Bilgi Paketi / Ders Kataloğu
Isıl Sistemlerde Sayısal Yöntemler
Ders Kodu: MME552
Ders Türü: Seçmeli
Ders Grubu: Yüksek Lisans
Eğitim Dili: İngilizce
Staj Durumu: Yok
Teori: 3
Uyg.: 0
Kredi: 3
Laboratuvar: 0
AKTS: 8
Amaç

1. Korunum yasaları ile tanımlanan ısıl-akışkan bilimleri problemlerinde kullanılan sayısal ayrıklaştırma yöntemlerine ilişkin sağlam, sistematik ve kuramsal açıdan bütünlüklü bir anlayış kazandırmak. 2. Kararlı ve zamana bağlı ısı iletimi, taşınım-yayılım problemleri, sınır tabaka akışı, kanatçıklı yüzeyler ve faz değişimi içeren sistemler için hesaplamalı modeller kurabilme becerisini geliştirmek. 3. Öğrencilerin MATLAB ortamında sayısal algoritmaları oluşturma, uygulama, hata ayıklama, doğrulama ve elde edilen sonuçları fiziksel açıdan yorumlama yeterliliklerini geliştirmek. 4. Sayısal çözümlerde kararlılık, tutarlılık, yakınsama, hata tahmini, ağ bağımsızlığı, zaman adımı bağımsızlığı ve duyarlılık analizi konularında ileri düzeyde değerlendirme yapabilme yetkinliği kazandırmak. 5. Öğrencilerin hesaplamalı yöntemleri, modelleme sürecini ve elde edilen sayısal sonuçları lisansüstü araştırma raporları ile hakemli bilimsel yayın standartlarına uygun biçimde sunabilmelerini sağlamak.

Özet İçerik

Sayısal türev ve sayısal integrasyon yöntemleri; doğrusal olmayan denklemlerin sayısal çözüm teknikleri; başlangıç değer ve sınır değer problemlerinin sayısal çözümü; ısı iletimi ve viskoz akış problemlerini yöneten temel diferansiyel denklemler; sınır tabaka kuramı ve Blasius düz levha probleminin benzerlik dönüşümü ve sayısal çözüm yaklaşımları; ayırma değişkenleri yönteminin sayısal çözümler için analitik doğrulama aracı olarak kullanımı; Kartezyen ve silindirik koordinatlarda kararlı hal ısı iletimi problemleri için sonlu farklar ve sonlu hacimler yöntemleri; kanatçıklı yüzeylerde ısı transferinin sayısal modellenmesi; zamana bağlı ısı iletimi problemlerinde açık ve kapalı sayısal şemalar; kararlılık, yakınsama ve hata analizi; Kartezyen ve silindirik sistemlerde bir boyutlu geçici rejim ısı iletimi problemleri; bir boyutlu faz değişimi ısı transferinin sayısal modellenmesi; MATLAB/Simulink tabanlı örnek çalışmalar aracılığıyla ısıl sistem analizi, model doğrulama ve parametrik değerlendirme uygulamaları.

Dersi Veren Öğretim Görevlisi/Görevlileri
Öğrenme Çıktıları
1.1. Formulate governing equations, boundary conditions, and initial conditions for representative thermal-fluid systems using conservation-based reasoning.
2.2. To develop mathematical modeling and solution of engineering problems.
3.3. Apply finite-difference and finite-volume discretization techniques to elliptic, parabolic, and introductory convection-diffusion problems.
4.4. Implement explicit and implicit schemes for transient heat conduction and assess stability, accuracy, and computational cost.
5.5. Model one-dimensional fins, cylindrical systems, and phase-change problems using enthalpy or effective heat-capacity formulations.
Ders Kitabı / Malzemesi / Önerilen Kaynaklar
1.1. S. C. Chapra, R. P. Canale, Applied Numerical Methods with Matlab for Engineering , McGraw Hill,3rd Ed., 2012.
2.2. Incropera, F. P., and others, Principles of Heat and Mass Transfer 7th ed., 2013.
3.3. Y. A. Çengel and M. A. Boles, Thermodynamics: An Engineering Approach, 8th Edition, McGraw-Hill, 2014.
4.4. M. Necati Özişik Finite Difference Methods in Heat Transfer 2nd Edition 1994.
Haftalık Ayrıntılı Ders İçeriği
1. Hafta - Teorik
Isıl-akışkan sistemlerinin sayısal modellenmesine giriş
2. Hafta - Teorik
Sayısal türev ve sayısal integrasyon yöntemleri
3. Hafta - Teorik
Viskoz akışa giriş
4. Hafta - Teorik
Sınır tabaka kuramı ve Blasius düz levha probleminin benzerlik çözümü
5. Hafta - Teorik
Isıl sistemlerde başlangıç değer problemleri ve ODE modelleri
6. Hafta - Teorik
Kanatçıklı yüzeyler ve genişletilmiş yüzeylerde ısı transferinin sayısal modellenmesi
7. Hafta - Teorik
Kararlı hal düzlemsel ısı iletimi problemleri için sonlu farklar yöntemi
8. Hafta - Ara Sınav (Vize)
Ara Sınav
9. Hafta - Ara Sınav (Vize)
Ara Sınav
10. Hafta - Teorik
Silindirik koordinatlarda radyal ısı iletimi problemleri
11. Hafta - Teorik
Zamana bağlı ısı iletimi: açık ve kapalı sayısal yöntemler
12. Hafta - Teorik
Faz değişimi ısı transferinin sayısal modellenmesi
13. Hafta - Teorik
MATLAB/Simulink ile ısıl sistem analizi: örnek çalışma I
14. Hafta - Teorik
MATLAB/Simulink ile ısıl sistem analizi: örnek çalışma II
15. Hafta - Dönem Sonu Sınavı (Final)
Final Sınavı
16. Hafta - Dönem Sonu Sınavı (Final)
Final Sınavı
Değerlendirme
Değerlendirme TürüAdetYüzde
Ödev5%10
Proje1%10
Ara Sınav (Vize)1%20
Dönem Sonu Sınavı (Final)1%60
İş Yükü Hesaplaması
EtkinlikSayısıÖn HazırlıkSüreToplam Iş Yükü (Saat)
Kuramsal Ders1453112
Ödev57560
Proje110515
Ara Sınav1426
Dönem Sonu Sınavı1426
TOPLAM İŞ YÜKÜ (Saat)199
Program ve Öğrenme Çıktıları İlişkisi
PÇ-1
PÇ-2
PÇ-3
PÇ-4
PÇ-5
PÇ-6
PÇ-7
PÇ-8
PÇ-9
PÇ-10
PÇ-11
PÇ-12
OÇ-1
3
3
3
3
4
3
4
3
3
4
3
3
OÇ-2
4
4
4
3
5
4
3
4
4
5
4
4
OÇ-3
3
3
5
5
5
4
4
4
5
5
4
3
OÇ-4
4
5
5
4
4
5
5
5
4
4
5
4
OÇ-5
3
5
5
3
4
4
4
3
3
4
5
4
Adnan Menderes Üniversitesi - Bilgi Paketi / Ders Kataloğu
2026