ECTS @ IUE ECTS @ IUE ECTS @ IUE ECTS @ IUE ECTS @ IUE ECTS @ IUE ECTS @ IUE

Ders Bilgi Formu ( MAK 539 )


   Temel bilgiler
Ders adı: İletimle Isı Transferi
Ders kodu: MAK 539
Öğretim üyesi: Dr. Öğr. Üyesi Salih Özen ÜNVERDİ
AKTS kredisi: 7.5
GTÜ kredisi: 3 (3+0+0)
Yılı, Dönemi: 1/2, Güz ve Bahar
Dersin düzeyi: Yüksek lisans
Dersin tipi: Alan seçmeli
Öğretim dili: Türkçe
Öğretim şekli: Yüz yüze
Ön koşullar: YOK
Staj durumu: Yok
Dersin amacı: Bu ders ısı iletiminin temelleri: Isı akışı, kartezyen, silindirik ve küresel koordinatlarda ısı iletimi diferansiyel denklemi, homojen ve homojen olmayan sınır şartları ve ısı iletimi problemleri, hareketli katılarda ve anizotropik ortamlarda ısı iletimi denklemleri, lop sistem formülasyonu, Kartezyen koordinat sisteminde değişkenlerine ayırma yöntemi: Stirm-Liouville problemleri, ortogonal fonksiyonlar teorisi, özdeğer problemleri, sonlu, yarı-sonsuz ve sonsuz ortamlarda bir boyutlu homojen ısı iletimi problemlerinin çözümü konularını içerir.
   Öğrenme çıktıları Yukarı

Bu dersi başarıyla tamamlayan öğrenciler, şu yetilere sahip olurlar:

  1. Mühendislikte iletimle ısı transferi problemlerinin matematiksel modellenmesi için gerekli koordinat sistemi ve fiziksel değişkenleri ve özellikleri belirleyebilme.

    Program Çıktılarına Katkıları

    1. İleri düzey Makine Mühendisliği kavramlarını tanımlamak ve uygulamak
    2. Gelişmiş mühendislik problemlerini formüle edip çözmek
    3. İleri düzey mühendislik uygulamasında modern teknik, beceri ve ekipmandan faydalanmak
    4. Bilimsel bilgiye ulaşmak
    5. Modern teknolojiyle sürekli öğrenme bilinci geliştirmek
    6. Bilgiyi makine mühendisliğinin özel bir uzmanlık alanına uygulamak ve çeşitli CAD/CAM/CAE araçlarından faydalanmak

    Değerlendirme Tipi

    1. Yazılı sınav
  2. Mühendislikte ısı iletimi problemlerini diferansiyel ve integral kontrol hacmi yöntemleriyle modelleyebilme.

    Program Çıktılarına Katkıları

    1. İleri düzey Makine Mühendisliği kavramlarını tanımlamak ve uygulamak
    2. Gelişmiş mühendislik problemlerini formüle edip çözmek
    3. İleri düzey mühendislik uygulamasında modern teknik, beceri ve ekipmandan faydalanmak
    4. Bilimsel bilgiye ulaşmak
    5. Modern teknolojiyle sürekli öğrenme bilinci geliştirmek
    6. Bilgiyi makine mühendisliğinin özel bir uzmanlık alanına uygulamak ve çeşitli CAD/CAM/CAE araçlarından faydalanmak

    Değerlendirme Tipi

    1. Yazılı sınav
    2. Ödev
  3. Mühendislikte ısı iletimi problemlerini analitik ve sayısal yöntemlerle çözebilmek.

    Program Çıktılarına Katkıları

    1. İleri düzey Makine Mühendisliği kavramlarını tanımlamak ve uygulamak
    2. Gelişmiş mühendislik problemlerini formüle edip çözmek
    3. İleri düzey mühendislik uygulamasında modern teknik, beceri ve ekipmandan faydalanmak
    4. Bilimsel bilgiye ulaşmak
    5. Modern teknolojiyle sürekli öğrenme bilinci geliştirmek
    6. Bilgiyi makine mühendisliğinin özel bir uzmanlık alanına uygulamak ve çeşitli CAD/CAM/CAE araçlarından faydalanmak

