İTÜ LİSANSÜSTÜ DERS KATALOG FORMU (GRADUATE COURSE CATALOGUE FORM)

Transkript

1 İTÜ LİSANSÜSTÜ DERS KATALOG FORMU (GRADUATE COURSE CATALOGUE FORM) Dersin Adı Mühendislik Problemleri İçin Sayısal Teknikler Course Name Numerical Techniques for Engineering Problems Kodu (Code) DTM507E Lisansüstü Program (Graduate Program) Dersin Türü (Course Type) Yarıyılı (Semester) Güz/Bahar (Fall/Spring) Kredisi (Local Credits) AKTS Kredisi (ECTS Credits) Ders Seviyesi (Course Level) YL (M. Sc.) Gemi ve Deniz Teknolojisi Mühendisliği Programı (Ship Building and Ocean Engineering Program) Zorunlu (Compulsory) Dersin Dili (Course Language) İngilizce (English) Dersin İçeriği (Course Description) kelime arası Dersin Amacı (Course Objectives) Maddeler halinde 2-5 adet Dersin Öğrenme Çıktıları (Course Learning Outcomes) Maddeler halinde 4-9 adet Giriş, hassasiyet analizi ve interpolasyon. Sayısal integrasyon (Uygun olmayan integraller, tekil integraller, v.b.) Matris Hesaplamaları. Lineer Denklem Sistemleri için iteratif yöntemler. Sonlu farklarla türev ifadeleri. Adi Diferansiyel Denklemlerin sayısal çözümü. Adi Diferansiyel Denklemler için başlangıç değer problemleri. Adi Diferansiyel Denklemler için sınır değer problemleri. Kısmi Diferansiyel Denklmelerin sayısal çözümü. Parabolik, Eliptik ve Hiperbolik Kısmi Diferansiyel Denklemler ve Sınır Değer Problemleri. Introduction, sensitivity analysis, and interpolation. Numerical Integration (Improper Integrals, Singular Integrals, etc.) Matri Computations. Iterative Methods for Linear Systems. Differentiation with Finite Differences. Numerical Solution of Ordinary Differential Equations. Initial Value Problems for Ordinary Differential Equations. Boundary Value Problems for Ordinary Differential Equations. Numerical Solutions of Partial Differential Equations. Parabolic, Elliptic, and Hyperbolic Partial Differential Equations and Boundary Value Problems. 1. Mühendislik problemlerinde kullanılan sayısal teknikler için bir temel oluşturmak 2. Farklı interpolasyon ve sayısal integrasyon yöntemlerini öğretmek 3. Lineer sistemlerin çözümleri için farklı sayısal yöntemler öğretmek 4. Başlangıç değer ve sınır değer problemleri için adi diferansiyel denklemlerin çözüm teknikleri öğretilmesi 5. Parabolik, eliptik ve hiperbolik kısmi diferansiyel denklemlerin çözümü için teknikler öğretmek. 1. To provide a basis on numerical techniques used in engineering problems 2. To teach different interpolation and numerical integration methods 3. To teach different numerical methods for the solution of linear systems 4. To teach techniques for the solution of ordinary differential equations for initial value and boundary value problems 5. To teach techniques for the solution of parabolic, elliptic, and hyperbolic partial differential equations. Bu dersi başarıyla tamamlayan yüksek lisans/doktora öğrencileri aşağıdaki konularda bilgi, beceri ve yetkinlik kazanırlar: 1. Mühendislik problemlerinde karşılaşılan problemlerin çözümüne uygun sayısal teknikleri belirleme, 2. İnterpolasyon ve sayısal integrasyon konularında farklı yöntemleri seçme ve uygulama, 3. Lineer sistemlere ait matrislerin sayısal çözümlenmesinde farklı yöntemleri uygulama ve probleme uygun olanını seçme, 4. Mühendislikte karşılaşılan başlangıç değer ve sınır değer problemlerine farklı yaklaşımları uygulama, 5. Parabolik, eliptik ve hiperbolik kısmi diferansiyel denklemlerin mühendislikteki fiziksel anlamlarını kavrama ve farklı yöntemlerle çözme M.Sc./Ph.D. students who successfully pass this course gain knowledge, skill and competency in 1. Recognizing the appropriate numerical solution technique for the engineering problem encountered, 2. Selecting and applying different methods for interpolation and numerical integration 3. Applying different methods for solving matrices of linear systems and selecting the suitable method for the problem in hand, 4. Applying different approaches to the initial and boundary value problems encountered in engineering, 5. Understanding the physical meaning of parabolic, elliptic and hyperbolic partial differential equations in engineering and solving them by different methods.

