ELEKTRİK MÜHENDİSLİĞİNDE SONLU ELEMANLAR YÖNTEMİ

Ders Genel Bilgileri

Ders Kodu AKTS T+U+L Kredi Ders Türü
EEM23751 7 3+0+0 3 Seçmeli
Ders Linki (Türkçe) :
Ders Linki (İngilizce) :
Dersin Dili Türkçe
Dersin Düzeyi Yüksek Lisans
Öğretim Türü Örgün Öğretim
Dersin Türü Seçmeli
Dersin Amacı Bilgisayar destekli tasarım ve analiz çalışmaları için bir sayısal yöntem öğretmek, matematik, elektromanyetik alan, temel elektrik mühendisliği ve bilgisayar bilgisinin kullanılması ve geliştirilmesi için bir ortam yaratmak, analitik, örneksel ve sayısal yöntemler arasında benzerlik, fark ve bağlantıları öğretmek, yöntemi ve çalışmaları geliştirmek amacıyla kullanımıdır.
Dersin İçeriği Alan problemlerinin sınıflandırılması, ikinci mertebe kısmi diferansiyel denklem türleri, sınır koşulu türleri, başlangıç ve sınır değer problemi tanımı, alan inceleme yöntemleri ve Sonlu Elemanlar Yöntemi. Varyasyonel yaklaşım, Rayleigh-Ritz ve Galerkin yöntemleri, bir, iki ve üç boyutlu Laplace ve Poisson tipi elektrik ve manyetik alan problemlerin sonlu elemanlar yöntemi ile çözümü, eksenel simetrili problemlerin çözümü, zaman değişkenli problemler, sonlu elemanlar denklemlerinin sayısal çözümü.
Dersin Ön Koşulları Bulunmamaktadır.
Dersin Koordinatörü Doç. Dr. Hasan TİRYAKİ
Dersi Verenler Dr. Öğr. Üyesi Barış KÜÇÜKAYDIN
Dersin Yardımcıları Yok
Staj Durumu Yok

Dersin Kaynakları

Kaynaklar S. S. Rao, The Finite Element Method in Engineering, Elsevier Butterworth – Heinemann, Boston, USA, 2005, Fourth Ed. 2010.G. Meunier, The Finite Element Method for Electromagnetic Modeling, Wiley, New Jersey, 2008.K. H. Huebner, The Finite Element Method for Engineers, Wiley, New York, 2001.
Notlar Ders İle İlgili Öğretim Üyesinin Notları
Döküman -
Ödev -

Ders Yapısı

Matematik ve Temel Bilimler% 30
Mühendislik Bilimleri% 40
Mühendislik Tasarımı% 30
Sosyal Bilimler% 0
Eğitim Bilimleri% 0
Fen Bilimleri% 0
Sağlık Bilimleri% 0
Alan Bilgisi% 0
Değerlendirme Ölçütleri
Yarı Yıl Çalışmaları Sayısı Katkı
Ara Sınav 1 % 40
Kısa Sınav 0 % 0
Ödev 0 % 0
Devam 0 % 0
Uygulama 0 % 0
Proje 0 % 0
Yarıyıl Sonu Sınavı 1 % 60
Arazi Çalışması 0 % 0
Atölye Çalışması 0 % 0
Laboratuvar 0 % 0
Sunum/Seminer Hazırlama 0 % 0
Toplam 2 % 100
AKTS Hesaplama İçeriği
Etkinlik Sayısı Süresi (Saat) Toplam İş Yükü
Ders Süresi 14 3 42
Sınıf Dışı Ç. Süresi 14 10 140
Ödevler 0 0 0
Ara Sınavlar 1 8 8
Yarıyıl Sonu Sınavı 1 8 8
Kısa Sınav 0 0 0
  198 | AKTS Kredisi : 7

