Ders AdıKodu Yerel KrediAKTS Ders (saat/hafta)Uygulama (saat/hafta)Laboratuar (saat/hafta)
Elektrik Mühendisliğinde Sonlu Elemanlar YöntemiELM512037.5300
ÖnkoşullarYok
YarıyılGüz, Bahar
Dersin DiliTürkçe
Dersin SeviyesiYüksek Lisans
Dersin TürüSeçmeli @ Elektrik Müh. ABD Elektrik Makinaları ve Güç Elektroniği Yüksek Lisans Programı
Ders KategorisiUzmanlık/Alan Dersleri
Dersin Veriliş ŞekliYüz yüze
Dersi Sunan Akademik BirimElektrik Mühendisliği Bölümü
Dersin KoordinatörüAhmet Yiğit Arabul
Dersi Veren(ler)Ahmet Yiğit Arabul
Asistan(lar)ı
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 İçeriğiAlan 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.
Ders Kitabı / Malzemesi / Önerilen Kaynaklar
Opsiyonel Program BileşenleriYok

Ders Öğrenim Çıktıları

  1. Her türlü elektriksel yapının ve düzenin elektromanyetik alan bakımından tasarımı, analizi ve değerlendirilmesini yapabilmek
  2. Elektriksel ve elektriksel olmayan problemleri sayısal modelleme ve tanımlama becerisi kazanmak
  3. Varyasyonel yaklaşımla çözümleme ve sayısal yöntemlerin altyapısını ve işleyişini öğrenmek
  4. Bir, iki ve üç boyutlu simetrik ve simetrik olmayan problem tasarımı ve analizi yapabilir olmak
  5. Doğrusal veya doğrusal olmayan, zamanla değişen veya değişmeyen problem tasarım ve analizini kurgulayabilir olmak

Haftalık Konular ve İlgili Ön Hazırlık Çalışmaları

HaftaKonularÖn Hazırlık
1Temel 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
2Elektrik ve manyetik alan inceleme yöntemleri: Çözümsel, örneksel ve sayısal yöntemler
3Sayısal yöntemler: Sonlu Farklar Yöntemi, Monte Carlo Yöntemi, Yük Benzetim Yöntemi, Sınır Elemanları Yöntemi
4Sayısal yöntemler: Sonlu Farklar Yöntemi, Monte Carlo Yöntemi, Yük Benzetim Yöntemi, Sınır Elemanları Yöntemi
5Sonlu elemanlar yöntemi (SEY), varyasyonel yaklaşım kavramı, Ritz ve Galerkin yöntemleri
6Sonlu 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
7Sonlu 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
8Ara Sınav 1
9Sonlu elemanlar yöntemi ile eksenel simetrili alan problemlerinin çözümü: Problemin silindirsel koordinat sisteminde incelenmesi, elektrostatik enerji, problemin formülasyonu
10Sonlu elemanlar yöntemi ile Poisson tipi elektrostatik alan problemlerinin çözümü: Statik elektrik alanı için Poisson denkleminin çözümü, eleman temel eşitliklerinin çıkarılması, denklem sisteminin çözümü
11Sonlu elemanlar yöntemi ile manyetik alan problemlerinin çözümü: Denklemlerin çıkarımı, manyetik alan problemlerinde akı çizgilerinin çizilmesi
12Sonlu elemanlar yöntemi ile bir boyutlu problemlerinin çözümü: Ritz yöntemi ile formülasyon, bir elemana ilişkin temel eşitliklerin yazılması, sonlu elemanların birleştirilmesi
13Sonlu elemanlar yöntemi ile bir boyutlu problemlerinin çözümü: Ritz yöntemi ile formülasyon, bir elemana ilişkin temel eşitliklerin yazılması, sonlu elemanların birleştirilmesi
14Sonlu elemanlar yöntemi ile üç boyutlu problemlerinin çözümü. Sonlu elemanlar yönteminde doğal koordinatlar, Sonlu elemanlar yönteminde ayrıklaştırma, otomatik ağ üretimi
15Final

Değerlendirme Sistemi

EtkinliklerSayıKatkı Payı
Devam/Katılım
Laboratuar
Uygulama
Arazi Çalışması
Derse Özgü Staj
Küçük Sınavlar/Stüdyo Kritiği
Ödev230
Sunum/Jüri
Projeler
Seminer/Workshop
Ara Sınavlar130
Final140
Dönem İçi Çalışmaların Başarı Notuna Katkısı
Final Sınavının Başarı Notuna Katkısı
TOPLAM100

AKTS İşyükü Tablosu

EtkinliklerSayıSüresi (Saat)Toplam İşyükü
Ders Saati143
Laboratuar
Uygulama
Arazi Çalışması
Sınıf Dışı Ders Çalışması145
Derse Özgü Staj
Ödev230
Küçük Sınavlar/Stüdyo Kritiği
Projeler
Sunum / Seminer
Ara Sınavlar (Sınav Süresi + Sınav Hazırlık Süresi)120
Final (Sınav Süresi + Sınav Hazırlık Süresi)130
Toplam İşyükü :
Toplam İşyükü / 30(s) :
AKTS Kredisi :
Diğer NotlarYok