2 Kaynaklar (References) En önemli 5 adedini belirtiniz Ödevler ve Projeler (Homework & Projects) Laboratuar Uygulamaları (Laboratory Work) Bilgisayar Kullanımı (Computer Use) Diğer Uygulamalar (Other Activities) 1. Ralston, A. and Rabinowitz, P A First Course in Numerical Analysis. Dover Publications, Mineola, New York. 2. Stoer, J. and Bulirsch, R Introduction to Numerical Analysis. Springer-Verlag, New York. 3. Prasad, D An Introduction to Numerical Analysis. Alpha Science International Ltd., Oford, U.K. 4. Kress, R Numerical Analysis. Springer, New York. 5. Press, W.H., and et.al Numerical Recipes. Cambridge University Press, Cambridge. 4 ÖDEV 4 HOMEWORKS YOK NONE FORTRAN, MATLAB, MATHEMATICA FORTRAN, MATLAB, MATHEMATICA YOK NONE Başarı Değerlendirme Sistemi Faaliyetler (Activities) Yıl İçi Sınavları Adedi* (Quantity) (Assessment Criteria) (Midterm Eams) Kısa Sınavlar (Quizzes) Ödevler (Homeworks) Projeler (Projects) Dönem Ödevi/Projesi (Term Paper/Project) Laboratuar Uygulaması (Laboratory Work) Diğer Uygulamalar (Other Activities) Final Sınavı (Final Eam) *Yukarıda Belirtilen Sayılar Minimum Olup Yerine Getirilmesi Zorunludur. Değerlendirmedeki Katkısı, % (Effects on Grading, %) 1 %35 (35%) 4 %15 (15%) 1 %50 (50%)

3 DERS PLANI Hafta Konular 1 Giriş, hassasiyet analizi ve interpolasyon 2 Sayısal İntegrasyon (Uygun olmayan integraller, Tekil integraller, v.b.) 3 Matris Hesaplamaları 4 Matris Hesaplamaları (devam) 5 Lineer sistemler için iteratif yöntemler 6 Sonlu farklarla türev hesaplamaları 7 Adi diferansiyel denklemlerin sayısal çözümleri 8 Adi diferansiyel denklemlerle ifade edilen başlangıç değer problemleri 9 Adi diferansiyel denklemlerle ifade edilen sınır değer problemleri 10 Adi diferansiyel denklemlerle ifade edilen sınır değer problemleri (devam) 11 Kısmi diferansiyel denklemlerin sayısal çözümleri 12 Parabolik kısmi diferansiyel denklemler ve sınır değer problemleri 13 Eliptik kısmi diferansiyel denklemler ve sınır değer problemleri 14 Hiperbolik kısmi diferansiyel denklemler ve sınır değer problemleri Dersin Çıktıları i, iii, iv, v, vi, vii, ii i, iii, iv, v i, ii, iii, v, vii, iii ii, iii, v, iii ii, v, iii ii, v, vi,vii i, ii, v,vi i, iii, v, iii i, iii, v, iii i, iii, v, iii ii, iii, v, iii iv, v i, iii, v, vi i, iii, v, vi COURSE PLAN Weeks Topics 1 Introduction, sensitivity analysis, and interpolation 2 Numerical Integration (Improper Integrals, Singular Integrals, etc.) 3 Matri Computations 4 Matri Computations (cont.) 5 Iterative Methods for Linear Systems 6 Differentiation with Finite Differences 7 Numerical Solution of Ordinary Differential Equations 8 Initial Value Problems for Ordinary Differential Equations 9 Boundary Value Problems for Ordinary Differential Equations 10 Boundary Value Problems for Ordinary Differential Equations (cont.) 11 Numerical Solutions of Partial Differential Equations 12 Parabolic Partial Differential Equations and Boundary Value Problems 13 Elliptic Partial Differential Equations and Boundary Value Problems 14 Hyperbolic Partial Differential Equations and Boundary Value Problems Course Outcomes i, iii, iv, v, vi, vii, ii i, iii, iv, v i, ii, iii, v, vii, iii ii, iii, v, iii ii, v, iii ii, v, vi,vii i, ii, v,vi i, iii, v, iii i, iii, v, iii i, iii, v, iii ii, iii, v, iii iv, v i, iii, v, vi i, iii, v, vi

