Inhoud

• exploratieve data analyse
• basisprincipes van kansrekenen
• toevalsvariabelen en rekenen met kansverdelingen
• belangrijkste kansmodellen en univariate kansverdelingen
• kansbeschrijving van meerdere toevalsvariabelen
• kansverdeling van samenvattende statistieken
• schatten van parameters
• betrouwbaarheidsintervallen
• testen van hypotheses
• regressie-analyse

Studiemateriaal

Studiekost: 1-10 euro (De informatie over studiekosten zoals hier opgenomen is indicatief en geeft enkel de prijs weer bij aankoop van nieuw materiaal. Er zijn mogelijk ook e- en tweedehandskopijen beschikbaar. Op LIMO kan je nagaan of het handboek beschikbaar is in de bibliotheek. Eventuele printkosten en optioneel studiemateriaal zijn niet in deze prijs vervat.)

VTK cursus: Kansrekenen en Statistiek voor Ingenieurs
(cursustekst en appendices, formularium, oefeningenboek)
Op Toledo: powerpoints hoorcolleges

Inhoud

In de oefenzittingen wordt kansrekenen en statistiek toegepast om:

• oefenzitting 1: exploratieve data analyse resultaten te interpreteren en eenvoudige kansberekeningen uit te voeren,
• oefenzittingen 2 en 3: onzekerheden te propageren, kansmodellen te kiezen en kansen uit te rekenen,
• oefenzittingen 4 en 5: parameters te schatten, betrouwbaarheidsintervallen op te stellen, hypothesetesten uit te voeren en regressie-analyse resultaten te interpreteren

Studiemateriaal

VTK: oefeneningenboek Kansrekenen en Statistiek voor Ingenieurs
Toledo: hints en oplossingen

Toelichting werkvorm

Voorafgaand aan de oefenzitting, lossen de studenten reeds een aantal van de opgelegde oefeningen op. De overige oefeningen worden tijdens de oefenzitting opgelost met hulp van de assistant.

Inhoud

Onderstaande lijst geeft een overzicht van de inhoud van de hoorcolleges. De onderwerpen komen niet noodzakelijk in deze volgorde aan bod.

• Inleiding: Algoritmen en programma's; probleemanalyse, software-ontwerp en implementatie; het complexiteitsprobleem. Programma's als modellen van een probleemdomein. Architectuur van een computer.
• Controlestructuren: selectie-opdrachten, while-lussen, for-lussen.
• Collecties: collecties met vaste en variabele grootte, iteratoren.
• Overerving: Enkelvoudige overerving, herdefinitie van methodes, polymorfisme en dynamische binding, abstracte klassen & interfaces.
• Redeneren over programma's: Beredeneerde opbouw van programma's met behulp van invarianten, correctheidsbewijzen, complexiteit van algoritmen.
• Recursie: Recursie aan de hand van eenvoudige voorbeelden: faculteits-functie, grootste gemene deler, Torens van Hanoi. Verdeel en heers strategie voor probleemoplossing.

Studiemateriaal

Studiekost: 51-75 euro (De informatie over studiekosten zoals hier opgenomen is indicatief en geeft enkel de prijs weer bij aankoop van nieuw materiaal. Er zijn mogelijk ook e- en tweedehandskopijen beschikbaar. Op LIMO kan je nagaan of het handboek beschikbaar is in de bibliotheek. Eventuele printkosten en optioneel studiemateriaal zijn niet in deze prijs vervat.)

Handboek; presentatieslides; eigen teksten.

Inhoud

Cf hoorcolleges.

Studiemateriaal

Opgave van oefeningen worden verspreid via het elektronisch leerplatform.

Toelichting werkvorm

De studenten maken zelfstandig programmeeroefeningen in een PC-klas, onder begeleiding van een assistent.

Inhoud

Cf. hoorcolleges.

Toelichting werkvorm

Studenten werken een klein software-systeem uit. De opgave wordt in de loop van het semester verspreid. Studenten werken hieraan buiten de georganiseerde contactmomenten en tegen een bepaalde deadline.

Praktische modaliteiten i.v.m. timing verschillen uiteraard van academiejaar tot academiejaar.

