Nevşehir Hacı Bektaş Veli Üniversitesi Bilgi Paketi
|
|||||
| Sınıf/Yarıyıl | 3 / Bahar | ||||
| Ders Düzeyi | Lisans | ||||
| Ders Türü | Zorunlu | ||||
| Bölümü | MAKİNE MÜHENDİSLİĞİ | ||||
| Ön Koşul Dersleri | Yok | ||||
| Öğretim Sistemi | Örgün | ||||
| Ders Süresi | 14 Hafta | ||||
| Öğretim Elemanı | OSMAN GÖKDOĞAN (osmangokdogan@nevsehir.edu.tr) | ||||
| Diğer Öğretim Elemanı/Elemanları |
|||||
| Öğretim Dili | Türkçe | ||||
| Sınıf Dışı Uygulama/Staj | Yok | ||||
| Dersin Amacı | |||||
| Bu dersin amacı akışkanlar dinamiğinin temel kavram ve metodlarını öğretmektir. | |||||
| Ders Öğrenme Çıktıları (DÖÇ) | PÇ | ODY | |
| Bu dersi başarı ile tamamlayan öğrenciler: | |||
| DÖÇ-1 | Mühendislik akışkanlar mekaniği problemlerinin matematiksel modellenmesi için gerekli koordinat sistemi ve fiziksel değişkenleri belirleyebilir. |
PÇ-1 Matematik, fizik, kimya ve temel mühendislik bilgilerini, Makine Mühendisliği alanında kullanabilmek için yeterli altyapıya sahiptir. PÇ-3 Mühendislik problemlerini saptar, tanımlar, formüle eder ve çözer, bu amaçla uygun analitik yöntemler ve modelleme tekniklerini seçme ve uygulama becerisi kazanır. |
Yazılı Sınav |
| DÖÇ-2 | Viskoz ve viskoz olmayan mühendislik akışkanlar mekaniği problemlerini diferansiyel ve integral yöntemlerle modelleyebilir. |
PÇ-1 Matematik, fizik, kimya ve temel mühendislik bilgilerini, Makine Mühendisliği alanında kullanabilmek için yeterli altyapıya sahiptir. PÇ-2 Bir sistemi, sistem bileşenini ya da süreci analiz eder ve bu doğrultuda modern tasarım yöntemlerini uygulama becerisi kazanır. PÇ-3 Mühendislik problemlerini saptar, tanımlar, formüle eder ve çözer, bu amaçla uygun analitik yöntemler ve modelleme tekniklerini seçme ve uygulama becerisi kazanır. |
Yazılı Sınav |
| DÖÇ-3 | Mühendislik akışkanlar mekaniğinde iç ve dış potansiyel ve viskoz akış problemlerini analitik ve nümerik metodlarla çözebilir. |
PÇ-1 Matematik, fizik, kimya ve temel mühendislik bilgilerini, Makine Mühendisliği alanında kullanabilmek için yeterli altyapıya sahiptir. PÇ-2 Bir sistemi, sistem bileşenini ya da süreci analiz eder ve bu doğrultuda modern tasarım yöntemlerini uygulama becerisi kazanır. PÇ-3 Mühendislik problemlerini saptar, tanımlar, formüle eder ve çözer, bu amaçla uygun analitik yöntemler ve modelleme tekniklerini seçme ve uygulama becerisi kazanır. |
Yazılı Sınav |
| DÖÇ-4 | Çeşitli pompa ve türbin tiplerini tanır ve nasıl çalıştıklarını açıklayabilir. |
PÇ-1 Matematik, fizik, kimya ve temel mühendislik bilgilerini, Makine Mühendisliği alanında kullanabilmek için yeterli altyapıya sahiptir. PÇ-2 Bir sistemi, sistem bileşenini ya da süreci analiz eder ve bu doğrultuda modern tasarım yöntemlerini uygulama becerisi kazanır. PÇ-3 Mühendislik problemlerini saptar, tanımlar, formüle eder ve çözer, bu amaçla uygun analitik yöntemler ve modelleme tekniklerini seçme ve uygulama becerisi kazanır. |
Yazılı Sınav |
| PÇ: Bölüm program çıktıları ÖDY: Ölçme ve değerlendirme yöntemi |
|||
| Dersin İçeriği | ||
| Akışkan hareketinde diferansiyel yaklaşım ve uygulamalar; gerçek ve ideal akışlarda enerji denklemi uygulamaları; laminer ve türbülanslı akış; akışkanlar mekaniğinde benzerlik ve boyut analizi. | ||
| Haftalık Detaylı Ders İçeriği | ||
| Hafta | Detaylı İçerik | Öğretim Yöntem ve Teknikleri |
| 1 | Sürekli ortam hipotezi, taşınım kavramı, yüzey gerilimi, akışkanlar statiği, termodinamiğin 1. ve 2. kanunları, ideal gazlar. Skaler, vektör, kartezyen tensör kavramları ve işlemleri, Gaus ve Stokes Teoremleri. | Anlatım, soru-cevap, problem çözme |
| 2 | Akışkanlar kinematiği: Euler ve Lagrange yöntemleri, uzama hızı, vortisite, sirkülasyon, akım fonksiyonu kavramları. | Anlatım, soru-cevap, problem çözme |
| 3 | Korunum kanunları: Kütle, momentum, açısal momentum, enerjinin korunumu, Gerilme kavramı, Navier-Stokes ve Bernoulli Denklemleri, Boussinesq yaklaşımı. | Anlatım, soru-cevap, problem çözme |
