KMÜ605 - KİMYA MÜHENDİSLİĞİNDE UYGULAMALI MATEMATİK
| Dersin Adı | Kodu | Yarıyılı | Teori (saat/hafta) |
Uygulama (saat/hafta) |
Yerel Kredi | AKTS |
|---|---|---|---|---|---|---|
| KİMYA MÜHENDİSLİĞİNDE UYGULAMALI MATEMATİK | KMÜ605 | 1. Yarıyıl | 3 | 0 | 3 | 8 |
| Önkoşul(lar)-var ise | Yok | |||||
| Dersin Dili | Türkçe | |||||
| Dersin Türü | Zorunlu | |||||
| Dersin verilme şekli | Yüz yüze | |||||
| Dersin öğrenme ve öğretme teknikleri | Anlatım Soru-Yanıt Sorun/Problem Çözme | |||||
| Dersin sorumlusu(ları) | Prof. Dr. Deniz Tanyolac | |||||
| Dersin amacı | Öğrencilere kimya mühendisliği veya diğer ilgili disiplinlerde, olduğu gibi yeni gelişen biyoteknoloji, mikroelektronik, enerji ve nano-malzemelerin işlenmesi alanlarındaki lisansüstü eğitimi kariyerlerinde gerekli olan matematiksel temelin verilmesi. Kimya mühendisliği ile ilgili karmaşık problemlerin analiz ve çözümünde gereken analitik ve sayısal becerilerin kazandırılması. | |||||
| Dersin öğrenme çıktıları |
| |||||
| Dersin içeriği | Bu ders, kimya mühendisliği uygulamalarına dönük olarak fiziksel olayların ve proseslerin modellenmesi ve bunların özellikle sayısal tekniklerle çözümünü içerir. İncelenecek konular nonlineer cebrik denklemler, eigen değer problemleri, kimya mühendisliğinde Bessel diferansiyel denklemleri, sonlu farklar yönteminin uygulamaları, adi türevli diferansiyel denklem sistemlerinin çözümü, başlangıç ve sınır değer problemleri, kısmi türevli diferansiyel denklemler, sonlu elemanlar analizine giriş. Bu yöntemler, kimya mühendisliği pratiğinde karşılaşılan problemler üzerinden açıklanacaktır. | |||||
| Kaynaklar | Ders Kitabı: Richard G. Rice, Duong D. Do, Applied Mathematics and Modeling for Chemical Engineers, 2nd edition, John Wiley, Hoboken-New Jersey, 2012. Yardımcı Kaynak: Norman W. Loney, Applied Mathematical Methods for Chemical Engineers, 2nd Edition, Taylor & Francis, Boca Raton-Florida, 2007. | |||||
Haftalara Göre İşlenecek Konular
| Haftalar | Konular |
|---|---|
| 1. Hafta | Fiziksel problemlerin matematiksel formülasyonu. |
| 2. Hafta | Kimya mühendisliği uygulamalarında karşılaşılan adi türevli diferansiyel denklemlerin analitik çözümü. |
| 3. Hafta | Kimya mühendisliğinde Bessel diferansiyel denklemlerinin uygulamaları. |
| 4. Hafta | Lineer olmayan cebrik denklemlerin sayısal çözümü. |
| 5. Hafta | Kimya mühendisliği başlangıç ve sınır değer problemlerinde karşılaşılan adi türevli diferansiyel denklem sistemlerinin sayısal çözümü. |
| 6. Hafta | Euler ve Runge-Kutta yöntemleri. Sayısal yöntemlerin MATLAB uygulamaları. |
| 7. Hafta | 1. Ara Sınav |
| 8. Hafta | Kimya mühendisliğinde mekanistik modeller. Kısmi türevli diferansiyel denklemler. |
| 9. Hafta | Kısmi türevli diferansiyel denklemlerin çözümü (örneğin Navier-Stokes denklemi). |
| 10. Hafta | Kimya mühendisliği moleküler similasyonunda sayısal yöntemler. Örneklerin çözümünde MATLAB kullanılacaktır. |
| 11. Hafta | 2. ara sınav |
| 12. Hafta | Sonlu elemanlar yöntemine matematiksel yaklaşım. |