Toelichting

Het finale schriftelijke examen is een open boek examen op computer, waarbij enkel de cursustekst en enkele vooraf-aangegeven documenten mogen gebruikt worden. De tekst mag ingekleurd zijn en er mogen kleine nota's bijstaan. De tekst mag niet aangevuld worden met oplossingen van oefeningen, extra voorbeelden, ...

Indien de evaluatie aantoont dat de student één of meerdere doelstellingen van het opleidingsonderdeel onvoldoende heeft bereikt, kan het globale resultaat afwijken van het gewogen gemiddelde van de onderdelen.

Woordenboek bij toetsen en examens

Studenten die bewijzen dat hun thuistaal niet het Nederlands is, mogen tijdens evaluatiemomenten gebruik maken van maximaal één niet-technisch vertalend woordenboek waarin geen extra aantekeningen gemaakt werden. Studenten die gebruik willen maken van het woordenboek moeten zich op voorhand bij de ombuds melden rekening houdend met de volgende deadlines:

• eerste examenperiode: 1 december,
• tweede examenperiode: 1 april,
• derde examenperiode: 15 juli.

De student moet zijn toelating bij aanvang van het examen voorleggen aan de surveillant.

Toelichting bij herkansen

Gelijkaardig aan 1e examenkans.

Inhoud

In een eerste hoofdstuk verduidelijken we materiaalkunde en haar plaats als ingenieursdiscipline, bespreken we de oorsprong en beschikbaarheid van de belangrijkste materialen en schetsen we het belang van de materiaalkunde voor duurzame technologische ontwikkeling.
Daarna wordt de opbouw (kristalstructuur, microstructuur) van de diverse materiaalfamilies besproken en wordt vanuit die kennis de dichtheid en het elastisch gedrag van materialen afgeleid.
In een derde hoofdstuk komt de sterkte en de vervormbaarheid (vervormingsmechanismen) van de materialen aan bod, inclusief een overzicht van de belangrijkste roosterdefecten.
Hoofdstuk vier handelt over materiaalselectie. Hier wordt een inzicht gegeven in de selectie-methodologie van Ashby. Deze kennis wordt verder uitgediept in een oefenzitting waar het gebruik van de CES-software wordt aangeleerd.
In het volgende hoofdstuk wordt het gebruik van binaire evenwichts-fasediagrammen uiteengezet en wordt de link tussen microstructuur en fasediagram geïllustreerd. Ook dit wordt verder ingeoefend in een oefensessie.
Het globale thema van hoofdstuk zes zijn de warmtebehandelingen. Na een inleiding over diffusie, wordt de kiemvorming en groei van nieuwe fasen behandeld en komen het harden en temperen van staal, precipitatieharding, verzachtingsmechanismen (rekristallisatie) en de fabricatie van een auto wiel aan bod.
Hoofdstuk zeven handelt over breukgedrag bij statische en cyclische belasting, met o.a. een korte inleiding tot de breukmechanica en een bespreking van het breukgedrag in metalen, keramieken, polymeren en composieten. Daarna volgt een bespreking van vermoeiingsmechanismen, vermoeiingsproeven en de levensduurvoorspelling.
In een laatste hoofdstuk tenslotte, wordt aandacht besteed aan enkele functionele eigenschappen, zoals elektrische, dielektrische en magnetische eigenschappen van materialen.

Studiemateriaal

Studiekost: 51-75 euro (De informatie over studiekosten zoals hier opgenomen is indicatief en geeft enkel de prijs weer bij aankoop van nieuw materiaal. Er zijn mogelijk ook e- en tweedehandskopijen beschikbaar. Op LIMO kan je nagaan of het handboek beschikbaar is in de bibliotheek. Eventuele printkosten en optioneel studiemateriaal zijn niet in deze prijs vervat.)

Cursustekst “Inleiding tot de materiaalkunde” (B. Verlinden, B. Blanpain), uitgegeven by Acco
Afdrukken van de in de les gebruikte slides zijn beschikbaar op Toledo.

