İTÜ LİSANSÜSTÜ DERS KATALOG FORMU (GRADUATE COURSE CATALOGUE FORM) Dersin Adı Hesaplamalı Akışkanlar Dinamiği Course Name Computational Fluid Dynamics Kodu (Code) DTM508E Lisansüstü Program (Graduate Program) Dersin Türü (Course Type) Yarıyılı (Semester) Güz (Fall) Kredisi (Local Credits) Ders Seviyesi (Course Level) AKTS Kredisi (ECTS Credits) 3 7.5 YL, Dr (M.Sc.), (Ph.D.) Gemi ve Deniz Teknolojisi Mühendisliği Programı (Ship Building and Ocean Engineering Program) Seçmeli (Elective) Dersin Dili (Course Language) English Dersin İçeriği (Course Description) 30-60 kelime arası Hesaplamalı akışkanlar dinamiğinin temel konsept ve uygulamalrıyla akışkan sistemlerinin ve unsurlarının analizi ve dizaynı. Hesaplamalı akışkanlar dinamiğinin temel prensipleri ile mühendislik akışkan sistemleri için kullanılan bilgisayar paket programlarının aşinalığın kazandırılması. Basic concepts and applications of computational fluid dynamics to the analysis and design of fluid systems and components. Be familiar with the general principles of computational fluid mechanics and the capabilities of commercial software for design of engineering fluid systems. Dersin Amacı (Course Objectives) Maddeler halinde 2-5 adet Dersin temel amacı 1. Mühendislik problemlerinin çözümünde hesaplamalı akışkanlar dinamiğinin maharetlerini ortaya koymak 2. Günümüzde kullanılan CFD Program Kodlarının temel yapısını ve kapasitelerini anlamak 3. Akışkan sistemleri ve unsurlarının dizanında CFD kodlarının uygulanması The main goal of this course is to 1. To develop skills in computational fluid dynamics to address engineering problems. 2. To understand the basic structure and capabilities of current commercial CFD codes 3. To apply CFD codes in the design of fluid systems and components. Dersin Öğrenme Çıktıları (Course Learning Outcomes) Maddeler halinde 4-9 adet Bu dersi başarıyla tamamlayan yüksek lisans öğrencileri aşağıdaki konularda bilgi, beceri ve yetkinlik kazanırlar; I. Akışkan sistemlerinin sayısal modellenmesi, II. Herhangi bir akışkan sisteminin sayısal çözümünü yapabilme,. Sayısal teknikleri kullanarak akışkan problemlerini analiz edebilme, IV. Herhangi bir mühendislik problemindeki akışkanın hesabını yapabilme ve analiz edebilme becerisi, V. Dizaynda çeşitli pratik akışkan sistemlerinin analizi ve akışkanlar mekaniği prensiplerinin kullanımı M.Sc. students who successfully pass this course gain knowledge, skill and competency in the following subjects; I. Numerical modelling of fluid systems, II. Ability to have numerical solution of any kind of fluid system,. Use the numerical techniques to analyze fluid flow problems. IV. Ability to Compute and analyze flow in any engineering problem, V. Analyze a variety of practical fluid-flow devices and utilize fluid mechanics principles in design.
Kaynaklar (References) En önemli 5 adedini belirtiniz Ödevler ve Projeler (Homework & Projects) Laboratuar Uygulamaları (Laboratory Work) Oil and Hyrdocarbon Spills, Modelling, Analysis and Control, WIT Press, 1998., ISBN: 1-85312-5261 3 ÖDEV 3 HOMEWORK YOK NONE Bilgisayar Kullanımı (Computer Use) Diğer Uygulamalar (Other Activities) YOK NONE Başarı Değerlendirme Sistemi Faaliyetler (Activities) Adedi* (Quantity) Değerlendirmedeki Katkısı, % (Effects on Grading, %) Yıl İçi Sınavları 1 % 25 (Assessment Criteria) (Midterm Exams) Kısa Sınavlar (Quizzes) Ödevler 4 % 20 (Homework) Projeler (Projects) Dönem Ödevi/Projesi (Term Paper/Project) Laboratuar Uygulaması (Laboratory Work) Diğer Uygulamalar (Other Activities) Final Sınavı (Final Exam) 1 % 55 *Yukarıda Belirtilen Sayılar Minimum Olup Yerine Getirilmesi Zorunludur.