Ders Konuları

Hafta Konu Öğretim Yöntem ve Teknikleri Döküman
1 Temel kavramlar: Maxwell denklemleri; elektrokinetik, elektrostatik, magnetostatik ve magnetodinamik problemler; ikinci mertebe kısmi diferansiyel denklem türleri; alan problemlerinde sınır koşulu türleri; başlangıç ve sınır değer problemleri Yöntemler; Anlatım, Örnek uygulama, Teknik; Soru-Cevap Ders kitabının ilgili bölümü
2 Elektrik ve manyetik alan inceleme yöntemleri: Çözümsel, örneksel ve sayısal yöntemler Yöntemler; Anlatım, Örnek uygulama, Teknik; Soru-Cevap Ders kitabının ilgili bölümü
3 Sayısal yöntemler: Sonlu Farklar Yöntemi, Monte Carlo Yöntemi, Yük Benzetim Yöntemi, Sınır Elemanları Yöntemi Yöntemler; Anlatım, Örnek uygulama, Teknik; Soru-Cevap Ders kitabının ilgili bölümü
4 Sayısal yöntemler: Sonlu Farklar Yöntemi, Monte Carlo Yöntemi, Yük Benzetim Yöntemi, Sınır Elemanları Yöntemi Yöntemler; Anlatım, Örnek uygulama, Teknik; Soru-Cevap Ders kitabının ilgili bölümü
5 Sonlu elemanlar yöntemi (SEY), varyasyonel yaklaşım kavramı, Ritz ve Galerkin yöntemleri Yöntemler; Anlatım, Örnek uygulama, Teknik; Soru-Cevap Ders kitabının ilgili bölümü
6 Sonlu elemanlar yöntemi ile iki boyutlu elektrostatik alan problemlerinin çözümü: Enerjinin minimumlaştırılması ilkesi, çözüm bölgesinin sonlu elemanlara bölünmesi, birinci dereceden elemanlar, sonlu elemanların birleştirilmesi, sonlu elemanlar yönteminde denklem sisteminin çözümü Yöntemler; Anlatım, Örnek uygulama, Teknik; Soru-Cevap Ders kitabının ilgili bölümü
7 Sonlu elemanlar yöntemi ile iki boyutlu elektrostatik alan problemlerinin çözümü: Enerjinin minimumlaştırılması ilkesi, çözüm bölgesinin sonlu elemanlara bölünmesi, birinci dereceden elemanlar, sonlu elemanların birleştirilmesi, sonlu elemanlar yönteminde denklem sisteminin çözümü Yöntemler; Anlatım, Örnek uygulama, Teknik; Soru-Cevap Ders kitabının ilgili bölümü
8 Ara Sınav - -
9 Sonlu elemanlar yöntemi ile eksenel simetrili alan problemlerinin çözümü: Problemin silindirsel koordinat sisteminde incelenmesi, elektrostatik enerji, problemin formülasyonu Yöntemler; Anlatım, Örnek uygulama, Teknik; Soru-Cevap Ders kitabının ilgili bölümü
10 Sonlu elemanlar yöntemi ile Poisson tipi elektrostatik alan problemlerinin çözümü: Statik elektrik alanı için Poisson denkleminin çözümü, eleman temel eşitliklerinin çıkarılması, denklem sisteminin çözümü Yöntemler; Anlatım, Örnek uygulama, Teknik; Soru-Cevap Ders kitabının ilgili bölümü
11 Sonlu elemanlar yöntemi ile manyetik alan problemlerinin çözümü: Denklemlerin çıkarımı, manyetik alan problemlerinde akı çizgilerinin çizilmesi Yöntemler; Anlatım, Örnek uygulama, Teknik; Soru-Cevap Ders kitabının ilgili bölümü
12 Sonlu elemanlar yöntemi ile bir boyutlu problemlerinin çözümü: Ritz yöntemi ile formülasyon, bir elemana ilişkin temel eşitliklerin yazılması, sonlu elemanların birleştirilmesi Yöntemler; Anlatım, Örnek uygulama, Teknik; Soru-Cevap Ders kitabının ilgili bölümü
13 Sonlu elemanlar yöntemi ile bir boyutlu problemlerinin çözümü: Ritz yöntemi ile formülasyon, bir elemana ilişkin temel eşitliklerin yazılması, sonlu elemanların birleştirilmesi Yöntemler; Anlatım, Örnek uygulama, Teknik; Soru-Cevap Ders kitabının ilgili bölümü
14 Sonlu elemanlar yöntemi ile üç boyutlu problemlerinin çözümü. Sonlu elemanlar yönteminde doğal koordinatlar, Sonlu elemanlar yönteminde ayrıklaştırma, otomatik ağ üretimi Yöntemler; Anlatım, Örnek uygulama, Teknik; Soru-Cevap Ders kitabının ilgili bölümü
15 Sonlu elemanlar yöntemi ile üç boyutlu problemlerinin çözümü. Sonlu elemanlar yönteminde doğal koordinatlar, Sonlu elemanlar yönteminde ayrıklaştırma, otomatik ağ üretimi Yöntemler; Anlatım, Örnek uygulama, Teknik; Soru-Cevap Ders kitabının ilgili bölümü
16 Dönem sonu sınavı - -

Dersin Öğrenme Çıktıları: Bu dersin başarılı bir şekilde tamamlanmasıyla öğrenciler şunları yapabileceklerdir:

# Açıklama
1 Her türlü elektriksel yapının ve düzenin elektromanyetik alan bakımından tasarımı, analizi ve değerlendirilmesini yapar.
2 Elektriksel ve elektriksel olmayan problemleri sayısal modelleme ve tanımlama becerisi kazanır.
3 Varyasyonel yaklaşımla çözümleme ve sayısal yöntemlerin altyapısını ve işleyişini öğrenir.
4 Bir, iki ve üç boyutlu simetrik ve simetrik olmayan problem tasarımı ve analizini yapar.
5 Doğrusal veya doğrusal olmayan, zamanla değişen veya değişmeyen problem tasarımı ve analizini kurgular.

Dersin Program Çıktılarına Katkısı

  P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8
Ö1 45355455
Ö2 54553555
Ö3 55535455
Ö4 54555554
Ö5 54554555

Katkı Düzeyi: 0:Yok     1:Çok Düşük     2:Düşük     3:Orta     4:Yüksek     5:Çok Yüksek