HARRAN ÜNİVERSİTESİ

Ders No: 5103141

Dersin Adı: Akışkanlar Mekaniği ve Isı Transferinde Nümerik Yöntemler

Öğretim Üyesi: Doç. Dr. Refet KARADAĞ

Teori/Pratik/Kredi/AKTS: 3 / 0 / 3 / 5

Dersin Adı			D. Kodu	Yarıyılı	T+U	Kredisi	AKTS
Akışkanlar mekaniği ve Isı Transferinde Nümerik Yöntemler			5103141	Güz	3+0	3	5
Ön Koşul Dersler		Yok
Dersin Dili		Türkçe
Dersin Türü		Zorunlu
Dersin Koordinatörleri		Doç. Dr. Refet KARADAĞ
Dersi veren		Doç. Dr. Refet KARADAĞ
Dersin Yardımcıları
Dersin Amacı		Nümerik çözüm tekniklerini öğretmek, Akışkanlar mekaniği ve Isı transferi problemlerinin çözümüne uygulatmak, matematiksel model oluşturma yöntemlerini öğretmek.
Dersi Öğrenme Çıktıları		Nümerik çözüm tekniklerinin öğrenilmesi, akışkanlar mekaniği ve ısı transferi problemlerinin çözümünde kullanılabilmesi, çözüm sonuçlarının irdelenebilmesi ve model oluşturulabilmesi.
Dersin İçeriği		Akışkanlar mekaniği ve ısı transferinde korunum yasaları, Euler ve Navier-Stokes Denklemleri, Sınır tabaka, İntegral çözüm teknikleri, Nümerik çözüm metotları, Matris çözümleri, Gauss eliminasyon, Gauss-Seidel, İnterpolasyon, sonlu farklar çözümü, Sonlu elemanlar, sonlu hacimler, problemin tanımlanması, problemin geometrik olarak ifade edilmesi, Çözüm ağı oluşturma teknikleri, kenar, yüzey ve hacimlerde mesh oluşturma yöntemleri, temel fiziksel modeller, süreklilik ve momentum, Türbülans modelleri, “standart”, “RNG”, “K-Epsilon”, “RSM” ve “LES” türbülans modelleri, radyasyon modelleri, “Discrete Transfer Radiation Model (DTRM)”, “Rosseland Radyasyon Modeli”, radyasyon çözümlerinde adımlar, nümerik çözücüler, “segregated” ve “Coupled” çözücüler, başlangıç ve sınır şartları, çözüm tamamlama kriterleri, Bir yazılımın kullanılması.
Haftalar	Konular
1	Giriş, Akışkanlar mekaniği ve ısı transferinde korunum yasaları, Kütle, enerji ve momentum denklikleri, Euler ve Navier-Stokes Denklemleri.
2	Euler ve Navier-Stokes Denklemleri ile iki ve üç boyutlu sıkıştırılabilir viskoz ve viskoz olmayan akışların analizi. Sınır tabaka denklemleri ve integral çözümler.
3	Nümerik çözüm metotları: Matris çözümleri, Gauss eliminasyon, Gauss-Seidel, İnterpolasyon.
4	Nümerik çözüm metotları: Sonlu fark formulleri. Acık ve kapalı yontemler. Bir akış probleminin sonlu farklar, sonlu hacimler ve sonlu elemanlar yontemi ile çözüm teknikleri.
5	İki ve üç boyutlu ısı transferi probleminin sonlu farklar, sonlu hacimler ve sonlu elemanlar yontemi ile çözüm teknikleri.
6	Bir akış ve ısı transferi probleminin geometrik olarak ifade edilmesi: düzlemsel cisimler, silindirik cisimler, cisimlerin birleştirilmesi, ayrıştırılması, yüzeylerin tanımlanması, hacim tanımlama.
7	Oluşturulan geometriyi meshlere ayırma yöntemleri, grid oluşturma ve düzenleme yöntemleri. hacim, yüzey ve kenarları meshlere ayırma,
8	Bir akış ve ısı transferi probleminin çözümü için uygun çözüm şartlarının belirlenmesi, model seçimi, türbülans modelleri, radyasyon modelleri, başlangıç ve sınır şartları, çözüm tamamlama kriterleri, hata analizi.
9	Bir yazılım kullanarak silindirik bir kanalda laminer ve türbülans iç akış şartlarında ısı transferinin nümerik olarak çözümü ve sonuçların irdelenmesi.
10	ARA SINAV
11	Bir yazılım kullanarak silindirik bir kanalda laminer ve türbülans iç akış şartlarında basınç kayıplarının nümerik olarak çözümü ve sonuçların irdelenmesi.
12	Bir yazılım kullanarak kapalı bir ortamda ısı transferinin nümerik olarak çözümü ve sonuçların irdelenmesi.
13	Nümerik çözüm verilerinden model oluşturma, boyutsuzlaştırma ve formülasyon.
14	FİNAL SINAVI
Genel Yeterlilikler
Akışkanlar mekaniği ve ısı transferi problemlerinin nümerik çözüm yöntemlerin kullanılabilmesi, çözüm sonuçlarının irdelenebilmesi, bir yazılımın kullanılabilmesi ve sonuçlardan model oluşturulabilmesi.
Kaynaklar
1. Akışkanlar mekaniği temelleri ve uygulamaları- Yunus A. ÇENGEL ve John M. CIMBALA- Türkçesi Tahsin Engin, Halil Rıdvan Öz, Hasan Küçük, Şevki Çeşmeci- Güven Bilimsel, 2006. 2.        [Akışkanlar Mekaniği – Frank M. White – Türkçesi : Kadir Kırkköprü, Erkan Ayder Literatür Yayınevi – 2004. 3.        Introduction to Fluid Mechanics – Robert W. Fox , Alen T. Mc Donald, 4th     Edition John Wiley-Sons -2001. 4. Heat transfer, seventh edition, Holman, J.P. London, 1992. 5.        Isı ve Kütle Geçişinin Temellleri, Frank P. Incropera, David P. Dewitt, 2001, Literatür yayınları. (Dördüncü basımdan çeviri. Çev: Taner Derbentli, Osman Genceli, Ali Güngör ve Diğerleri). 6. Örneklerle Isı Geçişi, Halıcı, F. ve Gündüz, M. Sakarya, 2001. 7. Uygulamalarla ısı transferi, Prof. Dr. Kemal Altınışık, Nobel yayın dağıtım, 2003.
Değerlendirme Sistemi
Ara Sınav : % 40 Final : % 60 Projeler : Ödevler :

Öğrenme Etkinliği	Tahmin Edilen Süre (saat)	Değerlendirme
Teorik ders (14 Hafta)	3 x 14 = 42	Derse Katılım
Rehberli problem çözme	Yok
Bireysel çalışma	3 x 14 = 42
Haftalık ödev problemlerinin çözülmesi	1 x 14 = 14	Ödev için bireysel veya arkadaşlarıyla çalışma , rapor hazırlama
Dönem Projesi	Yok
Ara Sınav	4 x 2 = 8	Açık / kapalı sınav
Yarıyıl Sonu Sınavı	Sınav için           : 2 Bireysel çalışma: 8	Açık / kapalı sınav
Quiz (4 adet)	Bireysel çalışma: 8	Açık / kapalı sınav
Araştırma (internet/küt.)
Diğer( . . . . . . . . . . . . . . . )
Diğer( . . . . . . . . . . . . . . . )
Toplam Ders Yükü (Saat)	124