در این دوره آموزشی، شبیه سازی مسائل مهندسی شیمی با استفاده از5 روش عددی، بصورت کاربردی و بدون پیش نیاز، نرم افزار متلب آموزش داده می‌شود .این 5 روش جزء روش‌های تفاضل محدود (Finite difference methods) یا به عبارتی دیگر روش‌های گسسته‌سازی (Discretization methods) هستند که برای حل عددی معادلات دیفرانسیل معمولی (Ordinary differential eqs) و معادلات دیفرانسیل جزئی (Partial differential eqs) به کاربرده می‌شوند. هدف در این کار سه چیز است :
1- آموزش روش عددی
2- آموزش متلب
3- بیان برخی نکات تجربی در شبیه‌سازی مقالات
فیلم‌ها براساس نوع روش عددی دسته‌بندی شده‌اند و در کنار آموزش این روش‌ها، به آموزش متلب هم پرداخته می‌شود. شما بعد از مشاهده کل فیلم‌ها، میتوانید برگردید به اول و مثال‌ها رو با شیوه‌ای دیگر شبیه‌سازی کنید و این شیوه ها بستگی به ذهن شما و دستورات و روش‌هایی که می‌آموزید، دارد. به عبارتی دیگر، مثال و روش عددی ثابت اند ولی شیوه کدنویسی در متلب متفاوت است. همچنین تمام برنامه ها و مقالات همراه فیلم در اختیار شما قرار می‌گیرد.
سرفصل های آموزش متلب ویژه مهندسی شیمی
1
نمایش رایگان
حل معادلات دیفرانسیلی معمولی درجه اول
در این قسمت آموزشی، به عنوان مثال از روابط سینتیک در واکنش‌های سری (معادلات دیفرانسیلی معمولی درجه اول) استفاده شده و به منظور به‌دست آوردن توزیع غلظت اجزاء نسبت به زمان، این روابط دیفرانسیلی با به‌کارگیری روش تفاضل محدود پیشرو، در ام فایل متلب شبیه‌سازی و به صورت همزمان حل شده‌اند. البته در این آموزش، چند شیوه‌ی متفاوت برای کدنویسی این معادلات در ام‌فایل متلب ارائه شده است.
2
حل معادلات دیفرانسیلی معمولی درجه دوم
در این قسمت آموزشی، مثال در مورد سیستم انتقال حرارت هدایتی – جابجایی پره می‌باشد که با نوشتن موازنه‌ی انرژی حاکم بر این سیستم، معادله دیفرانسیلی معمولی درجه دوم حاصل می‌شود. به منظور به‌دست آوردن توزیع یک بعدی دما در طول پره، این معادله دیفرانسیلی با به‌کارگیری روش تفاضل محدود پیشرو با در نظر گرفتن شرایط مرزی متفاوت درانتهای پره ، در ام فایل متلب با ارائه‌ی چندین شیوه‌ی کدنویسی متنوع، حل شده است.
3
روش عددی FTCS - Forward Time , Central Space
در این روش عددی، مشتقات زمانی و مکانی را به ترتیب با روش‌های تفاضل محدود پیشرو و مرکزی گسسته می‌کنیم. از این روش برای حل معادلات دیفرانسیل جزئی (Partial Differential Eqs (PDEs)) سهموی Parabolic استفاده می‌شود. مثال مورد نظر، از بخشی از مقاله‌ای که در زمینه‌ی نفوذ و جابجایی گاز در داخل حفرات جامد متخلخل است، برداشته شده است.به منظور به‌دست آوردن توزیع غلظت گاز نسبت به زمان و طول حفره، با ساده‌سازی معادلات ارائه شده در مقاله، معادله دیفرانسیلی جزیی سهموی حاصل می‌شود که با به‌کارگیری روش FTCS در ام‌فایل متلب شبیه‌سازی می‌شود.
4
روش عددی کرنک نیکلسون (Crank - Nicolson)
این روش ترکیبی از روش‌های مشتق ضمنی و صریح می‌باشد. از این روش نیز برای حل معادلات دیفرانسیل جزئی (Partial Differential Eqs (PDEs)) سهموی Parabolic استفاده می‌شود. در این قسمت آموزشی، از مثال پیشین استفاده گردیده است که با به‌کارگیری روش کرنک نیکلسون، در ام‌فایل متلب شبیه‌سازی می‌شود.
5
روش عددی رانگ کوتا مرتبه 5
این روش براساس انتگرال‌گیری عددی است که بیشتر برای حل معادلات دیفرانسیل معمولی مرتبه اول استفاده می‌شود. در این قسمت آموزشی، از مقاله‌ای که در زمینه‌ی گوگردزدایی کاتالیستی و تولید هیدروژن در راکتور غشایی می‌باشد، به عنوان مثال استفاده شده است. با ساده‌سازی موازنه‌های جرم و انرژی ارائه شده در مقاله، معادلات ODE مرتبه اول حاصل می‌شوند که با به‌کارگیری روش رانگ کوتا، در ام فایل متلب شبیه‌سازی و به صورت همزمان حل می‌شوند.
پیش نمایش آموزش متلب ویژه مهندسی شیمی
درس شماره 1 (حل معادلات دیفرانسیلی معمولی درجه اول)زمان فیلم: 40:37
دانلود مستقیم پیش نمایش (حل معادلات دیفرانسیلی معمولی درجه اول) - حجم دانلود 77 مگابایت (کلیک کنید +)
لطفاً برای درج دیدگاه، ابتدا وارد شوید.
مدرس
مهندس محبوبه احمدی
مهندس محبوبه احمدی، در مقطع کارشناسی ارشد مهندسی شیمی، پایاننامه تحت عنوان شبیه سازی دینامیکی سیستم جذب رطوبت از هوای ابزاردقیق پاالیشگاه خانگیران انجام شده است. یکی از تخصص های اصلی ایشان، برنامه نویسی با نرم افزارمتلب MATLAB می باشد.
