Kısmi Diferansiyel Denklemler için Sonlu Fark Metodları (MATH524) Ders Detayları

Benzer belgeler
Diferansiyel Denklemler Teorisi (MATH 562) Ders Detayları

Sayısal Analiz I (MATH521) Ders Detayları

Uygulamalı Matematik (MATH587) Ders Detayları

Zaman Skalasında Dinamik Sistemler (MATH565) Ders Detayları

Yaklaştırım Teorisi (MATH582) Ders Detayları

Cebirsel Sayılar Kuramı (MATH 542) Ders Detayları

Topoloji (MATH571) Ders Detayları

Adi Diferansiyel Denklemler için Sayısal Yöntemler (MATH482) Ders Detayları

Kısmi Diferansiyel Denklemler (MATH378) Ders Detayları

Adi Diferansiyel Denklemler (MATH 262) Ders Detayları

Matematiksel Finansın Hesaplama Yöntemleri (MATH 417) Ders Detayları

Diferansiyel Denklemler (MATH 276) Ders Detayları

Temel Matematik I (MATH 107) Ders Detayları

Adi Diferansiyel Denklemler Teorisine Giriş (MATH360) Ders Detayları

Analitik Geometri II (MATH 122) Ders Detayları

Sonlu Cisimler (MATH332) Ders Detayları

Temel Matematik II (MATH 108) Ders Detayları

Diferansiyel Denklemler (MATH 276) Ders Detayları

Mezuniyet Semineri (IE 589) Ders Detayları

İleri Analiz II (MATH252) Ders Detayları

Final Projesi (MATH425) Ders Detayları

Sayılar Kuramına Giriş (MATH325) Ders Detayları

Ayrık Matematik ve Uygulamaları (MATH211) Ders Detayları

Sayısal Analiz (MATH381) Ders Detayları

Matematiksel Finansa Giriş (MATH 313) Ders Detayları

Diferansiyel Denklemler (MATH 276) Ders Detayları

Ayrık Matematik ve Kombinatorik (MATH 112) Ders Detayları

İşletme ve Ekonomi Öğrencileri için Matematik (MATH102T) Ders Detayları

İleri Analiz I (MATH 251) Ders Detayları

Uygulamalı Matematik (MATH 463) Ders Detayları

Tez Konusunda Özel Çalışmalar (IE 598) Ders Detayları

Analitik Geometri I (MATH 121) Ders Detayları

Stokastik Süreçler (MATH495) Ders Detayları

E-İş (IE 516) Ders Detayları

Tek Değişkenli Kalkülüs (MATH 104) Ders Detayları

Kompleks Analiz (MATH 346) Ders Detayları

Veri Yapıları (MCS 301) Ders Detayları

Termodinamik (ENE 203) Ders Detayları

Karar Destek Sistemleri (IE 514) Ders Detayları

Stokastik Süreçler (IE 508) Ders Detayları

Matematiksel Analiz II (MATH 136) Ders Detayları

Kablosuz Ağlar (EE 533) Ders Detayları

Mikrodalga Devre Tasarımı (EE 434) Ders Detayları

Matematik Tarihi II (MATH 419) Ders Detayları

Staj II (EE 499) Ders Detayları

Makine Mühendisliğine Giriş (ME 102) Ders Detayları

Kriptografi ye Giriş (MATH427) Ders Detayları

Reel Analiz I (MATH 244) Ders Detayları

Matematiksel Analiz (MATH101T) Ders Detayları

Finansal Türevler Matematiği (MATH 316) Ders Detayları

Genel Matematik (MATH 103) Ders Detayları

Güneş Enerjisi Teknolojileri (ENE 308) Ders Detayları

Olasılık ve İstatistiğe Giriş-I (STAT 201) Ders Detayları

Proje Tasarımı (ME 404) Ders Detayları