Inhoud

Er zijn bij dit opleidingsonderdeel drie begeleide oefenzittingen.
Zitting 1: kristallografie, elasticiteit en plasticiteit
Zitting 2: materiaalselectie
Zitting 3: fasediagrammen en breukmechanica

Studiemateriaal

Wordt ter zitting uitgedeeld

Toelichting werkvorm

In drie sessies van telkens twee uur worden een aantal concepten die in de hoorcolleges aan bod kwamen, onder begeleiding van een assistent ingeoefend.
In een eerste zitting wordt de kennis over Miller indices, kristalstructuren, elasticiteit en plasticiteit geïllustreerd m.b.v. van rekenoefeningen.
Tijdens de tweede oefenzitting –die doorgaat in een computerlokaal- wordt het gebruik van de CES Edupack software (de Ashby methode) ingeoefend (materiaalselectie).
Tijdens de derde zitting wordt het “lezen” van fasediagrammen ingeoefend en worden een aantal concepten uit de breukmechanica en vermoeiing verduidelijkt m.b.v. enkele rekenoefeningen.

Toelichting

Gesloten boek examen –  schriftelijk
Kennen wat werd gezien in de les (cfr. slides op Toledo)
Er wordt gepeild naar inzicht, basiskennis en synthesevermogen via open en meerkeuzevragen. Bij de meerkeuzevragen wordt geen giscorrectie toegepast.
Formularium (cfr. Toledo) wordt ter beschikking gesteld

Peilen naar basiskennis en synthese-vermogen: algemene vraag, waarvan antwoord te vinden is in de cursustekst
Peilen naar inzicht: redeneervraag, rekenoefening, fasediagram, materiaal selectie,......antwoord niet rechtsreeks te vinden in de cursustekst

Woordenboek bij toetsen en examens

Studenten die bewijzen dat hun thuistaal niet het Nederlands is, mogen tijdens evaluatiemomenten gebruik maken van maximaal één niet-technisch vertalend woordenboek waarin geen extra aantekeningen gemaakt werden. Studenten die gebruik willen maken van het woordenboek moeten zich op voorhand bij de ombuds melden rekening houdend met de volgende deadlines:

• eerste examenperiode: 1 december,
• tweede examenperiode: 1 april,
• derde examenperiode: 15 juli.

De student moet zijn toelating bij aanvang van het examen voorleggen aan de surveillant.

Inhoud

,Ontwerp en uitvoering van een ingenieursproject.  
Er worden twintigtal onderwerpen voorgesteld die de verschillende ingenieursrichtingen beslaan.  De studenten kiezen hieruit 6 onderwerpen en rangschikken deze naar voorkeur. Zoveel mogelijk rekening houdend met de keuze worden groepen van zes (kleine afwijking mogelijk) willekeurig samengesteld.  Begeleiding wordt verzorgd vanuit het departement waar het onderwerp gekozen wordt.
Alle onderwerpen trachten zoveel mogelijk de inhouden van de gelijklopende technische vakken te integreren. Eventuele lacunes in kennis worden per onderwerp opgevangen door het geven van specifieke seminaries of ondersteunend materiaal. Studenten krijgen via het leerplatform het nodige materiaal ter beschikking voor het leren van Matlab. 
Daarnaast zijn er een drie algemene (voor iedereen verplichte) seminaries: algemene inleiding, ontwerpmethodiek, en presentatietechnieken. Ten slotte gaan de studenten nog op bedrijfsbezoek.

Studiemateriaal

Studiekost: 1-10 euro (De informatie over studiekosten zoals hier opgenomen is indicatief en geeft enkel de prijs weer bij aankoop van nieuw materiaal. Er zijn mogelijk ook e- en tweedehandskopijen beschikbaar. Op LIMO kan je nagaan of het handboek beschikbaar is in de bibliotheek. Eventuele printkosten en optioneel studiemateriaal zijn niet in deze prijs vervat.)