| 13. Hafta | Sonlu elemanlar denklemlerinin türetilmesi . |
| 14. Hafta | Galarkin yöntemini kullanarak kütle aktarım problemlerinin çözümüne giriş. |
| 15. Hafta | Genel sınava hazırlık haftası |
| 16. Hafta | Genel sınav |
Değerlendirme Sistemi
| Yarıyıl içi çalışmaları | Sayısı | Katkı Payı % |
|---|---|---|
| Devam (a) | 1 | 4 |
| Laboratuar | 0 | 0 |
| Uygulama | 0 | 0 |
| Alan Çalışması | 0 | 0 |
| Derse Özgü Staj (Varsa) | 0 | 0 |
| Ödevler | 4 | 16 |
| Sunum | 0 | 0 |
| Projeler | 1 | 10 |
| Seminer | 0 | 0 |
| Ara Sınavlar | 2 | 30 |
| Genel sınav | 1 | 40 |
| Toplam | 100 | |
| Yarıyıl İçi Çalışmalarının Başarı Notuna Katkısı | 8 | 60 |
| Yarıyıl Sonu Sınavının Başarı Notuna Katkısı | 1 | 40 |
| Toplam | 100 | |
AKTS (Öğrenci İş Yükü) Tablosu
| Etkinlikler | Sayısı | Süresi | Toplam İş Yükü |
|---|---|---|---|
| Ders Süresi | 14 | 3 | 42 |
| Laboratuvar | 0 | 0 | 0 |
| Uygulama | 0 | 0 | 0 |
| Derse özgü staj (varsa) | 0 | 0 | 0 |
| Alan Çalışması | 0 | 0 | 0 |
| Sınıf Dışı Ders Çalışma Süresi (Ön Çalışma, pekiştirme, vb) | 46 | 1 | 46 |
| Sunum / Seminer Hazırlama | 0 | 0 | 0 |
| Proje | 1 | 20 | 20 |
| Ödevler | 4 | 10 | 40 |
| Ara sınavlara hazırlanma süresi | 2 | 22 | 44 |
| Genel sınava hazırlanma süresi | 1 | 48 | 48 |
| Toplam İş Yükü | 68 | 104 | 240 |
Dersin Öğrenme Çıktılarının Program Yeterlilikleri İle İlişkilendirilmesi
| D.9. Program Yeterlilikleri | Katkı Düzeyi* | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | |
| 1. Matematik, fen ve mühendislik bilgilerini kullanıp bilimsel araştırmalar yaparak bilgiye ulaşma, değerlendirme, yorumlama ve uygulama becerisi kazanır | X | ||||
| 2. Sınırlı verileri kullanarak bilimsel yöntemlerle bilgiyi tamamlama, uygulama ve değişik disiplinlere ait bilgilerle bütünleştirme becerisi kazanır | X | ||||
| 3. Mesleğinin yeni ve gelişmekte olan uygulamalarının farkında olup, gerektiğinde bunları inceleme ve öğrenme becerisi kazanır | X | ||||
| 4. Kimya Mühendisliği ile ilgili problemleri tanımlama ve çözümüne yönelik yenilikçi yöntemler geliştirme ve uygulama becerisi kazanır | X | ||||
| 5. Analitik modelleme ve deneysel esaslı araştırmaları yeni ve/veya özgün fikir ve yöntemler geliştirerek tasarlar, uygular ve bu süreçte karşılaşılan karmaşık durumları çözümler ve yorumlar | X | ||||
| 6. Kimya Mühendisliği uygulamalarının sağlık, güvenlik, sosyal ve çevresel boyutlarını anlama, değerlendirme ve katkı koyabilme becerisi edinir | X | ||||
| 7. Verilerin toplanması, yorumlanması, duyurulması aşamalarında ve mesleki tüm etkinliklerde toplumsal, bilimsel ve etik değerleri gözetir | X | ||||
| 8. Çalışmalarının süreç ve sonuçlarını, kimya mühendisliği alanı veya alan dışındaki ulusal ve uluslararası ortamlarda sistematik ve açık bir şekilde yazılı ya da sözlü olarak aktarabilir | X | ||||
| 9. Disipliniçi ve disiplinlerarası takım çalışmalarında liderlik yapma, inisiyatif kullanma ve sorumluluk alma becerisi kazanır. | X | ||||
*1 En düşük, 2 Düşük, 3 Orta, 4 Yüksek, 5 Çok yüksek