Klasik Ortogonal Polinomlar (MATH484) Ders Detayları

Türk Dili I (TURK 101) Ders Detayları

Yazılım Mühendisliği (SE 346) Ders Detayları

Reaktör Tasarımı (ENE 316) Ders Detayları

Topoloji (MATH372) Ders Detayları

Nesneye Yönelik Programlamaya Giriş (MATH247) Ders Detayları

Siyaset Sosyolojisi (KAM 305) Ders Detayları

Olasılık ve İstatistiğe Giriş-II (STAT 202) Ders Detayları

Tahmin (IE 519) Ders Detayları

Şebeke Modelleri (IE 510) Ders Detayları

Enerji Depolama Teknolojisi (ENE 415) Ders Detayları

Algoritmalar (MCS 401) Ders Detayları

Isı Transferi (ME 303) Ders Detayları

Temel Mantık ve Cebir (MATH 111) Ders Detayları

Akışkanlar Mekaniği II (ME 302) Ders Detayları

Doğrusal Programlama (IE 502) Ders Detayları

Genel Fizik I (PHYS 101) Ders Detayları

Genel Çeviri II (ETI420) Ders Detayları

Bilgisayar Bilimlerine Giriş (MCS115) Ders Detayları

Matris Analizi (MATH333) Ders Detayları

Uygulamalı Matematiğin Özel Fonksiyonları (MATH 483) Ders Detayları

Bilişim Teknolojilerinde Yenilik ve Girişimcilik (ISE 432) Ders Detayları

Yaz Stajı I (ME 399) Ders Detayları

Nükleer Enerji (ENE 306) Ders Detayları

Web Tasarımı ve Geliştirme (COMPE 518) Ders Detayları

Metallerin Korozyonu ve Oksidasyonu (MATE 440) Ders Detayları

Kesikli Programlama (IE 506) Ders Detayları

Lineer Cebir II (MATH232) Ders Detayları

Temel İngilizce II (ENG122) Ders Detayları

Makine Teorisi (ME 307) Ders Detayları

Avrupa Birliği Savunma ve Dış Politikası (AB504) Ders Detayları

Elektronik Devreler II (EE 313) Ders Detayları

Çalışma Alanı Çevre Düzenlemesi (IE 512) Ders Detayları

Geoteknik Mühendisliğinde Bilgisayar Uygulamaları (CE 554) Ders Detayları

Kompozit Malzemeler (MATE 446) Ders Detayları

İş Yaşamı İçin İletişim Becerileri II (ENG 302) Ders Detayları

Vatandaşlık Hukuku (LAW 224) Ders Detayları

Termal Sistem Tasarımı (ME 408) Ders Detayları

Akademik İngilizce II (ENG102) Ders Detayları

Statik (ME 201) Ders Detayları

Plastik Malzemeler (CEAC 431) Ders Detayları

Mobilya Tarihi (GTM 054) Ders Detayları

Diferansiyel Geometri (MATH 374) Ders Detayları

Isı ve Kütle Transferi (MFGE 315) Ders Detayları

Karşılaştırmalı Hukuk (LAW 219) Ders Detayları

Polimer Bilimi ve Teknolojisi (MATE 466) Ders Detayları

Transkript:

Kısmi Diferansiyel Denklemler için Sonlu Fark Metodları (MATH524) Ders Detayları Ders Adı Ders Kodu Dönemi Ders Saati Uygulama Saati Laboratuar Kredi AKTS Saati Kısmi Diferansiyel Denklemler için Sonlu Fark Metodları MATH524 Bahar 3 0 0 3 7.5 Ön Koşul Ders(ler)i Bölüm İzni Dersin Dili Dersin Türü Dersin Seviyesi Ders Verilme Şekli İngilizce Seçmeli Dersler Fen Bilimleri Yüksek Lisans Yüz Yüze Dersin Öğrenme ve Öğretme Teknikleri Anlatım, Soru-Yanıt, Sorun/Problem Çözme