    Değerlendirme Tipi

    1. Ödev
   İçerik Yukarı
1. hafta: Isı iletiminin temelleri: Isı akışı, kartezyen, silindirik ve küresel koordinatlarda ısı iletimi diferansiyel denklemi, homojen ve homojen olmayan sınır şartları ve ısı iletimi problemleri, hareketli katılarda ve anizotropik ortamlarda ısı iletimi denklemleri, lop sistem formülasyonu.
2. hafta: Kartezyen koordinat sisteminde değişkenlerine ayırma yöntemi: Stirm-Liouville problemleri, ortogonal fonksiyonlar teorisi, özdeğer problemleri, sonlu, yarı-sonsuz ve sonsuz ortamlarda bir boyutlu homojen ısı iletimi problemlerinin çözümü. (1/3)
3. hafta: Kartezyen koordinat sisteminde değişkenlerine ayırma yöntemi: Sonlu, yarı-sonsuz ve sonsuz ortamlarda çok boyutlu homojen ısı iletimi problemlerinin çözümü, çarpım çözüm. (2/3)
4. hafta: Kartezyen koordinat sisteminde değişkenlerine ayırma yöntemi: Çok boyutlu ısı üretimsiz daimi ısı iletimi problemleri, homojen olmayan ısı iletimi problemlerinin daha basit problemlere ayrılması, faydalı dönüşümler, zamana bağlı sıcaklık grafikleri. (3/3)
5. hafta: Silindirik koordinat sisteminde değişkenlerine ayırma yöntemi: Isı iletimi diferansiyel denkleminin silindirik koordinat sisteminde değişkenlerine ayrılması, keyfi bir fonksiyonun silindirik koordinat sisteminde özfonksiyonlar cinsinden seriye açılması. (1/3)
6. hafta: Silindirik koordinat sisteminde değişkenlerine ayırma yöntemi: Zamana ve konuma bağlı homojen ısı iletimi problemlerinin çözümü. (2/3)
7. hafta: Silindirik koordinat sisteminde değişkenlerine ayırma yöntemi: Çok boyutlu ısı üretimsiz daimi ısı iletimi problemleri, homojen olmayan ısı iletimi problemlerinin daha basit problemlere ayrılması, zamana bağlı sıcaklık grafikleri. (3/3)
8. hafta: Ara Sınav.
9. hafta: Küresel koordinat sisteminde değişkenlerine ayırma yöntemi: Isı iletimi diferansiyel denkleminin küresel koordinat sisteminde değişkenlerine ayrılması, Legendre fonksiyonları ve eşlenik Legendre fonksiyonları, Legendre fonksiyonlarının ortogonalliği, keyfi bir fonksiyonun Legendre fonksiyonları cinsinden seriye açılması. (1/3)
10. hafta: Küresel koordinat sisteminde değişkenlerine ayırma yöntemi: Zamana ve konuma bağlı homojen ısı iletimi problemlerinin çözümü. (2/3)
11. hafta: Küresel koordinat sisteminde değişkenlerine ayırma yöntemi: Çok boyutlu ısı üretimsiz daimi ısı iletimi problemleri, homojen olmayan ısı iletimi problemlerinin daha basit problemlere ayrılması, zamana bağlı sıcaklık grafikleri. (3/3)
12. hafta: Green fonksiyonları: Homojen olmayan zamana bağlı ısı iletimi problemlerinin çözümü, nokta,çizgi ve yüzey ısı kaynaklarının delta fonksiyonları ile temsili, Green fonksiyonlarının belirlenmesi, Green fonksiyonlarının kartezyen koordinat sistemine uygulanması. (1/2)
13. hafta: Green fonksiyonları: Green fonksiyonlarının silindirik ve küresel koordinat sistemlerine uygulanması, Green fonksiyonlarının çarpımı. (2/2)
14. hafta: İntegral metod: Temel kavram, yarı-sonsuz ve sonlu ortamda, lineer, zamana bağlı ısı iletimi problemlerine uygulanması
15. hafta*: Sonlu farklar yöntemi: İkinci mertebeden kısmi türevli diferansiyel denklemlerin sınıflandırılması, türevlerin sonlu farklar yaklaşımlarının Taylor serileri ile hesabı, kontrol hacmi yöntemiyle sonlu farklar denklemlerinin elde edilmesi, sınır şartlarını ayrıklaştırmak için hayali nod yöntemi, simultane cebirsel denklemlerin çözümü için yöntemler. Kartezyen, silindirik ve küresel koordinatlarda, bir ve çok boyutlu, daimi ve zamana bağlı ısı iletimi problemlerinin çözümü.
16. hafta*: Final Sınavı.
Ders kitapları ve materyaller: Heat Conduction, M. Necati Özışık, 2nd ed.,John Wiley & Sons, Inc., 1993. ISBN 0-471-53256-8
Önerilen kaynaklar: Conduction Heat Transfer, Vedat S. Arpacı, Addison-Wesley Publishing Company, ISBN 0-201-00359--7
Boundary Value Problems of Heat Conduction, M. Necati Özışık, Dover, ISBN 0-486-65990-9
  * 15. ve 16. haftalar arası final sınavına hazırlık haftası bulunmaktadır.
Değerlendirme Yukarı
Değerlendirme tipi Hafta numarası Ağırlık (%)
Ara sınavlar (Vizeler): 8 30
Dönem içi diğer çalışmalar: 0
Proje: 10 10
Ödev: 2,4,6,8,10,12,14 10
Kısa sınav (Quiz): 0
Final sınavı: 16 50
  Toplam ağırlık:
(%)
   İş yükü Yukarı
Etkinlik Süre (Haftalık saat) Toplam hafta sayısı Dönem boyu toplam iş yükü
Dersler (Yüz yüze öğretme): 3 14
Ders dışı bireysel çalışma: 4 14
Uygulama, Rehberli problem çözme: 6 7
Ödev: 20 1
Dönem projesi: 0 0
Dönem projesi sunumu: 0 0
Kısa sınav (Quiz): 0 0
Ara sınav için bireysel çalışma: 10 1
Ara sınav (Vize): 3 1
Final sınavı için bireysel çalışma: 10 1
Final sınavı: 3 1
    Toplam işyükü:
    Toplam AKTS kredisi:
*
  * AKTS kredisi, toplam iş yükünün 25'e bölümüdür. (1 AKTS = 25 saatlik iş yükü)
-->