4 Dersin Gemi ve Deniz Teknolojisi Mühendisliği Programıyla İlişkisi Programın mezuna kazandıracağı bilgi, beceri ve yetkinlikler (programa ait çıktılar) i. Gemi ve deniz teknolojisi mühendisliği lisans düzeyi yeterliliklerine dayalı olarak gemi ve açık deniz yapıları mühendisliği alanındaki bilgilerini uzmanlık düzeyinde geliştirebilme ve derinleştirebilme (bilgi). ii. Gemi ve deniz teknolojisi mühendisliği alanlarının ilişkili olduğu disiplinlerarası etkileşimi kavrayabilme (bilgi). iii. Gemi ve deniz teknolojisi mühendisliği alanında edindiği uzmanlık düzeyindeki kuramsal ve uygulamalı bilgileri kullanabilme (beceri). iv. Gemi ve deniz teknolojisi mühendisliği alanında edindiği uzmanlık düzeyindeki kuramsal ve uygulamalı bilgileri farklı disiplin alanlarından gelen bilgilerle bütünleştirerek yorumlayabilme ve yeni bilgiler oluşturabilme (beceri). v. Gemi ve deniz teknolojisi mühendisliği alanı ile ilgili karşılaşılan problemleri ileri düzeyde analitik, sayısal ve deneysel mühendislik tekniklerini kullanarak çözebilme (beceri). vi. Gemi ve deniz teknolojisi mühendisliği alanı ile ilgili uzmanlık gerektiren bir çalışmayı bağımsız olarak yürütebilme (Bağımsız Çalışabilme ve Sorumluluk Alabilme Yetkinliği). vii. Gemi ve deniz teknolojisi mühendisliği alanı ile karşılaşılan ve öngörülemeyen karmaşık sorunların çözümü için yeni stratejik yaklaşımlar geliştirebilme ve sorumluluk alarak çözüm üretebilme (Bağımsız Çalışabilme ve Sorumluluk Alabilme Yetkinliği). viii. Gemi ve deniz teknolojisi mühendisliği alanı ile ilgili sorunların çözümlenmesini gerektiren ortamlarda liderlik yapabilme (Bağımsız Çalışabilme ve Sorumluluk Alabilme Yetkinliği). i. Gemi ve deniz teknolojisi mühendisliği alanında edindiği uzmanlık düzeyindeki bilgi ve becerileri eleştirel bir bakış açısı ile değerlendirebilme ve geliştirebilme (Öğrenme Yetkinliği).. Gemi ve deniz teknolojisi mühendisliği alanında güncel gelişmeleri ve kendi çalışmalarını, nicel ve nitel veriler ile destekleyerek, alanındaki ve alan dışındaki gruplara, yazılı, sözlü ve görsel olarak sistemli biçimde aktarabilme (İletişim ve Sosyal Yetkinlik). i. Sosyal ilişkileri ve bu ilişkileri yönlendiren normları eleştirel bir bakış açısı ile inceleyebilme, geliştirebilme ve gerektiğinde değiştirmek üzere harekete geçebilme (İletişim ve Sosyal Yetkinlik). ii. Bir yabancı dili en az Avrupa Dil Portföyü B2 genel düzeyinde kullanarak sözlü ve yazılı iletişim kurabilmek (İletişim ve Sosyal Yetkinlik). iii. Gemi ve deniz teknolojisi mühendisliği alanının gerektirdiği düzeyde bilgisayar yazılımı ile birlikte bilişim ve iletişim teknolojilerini ileri düzeyde kullanabilme (İletişim ve Sosyal Yetkinlik). iv. Gemi ve deniz teknolojisi mühendisliği alanı ile ilgili verilerin toplanması, yorumlanması, uygulanması ve duyurulması aşamalarında toplumsal, bilimsel, kültürel ve etik değerleri gözeterek denetleyebilme ve bu değerleri öğretebilme(alana Özgü Yetkinlik). v. Gemi ve deniz teknolojisi mühendisliği alanı ile ilgili konularda strateji, politika ve uygulama planları geliştirebilme ve elde edilen sonuçları, kalite süreçleri çerçevesinde değerlendirebilme (Alana Özgü Yetkinlik). vi. Gemi ve deniz teknolojisi mühendisliği alanında kazanılan bilgiyi ve problem çözme ve/veya uygulama becerilerini disiplinlerarası çalışmalarda kullanabilme (Alana Özgü Yetkinlik). vii. Gemi ve deniz teknolojisi mühendisliği alanındaki tez çalışmalarını uluslar arası platformlarda yazılı, sözlü ve/veya görsel olarak aktarabilme (Alana Özgü Yetkinlik). Katkı Seviyesi : Az, 2. Kısmi, 3. Tam