• Overzichtstabel met alle contactmomenten, deadlines en evaluatiemomenten
• Cursusteksten semester 1 - 3
• Materiaal seminaries beschikbaar gesteld via Toledo
• Richtlijnen van faculteit rond rapporteren: https://eng.kuleuven.be/studenten/engineering-essentials-ingenieurscompetenies/rapporteren/.
• Toledo

Toelichting werkvorm

• Week 1: inleidend seminarie, keuze onderwerp uit aanbod, seminarie algemene ontwerpmethodiek, online materiaal Matlab met bijhorende opdracht;
• Week 2-5: specifieke seminaries, ontwerpfase;
• Week 4: seminarie labview (facultatief);
• Week 6: tussentijdse rapportering en feedback;
• Week 7: seminaries presentatietechnieken;
• Week 7-11: uitvoering van het ontwerp;
• Week 8: fabrieksbezoeken;
• Week 12: voorbereiding eindverslag, demo en presentatie, indienen van eindverslag;
• Week 13: voorbereiding demo en presentatie, demodag, eindrapportering (presentatie) en evaluatie.

Toelichting

Permanente evaluatie, demonstratie tijdens de demodag, schriftelijk rapport, mondelinge presentatie op het einde van het semester en nakomen van deadlines en afspraken.
Soort Evaluatie:

• Proces: 20% 
• Eindverslag: 40%
• Mondelinge presentatie van hele project: 20%
• Demonstratie van eindproduct: 20%.

Op het geheel is er een correctie van max. +/- 10% door middel van peer assessment. Bovendien is er nog een bestraffing mogelijk van maximaal 20% voor het niet naleven van deadlines en afspraken.

In het geval de student niet geslaagd is voor het deel "Proces" kan de student niet slagen voor het opleidingsonderdeel.
Het resultaat is dan het resultaat berekend volgens de normaal geldende scoreregels (zie hierboven), maar met als maximum een 9/20.

Indien de evaluatie aantoont dat de student één of meerdere doelstellingen van het opleidingsonderdeel onvoldoende heeft bereikt, kan het globale resultaat afwijken van het gewogen gemiddelde van de onderdelen.

Toelichting bij herkansen

Gezien de specifieke evaluatievorm wordt er geen alternatief examen over de volledige examenmaterie georganiseerd in de septemberexamenperiode.

Inhoud

Inleiding:

• Wat is een bedrijf (classificaties economische aspecten, activiteiten, juridisch)?
• Ondernemingsplan (missie, doelstellingen, strategische planning)
• Organisatiestructuren
• Productlevenscyclus
• Entrepreneurship

Bedrijfseconomische aspecten

• Algemene boekhouding
• Financiële analyse en financiering
• Kostprijssystemen
• Investeringen
• Budgettering en kasplanning

Organisatorische aspecten         

• Voorspellingstechnieken
• Voorraadbeheer (deterministisch, stochastisch)
• Productie- en voorraadcontrolesystemen (MRP, JIT, TOC, …)
• Uitbreidingen: ERP, ERPII, e-ERP
• Projectmanagement
• Integrale kwaliteitszorg
• UZGHB: doorlichting (Case)
• Gastspreker: footprint optimization
• Supply chain management

Studiemateriaal

Studiekost: 51-75 euro (De informatie over studiekosten zoals hier opgenomen is indicatief en geeft enkel de prijs weer bij aankoop van nieuw materiaal. Er zijn mogelijk ook e- en tweedehandskopijen beschikbaar. Op LIMO kan je nagaan of het handboek beschikbaar is in de bibliotheek. Eventuele printkosten en optioneel studiemateriaal zijn niet in deze prijs vervat.)

• L. Gelders, D. Cattrysse, Bedrijfskunde en ondernemen, Lannoocampus, 2020.
• L. Gelders, D. Cattrysse, Technische Bedrijfsvoering, Lannoocampus, 2020
• Bijkomende teksten op TOLEDO.

Inhoud

De oefeningen brengen de leerstof aangebracht tijdens de lessen in praktijk.

Studiemateriaal

• L. Gelders, Bedrijfskunde en Technische Bedrijfsvoering, Oefeningen, Lannoocampus, 2012.
• Extra oefeningen op TOLEDO.

Toelichting werkvorm

Oefeningen waarbij vragen kunnen gesteld worden aan de begeleiders.
Zelfstudie.