| 4 | Vortisite dinamiği: Vorteks çizgileri ve tüpleri, rotasyonel ve irrotasyonel girdaplar, Kelvin sirkülasyon Teoremi, Biot-Savart Kanunu, girdapların etkileşimi, vorteks tabakası. | Anlatım, soru-cevap, problem çözme |
| 5 | İrrotasyonel akış teorisi: Hız potansiyeli, Laplace denklemi, kompleks değişkenler ve kompleks potansiyel, kaynak, kuyu, çift kutup, sirkülasyon, akışın iki boyutlu katı cisme uyguladığı kuvvetler, konformal eşleme, yarı-sonsuz cisim etrafında akış.(1/2) | Anlatım, soru-cevap, problem çözme |
| 6 | İrrotasyonel akış teorisi: Dairesel silindir etrafında sirkulasyonlu ve sirkülasyonsuz akımlar, eksenel simetrik akışlar için akım fonksiyonu ve hız potansiyeli, eksenel simetrik aerodinamik ve kaba şekilli cisimler etrafında akışın hesaplanması.(2/2) | Anlatım, soru-cevap, problem çözme |
| 7 | Dinamik benzerlik: Boyutsuz parametreler, boyut matrisi, Buckigham Pi Teoremi, dinamik benzerlik ve model testleri. | Anlatım, soru-cevap, problem çözme |
| 8 | Ara Sınav | |
| 9 | Laminer akışlar: Isı ve vortisite difüzyon benzerliği, paralel levhalar arasında, boru içinde ve eş merkezli silindirler arasında daimi akışlar, aniden harekete başlayan levha için benzeşim çözümleri, vorteks katmanının difüzyonu, çizgi vorteksin zayıflaması.(1/2) | Anlatım, soru-cevap, problem çözme |
| 10 | Laminer akışlar: Titreşen levhanın sebep olduğu akış, küre etrafında yavaş akış için Stokes ve Oseen çözümleri, Hele-Shaw akışı.(2/2) | Anlatım, soru-cevap, problem çözme |
| 11 | Sınır tabaka: Sınır tabaka denklemleri, sınır tabaka kalınlığını hesaplama yöntemleri, Düz levha üstünde sınır tabaka için Blasius çözümü.(1/2) | Anlatım, soru-cevap, problem çözme |
| 12 | Sınır tabaka: Von Karman momentum integral, basınç gradyentinin etkisi, akışın yüzeyden ayrılması, dairesel silindir ve küre etrafında viskoz akışlar, iki boyutlu jetler, pertürbasyon teknikleri.(2/2) | Anlatım, soru-cevap, problem çözme |
| 13 | Aerodinamik: Kanat geometrisi, kanada etkiyen kuvvetler, Kutta şartı, sirkülasyon oluşumu, kanat şeklini oluşturma için konformal eşleme, Zhukhovsky kanadında kaldırma kuvveti, sonlu uzunlukta kanat.(1/2) | Anlatım, soru-cevap, problem çözme |
| 14 | Aerodinamik: Prandtl ve Lanchester kaldırma çizgisi teorisi, eliptik sirkülasyon dağılımı için sonuçlar, kanatların kaldırma ve direnç karakteristikleri, balık ve kuşların itici mekanizmaları, rüzgara karşı yelken yapma.(2/2) | Anlatım, soru-cevap, problem çözme |
| 15 | Türbülans: Korelasyon ve spektrum, ortalama hareket denklemleri, ortalama ve türbülanslı akımın kinetik enerji bütçeleri, türbülans üretimi ve kaskat, atalet aralığında türbülans spektrumu, serbest ve duvar sınırlı makaslama akımları, Boussinesq çevri viskozitesi ve Prandtl karışma uzunluğu. | Anlatım, soru-cevap, problem çözme |
| 16 | Final Sınavı | |
| Ders Kitabı / Yardımcı Kitap | ||
| 1 | Çengel, Y.A. andCimbala, J.M, FluidMechanics: Fundamentals and Applications, McGraw-Hill, 2006: Türkçesi: Engin, T. (Çeviri Editörü) | |
| 2 | Kundu, Pijush K., and Cohen, Ira M. Fluid Mechanics. 4th ed. Burlington, MA: Elsevier, 2008. ISBN: 9780123737359. | |
| Ders Araç - Gereç ve Malzemeleri | ||
| Ölçme Yöntemi | |||
| Yöntem | Hafta | Süre (Saat) | Katkı(%) |
| Ara Sınav | 8 | 1 | 40 |
| Diğer Ölçme Yöntemleri | |||
| 1.Sözlü Sınav | |||
| 2.Kısa Sınav (Quiz) | |||
| 3.Laboratuvar Sınavı | |||
| 4.Sunum | |||
| 5.Rapor | |||
| 6.Seminer | |||
| 7.Performans Ödevi | |||
| 8.Dönem Ödevi | |||
| 9.Proje | |||
| Final Sınavı | 16 | 1 | 60 |
| Öğrenci İş Yükü | |||
| İşlem Adı | Haftalık Saat | Sayı | İş Yükü |
| Haftalık Ders Saati (Teorik+Uygulama) | 3 | 14 | 42 |
| Sınıf Dışı Çalışma | |||
| a) Okuma | 0 | ||
| b) İnternette/Kütüphanede Tarama | 0 | ||
| c) Performans Ödevi | 0 | ||
| d) Seminer/Sunum/Rapor Hazırlama | 0 | ||
| e) Dönem Ödevi/Proje Hazırlama | 0 | ||
| Sözlü Sınav | 0 | ||
| Kısa Sınav (Quiz) | 0 | ||
| Laboratuvar Sınavı | 0 | ||
| Ara Sınav İçin Hazırlık | 6 | 6 | 36 |
| Ara Sınav | 2 | 1 | 2 |
| Final Sınavı İçin Hazırlık | 6 | 6 | 36 |
| Final Sınavı | 2 | 1 | 2 |
| 0 | |||
| 0 | |||
| Toplam İş Yükü | 118 | ||