Niğde Ömer Halisdemir Üniversitesi

FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ / MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ / MAK7108 - UYGULAMALI SONLU ELEMANLAR ANALİZİ

DERS HAKKINDA GENEL BİLGİLER

Dersin Kodu	Dersin Yarıyılı/Yılı		Dersin Türü		Dersin Seviyesi		Dersin Öğretim Dili

Dersin Adı	Teori	Uygulama	AKTS

Dersin İngilizce Adı

Dersin Öğretim Elemanı	E Mail

Dersin Yardımcı Öğretim Elemanı	E Mail

Dersin Amacı

Bu dersin amacı, öğrencilerin mühendislik problemlerini sayısal yöntemlerle modelleme, analiz etme ve simülasyon ortamında çözümleme becerilerini kazanmalarını sağlamaktır.
Öğrenciler, COMSOL Multiphysics yazılımı başta olmak üzere sayısal analiz araçlarını kullanarak akışkanlar mekaniği, katı mekaniği, ısı transferi, elektrokimyasal sistemler ve çoklu fizik (multiphysics) problemlerinin çözüm adımlarını uygulamalı olarak öğrenirler.

Ders kapsamında öğrenciler; geometri oluşturma, meshleme, sınır ve yük koşullarının tanımlanması, çözüm stratejileri ve sonuçların değerlendirilmesi gibi analiz sürecinin tüm aşamalarını kavrarlar. Ayrıca MATLAB bağlantısı, kullanıcı tanımlı fonksiyonlar (UDF), parametre tanımlamaları, optimizasyon, transient–steady-state çözümler gibi ileri düzey analiz teknikleri de ele alınır.

Bu ders, öğrencilerin mühendislik sistemlerini sayısal ortamda temsil edebilme, farklı fizik alanlarını (akış, termal, mekanik vb.) birleştirerek çözüm kurabilme ve elde edilen sonuçları mühendislik açısından yorumlayabilme yetkinliklerini geliştirmeyi hedefler.
Ders sonunda öğrenciler, gerçek mühendislik problemlerini COMSOL, MATLAB ve diğer analiz araçlarıyla bütünleşik şekilde modelleyip çözebilecek düzeye ulaşırlar.

Dersin Kısa İçeriği

Bu ders, mühendislikte karşılaşılan çok fiziksel (multiphysics) problemlerin sayısal yöntemlerle modellenmesi, çözümlenmesi ve simülasyon ortamında analiz edilmesi süreçlerini kapsamaktadır. Öğrenciler, COMSOL Multiphysics yazılımı aracılığıyla farklı fizik alanlarını (akışkanlar mekaniği, katı mekaniği, ısı transferi, elektrokimyasal sistemler, yakıt hücreleri vb.) bir arada çözümlemeyi öğrenirler.

Dersin başlangıcında, sayısal modellemenin temel ilkeleri, sonlu elemanlar yöntemi (FEM) mantığı ve çözüm stratejileri açıklanır. Öğrenciler, geometri oluşturma, malzeme tanımlama, sınır koşullarını belirleme, ağ (mesh) üretimi, çözüm ayarları ve sonuçların değerlendirilmesi gibi adımları uygulamalı olarak gerçekleştirirler.

Daha sonra ders içeriği, farklı fizik alanlarında COMSOL uygulamaları üzerine yoğunlaşır:

Akışkanlar Mekaniği (CFD) Modülleri: Laminer/türbülanslı akış, kanal akışı, isothermal ve non-isothermal akış analizleri.

Katı Mekaniği (Structural Mechanics): Gerilme, şekil değiştirme, yorulma ve ısıl genleşme analizleri.

Termal Analizler: Isı iletimi, taşınım, ışınım problemleri ve transient çözümler.

Elektrokimyasal Sistemler: Yakıt hücresi, iyon iletkenleri ve potansiyel dağılımı modelleme.

Çoklu Fizik Problemleri: Termal-gerilme, akış-ısı etkileşimi (conjugate heat transfer), elektromekanik sistem analizleri.

Dersin ilerleyen bölümlerinde öğrenciler, diferansiyel denklemler (ODE/PDE) modüllerinde kendi denklemlerini tanımlayarak özel fizik modelleri oluşturur. Ayrıca MATLAB ile entegrasyon, User Defined Function (UDF) kullanımı, parametrik analiz, optimizasyon, tasarım bağlantıları (SolidWorks–COMSOL link) ve sonuçların raporlanması konuları uygulamalı olarak işlenir.

Dersin sonunda öğrenciler, bir mühendislik sistemini sayısal ortamda tanımlayabilme, farklı fizik etkileşimlerini birlikte çözümleyebilme, model doğrulama ve yorumlama becerilerini kazanırlar. Böylece COMSOL Multiphysics’in tüm temel modüllerini kullanarak akışkan, termal, mekanik, elektromekanik ve kimyasal süreçleri entegre biçimde analiz edebilme yetkinliği edinirler.

Önkoşullar

DERSİN HEDEFLERİ

DERSİN HEDEFLERİ

Sayısal modelleme ve çözümleme becerisi kazandırmak

Çoklu fizik (multiphysics) problemleri çözebilme yeteneği geliştirmek

COMSOL Multiphysics yazılımının ileri düzey kullanımını öğretmek

Model geliştirme ve özelleştirme kabiliyeti kazandırmak

Araştırma ve yenilik odaklı mühendislik yaklaşımını teşvik etmek

DERSİN KATEGORİSİ

DERSİN KATEGORİSİ

DERSİN YÜZDESİ

Temel Bilimler Dersi

Meslek Bilgisi Dersleri

Uzmanlık/Alan Bilgisi Dersi

Bilgi Paketi

DERS HAKKINDA GENEL BİLGİLER