Toelichting

Bij het meerkeuzevragenexamen wordt een bestraffing voor foute antwoorden toegepast.

Inhoud

INLEIDING

• "Green engineering" en Duurzaamheid

MILIEUPROBLEMEN

• Polluenten en eenheden
• Risico, impact en blootstelling

PREVENTIEVE BENADERING

• Preventie van vervuiling in procestechnologie
• Systeembenadering (stroomschema en industriële ecologie) 
• Pinch analyse

CURATIEVE BENADERING

• Technologieën voor de behandeling van water, lucht en afvalstoffen

Studiemateriaal

Studiekost: 1-10 euro (De informatie over studiekosten zoals hier opgenomen is indicatief en geeft enkel de prijs weer bij aankoop van nieuw materiaal. Er zijn mogelijk ook e- en tweedehandskopijen beschikbaar. Op LIMO kan je nagaan of het handboek beschikbaar is in de bibliotheek. Eventuele printkosten en optioneel studiemateriaal zijn niet in deze prijs vervat.)

• Powerpointpresentatie van de lessen, op Toledo

Toelichting werkvorm

Er wordt van de student verwacht dat hij/zij:

• De (interactieve) lessen volgt
• De powerpointpresentatie bestudeert  met behulp van genomen nota's, en tracht verbanden te leggen over de cursus heen

Komt ook voor in andere opleidingsonderdelen

H01E7A : Milieuproblemen en -technieken

Inhoud

De colleges behandelen enkele belangrijke analytische technieken voor de bepaling van chemische verbindingen en elementen. In de hoorcolleges worden de basisprincipes van de methoden en technieken evenals typische toepassingen uitgelegd. Dit vak behandelt chromatografische technieken en klassieke methoden gebaseerd op titraties. In een inleidend college komen enkele courante technieken voor monstervoorbehandeling aan bod, en wordt aandacht besteed aan verwerking en rapporteren van resultaten. In twee oefenzittingen worden numerieke problemen m.b.t. chromatografie en titratie opgelost. 

1) Inleiding (monstervoorbereiding, keuze van analytische techniek, verwerking van resultaten)

2) Chromatografie: Inleiding, Gaschromatografie, Vloeistofchromatografie, 

3) Titratie-methoden: Neerslagtitraties, Zuur-basetitraties, Redoxtitraties, Complexometrische titraties

Studiemateriaal

Studiekost: 1-10 euro (De informatie over studiekosten zoals hier opgenomen is indicatief en geeft enkel de prijs weer bij aankoop van nieuw materiaal. Er zijn mogelijk ook e- en tweedehandskopijen beschikbaar. Op LIMO kan je nagaan of het handboek beschikbaar is in de bibliotheek. Eventuele printkosten en optioneel studiemateriaal zijn niet in deze prijs vervat.)

powerpointpresentatie van de lessen & ondersteunend lesmateriaal; het materiaal wordt beschikbaar gesteld op Toledo

Inhoud

Tijdens een practicum krijgen de studenten twee technieken aangeleerd die gerelateerd zijn aan de inhoud van de colleges. De student leert eveneens nauwkeurig te werken en resultaten te verwerken en te rapporteren. De student bereidt zich voor het practicum door de theorie uit de les te verwerken.  

Het practicum bestaat uit volgende analyses en demonstraties:

• Bepaling van organische zuren met behulp van GC-FID (gaschromatografie gekoppeld met een vlamionisatiedetector)
• Bepaling van Fe(II) gehalte door middel van redoxtitratie  
• Illustratie van begrippen: redoxkoppels

Praktische informatie over de technieken wordt aangeboden tijdens het practicum. Er wordt in een team gewerkt en het werk wordt tussen de leden verdeeld. Op het einde van het practicum wordt het afgewerkte verslag ingediend.

Studiemateriaal

voorbereiding: theorie uit de hoorcolleges. - practicum: richtlijnen uitgedeeld tijdens practicum

Toelichting

Milieutechnologie en Analytische Scheikunde bepalen ieder voor het helft het finale examencijfer.

Het examencijfer voor Milieutechnologie bestaat voor 100% uit het resultaat behaald op het schriftelijke examen.