Dersin Koordinatörü Dersin Öğretmen(ler)i Dersin Asistanı Dersin Amacı Dersin Eğitim Çıktıları Bu yüksek lisans dersi uygulamalı matematik alanında çalışan yüksek lisans öğrencilerine kısmi diferansiyel denklemlerin sayısal çözümleri için sonlu fark metotlarını anlama, oluşturma ve kullanmaları için gerekli uzmanlığı kazandırmayı amaçlayacak şekilde planlanmıştır. Üzerinde en çok durulan konular bazı model teşkil edecek kısmi diferansiyel denklemlere çeşitli sonlu fark metotlarını uygulamak, sayısal çözümleri bulmak, sayısal sonuçları değerlendirmek ve bu sonuçları sonlu farklar yönteminin tutarlılık, kararlılık ve yakınsaklığına dayanarak neden ve nasıl iyi ya da kötü sonuçlar olduklarını anlamaktır. Bu dersi başarıyla tamamlayabilen öğrenciler; Bilim ve mühendislikte karşılaşılan bazı kısmi diferansiyel denklemler için uygun olan sonlu fark metodunu seçer ve uygular Makul bir matematiksel titizlilikle sonlu fark metotlarını kararlılık, yakınsaklık ve tutarlılık çerçevesinde tartışır. Kısmi diferansiyel denklemlerin sonlu fark metotları ile çözümünden ortaya çıkan lineer denklem sistemlerini çözer. Kısmi diferansiyel denklemlerin sonlu fark metotları ile sayısal çözümü için bilgisayar programı yazar ve uygular.

Dersin İçeriği Sonlu fark metodu. Parabolik denklemler:açık ve kapalı metotlar, Richardson, Dufort-Frankel ve Crank-Nicolson yöntemleri. Hiperbolik denklemler: Lax-Wendroff, Crank-Nicolson, kutu ve leap-frog yöntemleri. Eliptik denklemler. Kısmi diferansiyel denklemlerin sonlu fark metotları ile sayısal çözümlerinde tutarlılık, kararlılık ve yakınsaklık. Haftalık Konular ve İlgili Ön Hazırlık Çalışmaları HaftaKonular Ön Hazırlık 1 -Kismi Diferansiyel Denklemlerin (KDD) sınıflandırılması:parabolik,hiperbolik ve Eliptik KDD. -Sınır koşulları -Sonlu fark metotları. Sonlu fark operatörleri 2 Parabolik denklemler: -Açık metotlar -Kesme hatası, tutarlılık, doğruluk basamağı 3 -Açık yöntemin yakınsaklığı -Fourier analizi ile ve matris metodu ile kararlılık 4 -Kapalı metotlar -Thomas algoritması -Richardson yöntemi 5 -Duforth-Frankel açık yöntemi -Sınır koşulları 6 -Crank-Nicalson kapalı yöntemi ve kararlılığı -Kapalı yöntemleri çözmek için tekrarlamalı yöntemler 7 -Değişken katsayılı KDD için sonlu fark yöntemleri [Lapidus] s:1-3, 12, 13, 28-30, 34-41, [Smith] s.1-8 [Morton & Mayers] s.10-16 [Morton & Mayers] s.16-22 [Smith] s.60-64 [Morton & Mayers] s.22-26,38, 39 [Smith] s.32-40,94 [Morton & Mayers] s. 39-42 [Smith].s.17-20, 64-67, 24-32, [Morton & Mayers] s.46-51,54-56

8 Hiperbolik denklemler: -Upwind yöntemi ve yöntemin kesme hatası, kararlılığı ve yakınsaklığı - Courant, Friedrichs and Lewy (CLF) şartı 9 -Lax-Wendroff yöntemi ve kararlılığı - Crank-Nicolson yöntemi ve kararlılığı 10 Arasınav 11 -Kutu yöntemi ve doğruluk basamağı - Leap-frog yöntemi ve kararlılığı 12 Eliptik denklemler: -Model bir denklem:poisson denklemi -Eğri sınırı üzerinde sınır koşulları [Morton & Mayers] s:89-95 [Morton & Mayers] s.100, [ Strikwerda] s.63, 77 [Morton & Mayers] s.116-118, 123,124 [Morton & Mayers] s.194,195, 199-203 13 -Basit tekrarlamalı yöntemler [Morton & Mayers] s.237-244 14 - Alternating Direction kapalı yöntemi 15 Tekrar 16 Dönem Sonu Sınavı [Smith] s.151-153 Kaynaklar Ders Kitabı: Diğer Kaynaklar: 1. K.W. Morton, D.F. Mayers, Numerical Solutions of Partial Differential Equations, 2nd Edition, Cambridge University Press, 2005. 1. G.D. Smith, Numerical Solutions of Partial Differential Equations, Oxford University Press, 1969 2. L. Lapidus, G.F. Pinder, Numerical Solutions of Partial Differential Equations in Science and Engineering, John Wiley & Sons, Inc. 1999. 3. J.C. Strikwerda, Finite Difference Schemes and Partial Differential Equations, 2nd Edition, SIAM, 2004