5 Relationship between the Course and Shipbuilding and Ocean Engineering Program Program Outcomes i. Developing and intensifying knowledge in the shipbuilding and ocean engineering area, based upon the competency in the undergraduate level (sufficient knowledge) (knowledge). ii. Grasping the inter-disciplinary interaction related to shipbuilding and ocean engineering (knowledge). iii. The ability to use the epert-level theoretical and practical knowledge acquired in the shipbuilding and ocean engineering area (skill). iv. Interpreting and forming new types of knowledge by combining the knowledge from the shipbuilding and ocean engineering area and the knowledge from various other disciplines (skill). v. Solving the problems faced in the shipbuilding and ocean engineering area by making use of the research methods (skill). vi. The ability to carry out a specialist study related to shipbuilding and ocean engineering independently. (Competence to work independently and take responsibility). vii. Developing new strategic approaches to solve the unforeseen and comple problems arising in the practical processes of shipbuilding and ocean engineering and coming up with solutions while taking responsibility (Competence to work independently and take responsibility). viii. Fulfilling the leader role in the environments where solutions are sought for the problems related to shipbuilding and ocean engineering (Competence to work independently and take responsibility). i. Assessing the specialistic knowledge and skill gained through the study with a critical view and directing one s own learning process (Learning Competence).. Systematically transferring the current developments in the shipbuilding and ocean engineering area and one s own work to other groups in and out of the area; in written, oral and visual forms (Communication and Social Competency). i. Ability to see and develop social relationships and the norms directing these relationships with a critical look and the ability to take action to change these when necessary. (Communication and Social Competency). ii. Proficiency in a foreign language at least European Language Portfolio B2 Level- and establishing written and oral communication with that language (Communication and Social Competency). iii. Using the computer software together with the information and communication technologies efficiently and according to the needs of the shipbuilding and ocean engineering area (Communication and Social Competency). iv. Paying regard to social, scientific, cultural and ethical values during the collecting, interpreting, practicing and announcing processes of the shipbuilding and ocean engineering area related data and the ability to teach these values to others (Area Specific Competency). v. Developing strategy, policy and application plans concerning the subjects related to the shipbuilding and ocean engineering area and the ability to evaluate the end results of these plans within the frame of quality processes (Area Specific Competency). vi. Using the knowledge and the skills for problem solving and/or application (which are processed within the shipbuilding and ocean engineering area) in inter-disciplinary studies (Area Specific Competency). vii. Ability to present thesis material written, orally or using visual aids at international forums (Area Specific Competency ). Level of Contribution : Little, 2. Partial, 3. Full Düzenleyen (Prepared by) Prof. Dr. Serdar Beji Tarih (Date) 16/12/2011 İmza (Signature)