DERS PLANI Hafta Konular 1 Sıvı akışkan analizinin kontrol hacim formülüzasyonuna bakış 2 Akışkan sistem denklemlerinin sonlu farklar formülüzasyonu 3 Denklemlerin Sayısal Yöntemlerle çözüm yöntemleri 4 Sonlu fark denklemlerinin çözüm yöntemleri 5 Sonlu fark yöntemleri ile sıkıştırılamayan viskoz akışkanlar 6 Sonlu fark yöntemleri ile sıkıştırılabilir viskoz akışkanlar 7 Sonlu farklar ile sonlu hacim yöntemleri 8 Süreklilik denkleminin basınç formülüzasyonu 9 Kullanılan programların kod yapıları için akış diyagramı 10 Hesaplamalı akışkanlar mekaniğinde halihazırda kullanılan ticari programların özellikleri 11 Dizayn, yöntem ve metodoloji 12 Dizayn optimizasyonu 13 Akışkan sistemleri ve unsurlarının dizaynında kullanılan program kodlarının uygulanması 14 Bazı mühendislik problemleri için uygulamalar Dersin Çıktıları I I, II II, I, II,, V IV, V I, II,, COURSE PLAN Weeks Topics 1 Review of control volume formulation of fluid flow analysis. 2 Finite difference formulation of flow system equations. 3 Numerical methods to solve systems of algebraic equations. 4 Solution methods of finite difference equations 5 Incompressible viscous flows with finite difference methods 6 Compressible viscous flows with finite difference methods 7 Finite volume methods with finite difference methods 8 Pressure formulation of continuity equation. 9 Flow diagrams for code structure. 10 Features of currently available commercial codes. 11 Design and theory and methodology. 12 Design optimization 13 Application of a commercial code to the design of a fluid system or component. 14 Applications to some engineering problems Course Outcomes II II, IV, V V, I, II,,, II IV, V I, II,,,
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). ix. Gemi ve deniz teknolojisi mühendisliği alanında edindiği uzmanlık düzeyindeki bilgi ve becerileri eleştirel bir bakış açısı ile değerlendirebilme ve geliştirebilme (Öğrenme Yetkinliği). x. 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). xi. Sosyal ilişkileri ve bu ilişkileri yönlendiren normları eleştirel bir bakış açısı ile inceleyebilme, geliştirebilme ve gerektiğinde değiştirmek üzere harekete geçebilme (İletişim ve Sosyal Yetkinlik). xii. Bir yabancı dili en az Avrupa Dil Portföyü B2 genel düzeyinde kullanarak sözlü ve yazılı iletişim kurabilmek (İletişim ve Sosyal Yetkinlik). xiii. Gemi ve deniz teknolojisi mühendisliği alanının gerektirdiği düzeyde bilgisayar yazılımı ile birlikte bilişim ve iletişim teknolojilerini ileri düzeyde kullanabilme (İletişim ve Sosyal Yetkinlik). xiv. 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). xv. 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). xvi. Gemi ve deniz teknolojisi mühendisliği alanında kazanılan bilgiyi ve problem çözme ve/veya uygulama becerilerini disiplinlerarası çalışmalarda kullanabilme (Alana Özgü Yetkinlik). xvii. Gemi ve deniz teknolojisi mühendisliği alanındaki tez çalışmalarını uluslar arası platformlarda yazılı, sözlü ve/veya görsel olarak aktarabilme (Alana Özgü Yetkinlik). Katkı Seviyesi 1 2 3 1: Az, 2. Kısmi, 3. Tam
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 expert-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 complex 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). ix. Assessing the specialistic knowledge and skill gained through the study with a critical view and directing one s own learning process (Learning Competence). x. 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). xi. 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). xii. 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). xiii. 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). xiv. 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). xv. 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). xvi. 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). xvii. Ability to present thesis material written, orally or using visual aids at international forums (Area Specific Competency ). Level of Contribution 1 2 3 1: Little, 2. Partial, 3. Full Düzenleyen (Prepared by) Prof. Dr. Abdi Kükner Tarih (Date) 10.03.2014 İmza (Signature)
Dersin Kodu DTM508E Dersin Adı Computational Fluid Mechanics Dersin Dili İngilizce Dersin Kredisi 3* Dersin ECTS Kredisi 7.5* Hafta 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 TOPLAM Saat Kazanılan Beceri II I, II I, II, II, V II, V II, V II, V II, V I, II, I, II, I, II, II, V IV IV (Çıktılar), V V V Haftalık Ders 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 42 Laboratuar Uygulama Dersle ilgili Sınıf 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 6 84 dışı Etkinlikler Sınavlar ve 6 6 6 6 6 6 6 6 12 60 Sınava Hazırlık Toplam Saat 9 9 9 9 15 15 15 15 9 15 15 9 15 15 12 186 Ders Değerlendirme Sistemi Yıliçi sınav (1 adet) % 35 Ödevler (4 adet) % 15 Yılsonu sınavı %50 Ders Çıktıları Dersi başarıyla tamamlayan öğrenciler aşağıdaki özellikleri edineceklerdir: I. Akışkan sistemlerinin sayısal modellenmesi, II. Herhangi bir akışkan sisteminin sayısal çözümünü yapabilme,. Sayısal teknikleri kullanarak akışkan problemlerini analiz edebilme, IV. Herhangi bir mühendislik problemindeki akışkanın hesabını yapabilme ve analiz edebilme becerisi, V. Dizaynda çeşitli pratik akışkan sistemlerinin analizi ve akışkanlar mekaniği prensiplerinin kullanımı Tarih 10.03.2014 Formu Hazırlayan Formu Onaylayan Prof.Dr.Abdi Kükner