EBT 513 - Enerji Sistemlerinde Hesaplamalı Yöntemler

Dersin Amaçları

Enerji sistemlerinde karşılaşılan mühendislik problemlerinin hesaplamalı olarak modellenmesinde kullanılan temel sayısal yöntemleri ve hata, doğruluk, yakınsama, kararlılık, koşulluluk ve doğrulama gibi temel hesaplamalı kavramları tanıtmak.
Öğrencilere doğrusal ve doğrusal olmayan denklem sistemlerinin çözümünde kullanılan temel sayısal algoritmaları öğretmek ve bu yöntemlerin enerji sistemlerindeki mühendislik problemlerine nasıl uygulanacağını göstermek.
Enerji sistemlerinin modellenmesinde kullanılan adi diferansiyel denklemlerin sayısal çözüm yaklaşımlarını tanıtmak; bağlı enerji sistemlerini durum değişkenleri ve durum-uzayı gösterimiyle ifade etme ve yorumlama becerisi kazandırmak.
Isı transferi ve diğer enerji sistemi uygulamalarında kullanılan sonlu farklar, sonlu hacimler ve temel sonlu elemanlar yöntemlerinin temel prensiplerini öğretmek; bir ve iki boyutlu problemlerin ayrıklaştırılmasındaki rollerini açıklamak.
Öğrencilerin sayısal sonuçların doğruluğunu ve güvenilirliğini değerlendirebilmelerini, farklı çözüm yöntemlerini karşılaştırabilmelerini ve bütünleşik enerji sistemi problemleri için uygun yöntemi seçebilmelerini sağlamak.
Enerji mühendisliği problemlerini örnek uygulamalar üzerinden inceleyerek öğrencilerin algoritmik düşünme becerilerini geliştirmek; verilen algoritmaları MATLAB veya Python ortamında uygulayabilecek ve elde edilen sonuçları mühendislik bakış açısıyla yorumlayabilecek altyapıyı kazandırmak.

Dersin Tanımı

Enerji sistemlerindeki mühendislik problemlerinin hesaplamalı modellenmesi ve çözümünde kullanılan temel sayısal yöntemler. Sayısal hata, doğruluk, yakınsama, kararlılık ve koşulluluk; doğrusal ve doğrusal olmayan denklem sistemleri; sayısal türev, interpolasyon, eğri uydurma ve integrasyon. Adi diferansiyel denklemlerin başlangıç-değer problemleri ile bağlı enerji sistemlerinin durum değişkenleri ve durum-uzayı gösterimi. Isı transferi ve diğer enerji sistemi uygulamalarında sonlu farklar, sonlu hacimler ve temel sonlu elemanlar yöntemleri; FEM ile bir ve iki boyutlu ısı iletimi uygulamaları. Zamana bağlı problemlerde zaman integrasyonu, hata ve kararlılık. Bütünleşik enerji sistemi problemlerinde yöntem seçimi, yöntemlerin karşılaştırılması, doğrulama ve mühendislik yorumu. Konular, enerji mühendisliği örnekleri ve MATLAB veya Python uygulamalarıyla desteklenir.