulgular: Optik Türbülans Jeneratörü kurulumu tamamlanarak kutu içerisinde istenilen 
sıcaklık ve hız değerlerinde türbülans oluşturulabilecek hale getirilerek veriler alınmaya 
başlanılmıştır. Kutu çizimi yapılarak ANSYS ve COMSOL Multiphysics programlarına 
entegre edilmiş ve kutu içerisindeki özellikler belirlenmiştir. Kutu içerisinden ölçümü alınan 
veriler kullanılarak oluşturulan türbülansa ait CN2 ve r0 değerleri belirlenmiştir. 
Sonuç: Bu tez çalışmasında Optik Türbülans Jeneratörü tarafından laboratuvar ortamında 
çeşitli türbülans kuvvetlerinin karakterizasyonu yapılmıştır. Sonuçların davranışları ANSYS ve 
COMSOL Multiphysics programları ile kıyaslanmıştır. Ayrıca DAG yerleşkesinde ölçülen 
seeing değerleri dikkate alınarak bu değerlerin alındığı atmosfer şartlarında OTJ'de 
oluşturulmuş sonuçlar verilmiştir.

Abstract:
Purpose: The Eastern Anatolian Observatory (DAG) is a large-diameter (+4m class) mirror 
telescope with both active and adaptive optics systems. In order to install, calibrate and evaluate 
the performance of the telescope and related systems at the DAG campus, we need to know the 
atmosphere of the campus and the behaviour of the atmospheric turbulence over the campus. 
In order to estimate the atmospheric properties of the campus, various meteorological and 
astronomical instruments are installed on the campus and the necessary information is collected. 
However, in order to create artificial turbulence, a turbulence generator has to be designed and 
characterised. The aim of this thesis is to create artificial atmospheric turbulence of the DAG 
campus in a suitable optical turbulence generator (OTG) and to determine the turbulence for 
the operational performance of the instruments and especially for the calibration of adaptive 
optics systems. 
Method: In this thesis, the Optical Turbulence Generator (OTJ) was made ready for use by 
using the optical elements and laboratory available at the Atatürk University Astrophysics 
Research and Application Centre (ATASAM) and atmospheric turbulence was planned and 
operated by changing the temperature and flow rate parameters. Various turbulence parameters 
were obtained. In addition, the OTJ box was defined with ANSYS and COMSOL Multiphysics 
programs and the temperature and flow velocity behaviours inside the box were investigated. 
Findings: The installation of the Optical Turbulence Generator was completed, and turbulence 
was created in the box at the desired temperature and velocity values and data were started to 
be taken. The box was drawn and integrated into ANSYS and ComsolMultiphysics programmes 
and the properties inside the box were determined. CN2 and r0 values of the turbulence created 
using the data measured from the box were determined. 
Results: In this thesis, various turbulence forces are characterised by the Optical Turbulence 
Generator in a laboratory environment. The behaviour of the results is compared with ANSYS 
and ComsolMultiphysics programs. In addition, considering the actual seeing values measured 
at the DAG campus, the results generated in the OTJ under the atmospheric conditions where 
these values were taken are given.