Lisans

Metalurjik Proseslerin Modellenmesi ve Simülasyonu

İ.T.Ü. Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Bölümü'nde lisans müfredatının bir parçası olarak verilmiştir.

Ders Tanımı

Modelleme ve simülasyona giriş, Modelleme ve simülasyonun temel ilkeleri, Modellemenin matematiksel ve fiziksel temelleri ile yöntem bilimi, Modelleme ve simülasyonun temel yaklaşımları ve teknikleri, Metalurjik ve malzeme proseslerinden örnekler, Kütle ve enerji denklikleri ile eş zamanlı çözümler, Modelleme yazılımının sınıf içinde tanıtımı, Malzeme Biliminde Modelleme ve Simülasyon, Yöntemin malzeme davranışı ve işleme problemlerine uygulanması, Yapısal malzemelerin modellenmesi, Bazı metalurjik proseslerin (kavurma, izabe, liç, çöktürme, elektroliz, rafinasyon vb.) tanımı ile matematiksel modellenme adımları ve yaklaşımları, Metalurjide kesikli ve sürekli proses kavramları, Bileşim, sıcaklık, tane boyutu, derişim, basınç, gaz/sıvı/katı akış hızı, karıştırma hızı, akım yoğunluğu vb. kontrol parametrelerinin etkisinin belirlenmesi ve matematiksel olarak modellenmesi. Bu parametrelerin dönem projesi olarak öğrenci gruplarına verilmesi, Gruplara ayrı ayrı verilen bu parametrelerin etkisini incelemek üzere bilgisayar laboratuvarında modelleme yazılımıyla uygulamalı deneme yapılması, Metalurjik ve malzeme proseslerinin modellerinin kurulması ve ilgili kontrol parametreleri ışığında incelenmesi, Bunların modelleme yazılımıyla simülasyonu, Bu modellerin öğrenci grupları tarafından sınıf arkadaşlarına sınıf içinde ve yarışma biçiminde sunulması.

Amaçlar

Metalurjik ve malzeme proseslerinin ve bazı simülasyon uygulamalarının tanıtılması,
Simülasyon ve modellemenin temel ilkeleri, yöntemleri ve yaklaşımları,
Metalurjik proseslerin simülasyonu ve modellenmesine ilişkin teorik altyapının geliştirilmesi,
Örnek bir ticari simülasyon programının tanıtılması,
Öğrencilerden, modelleme yazılımları yardımıyla belirli parametrelerin metalurjik prosesler üzerindeki etkisini araştırmaları ve mühendislik problemlerini farklı tekniklerle değerlendirmeleri istenecektir.

Kazanımlar

Bu dersi tamamlayan bir öğrencinin şunları yapabilmesi beklenir:

1. Metalurjik proseslerde simülasyon ve modelleme çalışmalarının önemini ve gerekliliğini kavramak,
2. Veri işlemeyi ve proses kontrolünü kavramak,
3. Metalurjik sistemlerin simülasyonu ve modellenmesi konusundaki teorik altyapısını geliştirmek,
4. Teorik altyapısını bir modelleme yazılımının uygulamalı kullanımıyla desteklemek,
5. Simülasyon ve modelleme yazılımlarının uygulanmasıyla ortaya çıkan yeniliklerin farkında olmak,
6. İlgili kontrol parametrelerini dikkate alarak verilen bir metalurjik prosesin modelini oluşturmak.

Ders Kitabı

Barber Z.H., 2005, “Introduction of Materials Modeling”, Maney Publishing. (_)
King P.R., 2012, “Modeling and Simulation of Mineral Processing Systems”, Society for Mining, Metallurgy & Exploration (SME). (_)

Kaynaklar

Ingham J. et al., 2007, Chemical Engineering Dynamics -An Introduction to Modelling and Computer Simulation, 3rd Ed., Wiley VCH, ISBN: 978-3-527-31678-6. (_)
Mosterman P. J., Popovici K., 2013, “Real-time simulation technologies: principles, methodologies, and applications”, Taylor & Francis Group, LLC., CRC Press, Boca Raton, FL, USA. ISBN : 978-1-4398-4665-0. (_)
Ghasem N., 2012, “Computer methods in chemical engineering”, Taylor & Francis Group, LLC., CRC Press, Boca Raton, FL, USA. ISBN : 978-1-439-84999-6. (_)
Guo Z.X., 2009, “Multiscale Materials Modelling: Fundamental and Applications”, Woodhead Publishing Limited, Cambridge. (_)
Raabe D., 1998, “Computational Materials Science”, Wiley VCH Verlag GmbH.
Ogunnaike B.A., Harmon W.R., 1994, “Process Dynamics, Modeling, and Control”, Oxford University Press, ISBN: 0-19-509119-1, 1994. (_)
Arslan C., 1991, “Modelling the Performance of Aqueous Chromium Electrowinning Cells”, Ph.D. Thesis, Columbia University, New York.
Peters E., Dreisinger D., 1990, “Mixing, Leaching and Modelling Course Notes”, Metals and Materials Eng. Dept., Univ. of British Columbia, Vancouver, Canada.
Bautista G.R., Wesely J.R., Warren W.G., 1986, “Hydrometallurgical Reactor Design and Kinetics”, A Publication of The Metallurgical Society, Inc., U.S.A.
Bryson W.A., 1981, “Modelling the Performance of Electrowinning Cells”, Proceedings Hydrometallurgy 81, Manchester, pp.G2/1-G2/11.