Het examencijfer voor Analytische scheikunde bestaat voor 85% uit het resultaat behaald op het schriftelijke examen en voor 15% uit de beoordeling van het practicum. Wanneer de faculteit wegens overmacht beslist dat het practicum in de huidige vorm niet kan doorgaan, vervalt de verplichte aanwezigheid en telt het practicum niet langer mee in de berekening van het examencijfer. Het examenresultaat voor het deel Analytische scheikunde wordt dan volledig bepaald door het schriftelijke examen. De wijzigingen wegens overmacht worden via Toledo meegedeeld zodra ze bekend zijn.

Bij een herkansing in hetzelfde academiejaar, wordt het cijfer voor het deel Analytische Scheikunde volledig bepaald door het schriftelijke examen en vervalt de bijdrage van het practicum.

Inhoud

De cursus behandelt eerst de algemene aspecten van wisselstroomtechniek. De eenfasige systemen met lineaire ketenelementen worden in transiënte en stationaire toestand behandeld. Daarna komen de driefasige systemen aan bod. Het algemeen elektrisch energiesysteem van productie tot verbruiker is een volgend onderwerp. Hierbij worden niet alleen technische aspecten van centrales nader bekeken, maar worden ook de technische implicaties van de liberalisering van de elektriciteitsmarkt aangegeven Bij de elektrische machines komt als eerste de transformator aan bod: fundamenteel werkingsprincipe, stationaire karakteristieken, eenfasige transformator, driefasige transformator, constructie en speciale transformatoren. Vervolgens worden gelijkstroommotoren behandeld: basisprincipes, opbouw van het magnetisch veld met de nadruk op permanente magneten en stationair gedrag bij toerentalregeling. Bij de wisselstroommachines worden zowel de inductiemotor als de synchrone motor behandeld. Na het draaiveld, dat voor beide machinetypes essentieel is, volgt het stationair gedrag van de inductiemotor en zijn regelgedrag, waarbij de nadruk ligt op het gebruik van frequentie-omvormers. Bij synchrone machines ligt de nadruk enerzijds op grote synchrone generatoren met elektrische bekrachtiging en anderzijds op kleinere permanent-magneetmotoren. Van alle wisselstroommotoren wordt ook de constructie behandeld. Na de elektromagnetische energie-omzetters komen de systemen voor een betrouwbare voeding van gebouwen en voornamelijk informatietechnologische systemen aan bod. Vooreerst worden de beveiligingen en de elektriciteitsverdeelsystemen aan bod. Daarna volgen aspecten van ‘Power Quality’ zoals micro-onderbrekingen in de spanning en harmonischen. Tenslotte worden de systemen besproken die kunnen gebruikt worden om deze problemen op te vangen, zoals correcte aarding, UPS en dieselnoodaggregaten.

Studiemateriaal

Studiekost: 51-75 euro (De informatie over studiekosten zoals hier opgenomen is indicatief en geeft enkel de prijs weer bij aankoop van nieuw materiaal. Er zijn mogelijk ook e- en tweedehandskopijen beschikbaar. Op LIMO kan je nagaan of het handboek beschikbaar is in de bibliotheek. Eventuele printkosten en optioneel studiemateriaal zijn niet in deze prijs vervat.)

Handboeken verkrijgbaar bij ACCO

Studiemateriaal

Laboratoriumteksten via VTK

Toelichting

Dit examen bestaat uit twee delen. Het eindresultaat is het gewogen gemiddelde van beide quoteringen.

• Eerste deel: schriftelijk examen, open boek (oefeningen)
• Tweede deel: schriftelijk examen, gesloten boek (theorie)

De labozittingen zijn verplicht en worden tijdens de zittingen geëvalueerd, en evenredig met het relatief gewicht van de studiepunten verrekend.

Indien de universiteit wegens overmacht beslist dat de labozittingen niet in hun huidige vorm door kunnen gaan tellen deze niet mee in de berekening van het examencijfer van dit onderdeel.

De wijzigingen als gevolg van de overmachtssituatie zullen op Toledo worden aangekondigd zodra ze bekend zijn.

