| Ders Adı | Kodu | Yerel Kredi | AKTS | Ders (saat/hafta) | Uygulama (saat/hafta) | Laboratuar (saat/hafta) |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Mühendislikte Sayısal Yöntemler ve Uygulamaları | ELM4071 | 3 | 5 | 3 | 0 | 0 |
| Önkoşullar | Yok |
|---|
| Yarıyıl | Güz, Bahar |
|---|
| Dersi Sunan Akademik Birim | Elektrik Mühendisliği Bölümü |
|---|---|
| Dersin Koordinatörü | Mehmet Burak ÖZAKIN |
| Dersi Veren(ler) | Mehmet Burak ÖZAKIN |
| Asistan(lar)ı |
| Dersin Amacı | Bu dersin amacı; farklı disiplinlerden gelen öğrencilerin kendi alanlarına özgü problemlerini matematiksel modelleme aracılığıyla ortak bir teknik dilde birleştirebilme, uygun sayısal yöntemleri seçerek Hesaplamalı Düşünme (Computational Thinking) prensipleriyle çözüm üretebilme ve nihayetinde elde edilen verileri tekrar kendi uzmanlık alanları bağlamında bilimsel olarak yorumlayabilme yetkinliği kazandırmaktır. |
|---|---|
| Dersin İçeriği | Bu ders; karmaşık mühendislik problemlerini matematiksel modellere indirgeme ve bu modelleri Hesaplamalı Düşünme (Computational Thinking) prensipleriyle bilgisayar ortamında çözme metodolojisini kapsamaktadır. Dersin ana omurgasını, 'Gerçek Problem -> Matematiksel Model -> Sayısal Yöntem -> Algoritma -> Sonuç/Analiz' döngüsünden oluşan 5 aşamalı çözümleme akışı oluşturur. Ders içeriğinde on temel araçtan oluşan 'Sayısal Yöntemler Araç Kutusu (Toolbox)' yer almaktadır: Bilgisayar aritmetiği ve hata analizi, kök bulma, lineer denklem sistemleri, eğri uydurma ve regresyon, mühendislik optimizasyonu, sayısal türev ve integral, diferansiyel denklemler (ODE/PDE), Monte Carlo simülasyonları ve veri odaklı sayısal çözümler kapsamında Yapay Zekaya (Makine Öğrenmesi) Giriş. Teorik yöntemler; Yapısal, Biyo-Kimyasal, Sinyal/Sistem ve Veri/Sosyo-Ekonomik olmak üzere dört farklı uygulama alanı üzerinden MATLAB ortamında somutlaştırılarak, öğrencilerin modern mühendislik araçlarını (AI/ML dahil) kullanarak kendi uzmanlık alanlarındaki problemleri bilimsel olarak yorumlamaları sağlanmaktadır. |
| Ders Kitabı / Malzemesi / Önerilen Kaynaklar |
|
| Opsiyonel Program Bileşenleri | Yok |
Ders Öğrenim Çıktıları
- Modelleme Yetkinliği: Farklı mühendislik disiplinlerinden (Yapısal, Biyo, Sinyal, Veri) gelen karmaşık fiziksel problemleri analiz ederek, bu problemleri uygun matematiksel modellere dönüştürebilir.
- Hata Kontrolü: Bilgisayar aritmetiğinden kaynaklanan yuvarlama (round-off) ve kesme (truncation) hatalarını analiz ederek, sayısal sonuçların güvenilirliğini ve hassasiyetini bilimsel olarak sorgulayabilir.
- Algoritmik Uygulama ve Kod Adaptasyonu: 'Sayısal Yöntemler Araç Kutusu' (Toolbox) kapsamında sunulan hazır MATLAB kod parçacıklarını ilgili mühendislik senaryosuna uygun şekilde seçebilir; bu kodları problemin fiziksel sınırlarına göre doğru parametrelerle uyarlayarak işlevsel çözümler üretebilir.
- Süreç Yönetimi: Bir mühendislik problemini; "Gerçek Problem -> Matematiksel Model -> Sayısal Yöntem -> Hazır Kod Adaptasyonu -> Sonuç/Analiz" basamaklarından oluşan 5 aşamalı çözüm akışına göre sistematik olarak yönetebilir.
- Bilimsel Yorumlama: Sayısal yöntemlerle elde edilen çıktıları, problemin ait olduğu uzmanlık alanı bağlamında anlamlandırarak bilimsel raporlama yapabilir.
- Geleceğin Araçlarına Adaptasyon: Veri odaklı modelleme ve Yapay Zeka temelli sayısal çözümlerin temel mantığını kavrayarak, hazır algoritmaları modern mühendislik problemlerine entegre etme vizyonu kazanır.
