Implementation of visual programming methods for numerical techniques used in electromagnetic field theory

Year 2017, Volume: 21 Issue: 4, 672 - 680, 01.08.2017

Metin Varan , Hasan Hakan Genç

https://doi.org/10.16984/saufenbilder.221361

Abstract

Field theory is one of the two
sub-field theories in electrical and electronics engineering that for creates
difficulties for undergraduate students. In undergraduate period, field theory
has been taught under the theory of electromagnetic fields by which describes
using partial differential equations and integral methods. Analytical methods
for solution of field problems on the basis of a mathematical model may result
the understanding difficulties for undergraduate students due to their
mathematical and physical infrastructure. The analytical methods which can be
applied in simple model lose their applicability to more complex models. In
this case, the numerical methods are used to solve more complex equations. In
this study,  by preparing some field
theory‘s web-based graphical user interface numerical methods of applications
it has been aimed to increase learning levels of field theory problems for
undergraduate and graduate students while taking in mind their computer
programming capabilities.

Keywords

Electromagnetic field theory, numerical solutions, visual programming techniques, java based simulation

Elektromanyetik alan teorisinde nümerik tekniklerin görsel programlama yöntemleriyle uygulanması

Abstract

Elektrik-Elektronik
mühendisliğinin iki alt teorisinden biri olan alan teorisi lisans
öğrencilerinin algılamada güçlük çektikleri bir konudur. Lisans döneminde
elektromanyetik alanlar kapsamında alan teorisi, parçalı diferansiyel
denklemler ve integral yöntemlerinin kullanıldığı analitik yöntemlerle
anlatılmaktadır. Alan problemlerinin matematiksel modelinin çıkartılması
esasına dayalı olan analitik çözüm yöntemleri lisans öğrencilerinin matematik
ve fizik altyapılarına bağlı olarak algılama güçlüklerinin yaşanmasına neden
olabilmektedir. Basit modellerde uygulanabilir olan analitik yöntemler daha
karmaşık modellerde uygulanabilirliğini yitirmektedir. Bu durumda da daha
karmaşık denklemleri çözmek için nümerik yöntemlere başvurulması uzunca
zamandır kullanılan bir yöntemdir. Bu çalışmada, alan teorisi kapsamında lisans
üstü öğrenim düzeyinde kullanılan bazı nümerik yöntemlerin web tabanlı grafik
arayüzlü uygulamalarının, lisans öğrencilerinin bilgisayar programlama
kabiliyetleri de göz önünde bulundurularak öğrencilerce geliştirilmesi ve
algılama güçlüğü yaşanan alan teorisi çözümlerinin kalıcı öğrenimi
sağlayabilmesi hedeflenmiştir.

Keywords

Elektromanyetik alan teorisi, nümerik çözüm; görsel programlama, java tabanlı benzetim.