Değerlendirme Sistemi Çalışmalar Sayı Katkı Payı Devam/Katılım - - Laboratuar - - Uygulama - - Alan Çalışması - - Derse Özgü Staj - - Küçük Sınavlar/Stüdyo Kritiği - - Ödevler 4 20 Sunum 1 10 Projeler 1 10 Seminer - - Ara Sınavlar/Ara Juri 1 30 Genel Sınav/Final Juri 1 30 Toplam 8 100 Yarıyıl İçi Çalışmalarının Başarı Notu Katkısı Yarıyıl Sonu Çalışmalarının Başarı Notuna Katkısı 70 30 Toplam 100

Ders Kategorisi Temel Meslek Dersleri Uzmanlık/Alan Dersleri Destek Dersleri İletişim ve Yönetim Becerileri Dersleri Aktarılabilir Beceri Dersleri Dersin Öğrenim Çıktılarının Program Yeterlilikleri ile İlişkisi # Program Yeterlilikleri / Çıktıları Katkı Düzeyi 1 2 3 4 5 1 Lisans öğreniminden elde edilen yeterlilikleri temel alarak, aynı ya da farklı bir alandaki bilgileri geliştirebilme ve derinleştirebilme yeteneğine sahip olur. 2 Bilimsel araştırma yaparak bilgiye ulaşabilme, bilgiyi değerlendirme, yorumlama ve uygulama becerisine sahip olur. 3 Alanında özümsediği bilgiyi ve problem çözme yeteneğini disiplinlerarası çalışmalarda uygulayabilir. 4 Alanında, bağımsız olarak, bir problem kurgulayabilir, çözüm yöntemi geliştirerek problemi çözebilir ve sonuçları değerlendirebilir.

5 Alanındaki çalışmalarda karşılaşabileceği öngörülemeyen karmaşık durumlarda, çözümün üretilmesine yönelik sistematik yaklaşımların geliştirilmesinde bireysel ve ekip üyesi olarak sorumluluk alır. 6 Alanı ile ilgili konularda strateji, uygulama planları ve prensipler geliştirerek elde edilen sonuçları, kalite süreçleri çerçevesinde değerlendirebilir. 7 Alanındaki bilgiyi geliştirerek bunları bilimsel, toplumsal ve etik sorumluluk ile kullanır. 8 Alanı ile ilgili güncel gelişmeleri inceleyerek, kendi çalışmalarını bilimsel verilerle destekler, alanındaki ve alanı dışındaki gruplara, yazılı, sözlü ve görsel olarak sistemli bir şekilde sunma becerisine sahip olur. 9 Matematik veya uygulama alanlarındaki bilimsel çalışmaları takip ederek araştırma yapacak ve meslektaşları ile sözlü ve yazılı iletişim kuracak düzeyde İngilizce bilir. 10 Matematik temelli yazılımları, bilişim ve iletişim teknolojilerini bilimsel amaçlı kullanabilir. 11 Matematik veya uygulama alanları ile ilgili verilerin toplanması, yorumlanması, uygulanması ve sonuçların duyurulması aşamalarında evrensel ve toplumsal boyutlardaki etkilerini dikkate alan mesleki etik ve sorumluluk bilincine sahip olur. ECTS/İş Yükü Tablosu Aktiviteler Sayı Süresi (Saat) Toplam İş Yükü Ders saati (Sınav haftası dahildir: 16 x toplam ders saati) Laboratuar 16 3 48

Uygulama Derse Özgü Staj Alan Çalışması Sınıf Dışı Ders Çalışma Süresi 14 4 56 Sunum/Seminer Hazırlama 1 15 15 Projeler 1 15 15 Ödevler 4 10 40 Küçük Sınavlar/Stüdyo Kritiği Ara Sınavlara/Ara Juriye Hazırlanma Süresi Genel Sınava/Genel Juriye Hazırlanma Süresi 1 20 20 1 30 30 Toplam İş Yükü 224