Ders Öğrenim Çıktısı & Program Çıktısı Matrisi
| DÖÇ-1 | DÖÇ-2 | DÖÇ-3 | DÖÇ-4 | DÖÇ-5 | DÖÇ-6 | |
| PÇ-1 | - | - | - | - | - | - |
| PÇ-2 | - | - | - | - | - | - |
| PÇ-3 | - | - | - | - | - | - |
| PÇ-4 | - | - | - | - | - | - |
| PÇ-5 | - | - | - | - | - | - |
| PÇ-6 | - | - | - | - | - | - |
| PÇ-7 | - | - | - | - | - | - |
| PÇ-8 | - | - | - | - | - | - |
| PÇ-9 | - | - | - | - | - | - |
| PÇ-10 | - | - | - | - | - | - |
| PÇ-11 | - | - | - | - | - | - |
| PÇ-12 | - | - | - | - | - | - |
| PÇ-13 | - | - | - | - | - | - |
| PÇ-14 | - | - | - | - | - | - |
| PÇ-15 | - | - | - | - | - | - |
| PÇ-16 | - | - | - | - | - | - |
| PÇ-17 | - | - | - | - | - | - |
| PÇ-18 | - | - | - | - | - | - |
| PÇ-19 | - | - | - | - | - | - |
| PÇ-20 | - | - | - | - | - | - |
| PÇ-21 | - | - | - | - | - | - |
| PÇ-22 | - | - | - | - | - | - |
| PÇ-23 | - | - | - | - | - | - |
| PÇ-24 | - | - | - | - | - | - |
| PÇ-25 | - | - | - | - | - | - |
| PÇ-26 | - | - | - | - | - | - |
| PÇ-27 | - | - | - | - | - | - |
| PÇ-28 | - | - | - | - | - | - |
| PÇ-29 | - | - | - | - | - | - |
| PÇ-30 | - | - | - | - | - | - |
Haftalık Konular ve İlgili Ön Hazırlık Çalışmaları
| Hafta | Konular | Ön Hazırlık |
|---|---|---|
| 1 | Giriş: Hesaplamalı Düşünme (CT) ve Modelleme | |
| 2 | Tool 1: Hata Analizi ve Bilgisayar Aritmetiği | |
| 3 | Tool 2: Kök Bulma Yöntemleri (Denge Analizi) | |
| 4 | Tool 3: Lineer Cebirsel Sistemler (Matrisler) | |
| 5 | Tool 4: Eğri Uydurma (Curve Fitting) | |
| 6 | Tool 5: Sayısal Türev ve İntegral | |
| 7 | Tool 6: Adi Diferansiyel Denklemler (ODE-1) | |
| 8 | Ara Sınav 1 | |
| 9 | Tool 6: Adi Diferansiyel Denklemler (ODE-2) | |
| 10 | Tool 7: Mühendislik Optimizasyonu | |
| 11 | Tool 8: Kısmi Diferansiyel Denklemler (PDE) | |
| 12 | Tool 9: Monte Carlo Simülasyonu | |
| 13 | Tool 10: Yapay Zekaya Giriş (AI) | |
| 14 | Proje Fazı 1: Güdümlü Problemler | |
| 15 | Proje Fazı 2: Açık Uçlu Problemler | |
| 16 | Final |
Değerlendirme Sistemi
| Etkinlikler | Sayı | Katkı Payı |
|---|---|---|
| Devam/Katılım | ||
| Laboratuar | ||
| Uygulama | ||
| Arazi Çalışması | ||
| Derse Özgü Staj | ||
| Küçük Sınavlar/Stüdyo Kritiği | ||
| Ödev | ||
| Sunum/Jüri | ||
| Projeler | 1 | 20 |
| Seminer/Workshop | ||
| Ara Sınavlar | 1 | 40 |
| Final | 1 | 40 |
| Dönem İçi Çalışmaların Başarı Notuna Katkısı | ||
| Final Sınavının Başarı Notuna Katkısı | ||
| TOPLAM | 100 | |
AKTS İşyükü Tablosu
| Etkinlikler | Sayı | Süresi (Saat) | Toplam İşyükü |
|---|---|---|---|
| Ders Saati | 14 | 3 | |
| Laboratuar | |||
| Uygulama | |||
| Arazi Çalışması | |||
| Sınıf Dışı Ders Çalışması | 14 | 3 | |
| Derse Özgü Staj | |||
| Ödev | |||
| Küçük Sınavlar/Stüdyo Kritiği | |||
| Projeler | 1 | 18 | |
| Sunum / Seminer | |||
| Ara Sınavlar (Sınav Süresi + Sınav Hazırlık Süresi) | 1 | 18 | |
| Final (Sınav Süresi + Sınav Hazırlık Süresi) | 1 | 18 | |
| Toplam İşyükü : | |||
| Toplam İşyükü / 30(s) : | |||
| AKTS Kredisi : | |||
| Diğer Notlar | Yok |
|---|