Toelichting bij herkansen

Een herkansing omvat altijd beide onderdelen van het OPO. De examenvorm voor de derde examenperiode is identiek aan deze van de tweede examenperiode. Labozittingen kunnen niet hernomen worden.

Inhoud

• Discrete- en continuetijdssytemen in het tijds- en frequentiedomein
• Discretisatie, kwantisatie en reconstructie van signalen en systemen
• Ontwerptechnieken (e.g., wortellijnen, Bodediagrammen en Nyquistdiagrammen)
• Regeltechnieken (e.g., proportionele regelaars, lag-lead-regelaars en PID-regelaars)

Studiemateriaal

Studiekost: 1-10 euro (De informatie over studiekosten zoals hier opgenomen is indicatief en geeft enkel de prijs weer bij aankoop van nieuw materiaal. Er zijn mogelijk ook e- en tweedehandskopijen beschikbaar. Op LIMO kan je nagaan of het handboek beschikbaar is in de bibliotheek. Eventuele printkosten en optioneel studiemateriaal zijn niet in deze prijs vervat.)

Een digitale cursus wordt online beschikbaar gesteld op Toledo.

Toelichting werkvorm

Er worden twee lessen per week ingepland.  Elk lesmoment duurt twee uur.

Inhoud

 Acht oefenzittingen, waarvan twee computersessies.

Studiemateriaal

Het materiaal voor de oefenzittingen wordt online beschikbaar gesteld op Toledo.

Toelichting werkvorm

Begeleide oefenzittingen, waarbij de studenten de kans krijgen om vragen te stellen over de oefeningen en de bijhorende theorie.

Toelichting

Schriftelijk openboekexamen met een eenvoudige niet-grafische rekenmachine.

Inhoud

Lineaire algebra en matrixrekenen:

• Vectorruimten en lineaire afbeeldingen
• Matrixrekenen
• Stelsels van lineaire vergelijkingen, rijechelonvorm, rang van een matrix
• Determinanten
• Eigenwaarden en eigenvectoren, diagonalisatie van symmetrische matrix
• Kwadratische vormen, normaalvorm, positief, negatief definiet
• Normen, afstand, scalair product, orthogonale projectie, kleinstekwadratenoplossing, Gram-Schmidt, QR ontbinding
• orthogonalisatie, volume van een parallellepipedum, singuliere waarden ontbinding, veralg. inverse, beste rang k benadering.
   

Studiemateriaal

Handboek: Linear Algebra and its Applications, David C. Lay, Pearson Education.

Handboek wordt verdeeld via Acco i.s.m. VTK.

Komt ook voor in andere opleidingsonderdelen

H0M69B : Toegepaste algebra en differentiaalvergelijkingen

Inhoud

Differentiaalvergelijkingen en toepassingen

1. Inleiding
   Continue veranderingsprocessen: wiskundige beschrijving
   Enkele basismodellen: fysische en biologische systemen
   Richtingsvelden en integraalcurves
   Classificatie van differentiaalvergelijkingen
   Korte historiek

2. Eerste orde differentiaalvergelijkingen
    Lineaire vergelijkingen: integrerende factoren
    Niet-lineaire vergelijkingen: scheiding van veranderlijken, exacte differentiaalvergelijkingen
    Existentie- en eenduidigheidsstellingen
    Toepassingen: autonome vergelijkingen en populatiemodellen

3. Lineaire differentiaalvergelijkingen van hogere orde
    Algemene theorie: lineaire onafhankelijkheid van basisoplossingen en de Wronskiaan
    Homogene vergelijkingen met constante coëfficiënten: de karakteristieke vergelijking, reductie van de orde
    Homogene vergelijkingen met niet-constante coëfficiënten: bijzondere types, reductie van de orde
    Niet-homogene vergelijkingen: methode van de onbepaalde coëfficiënten, methode van de variatie van parameters. 
    Toepassingen: harmonische trilling (met of zonder demping), gedwongen trillingen. 

4. Stelsels lineaire differentiaalvergelijkingen van eerste orde
    Algemene theorie: vector functies, lineaire onafhankelijkheid, Wronskiaan, algemene oplossing
    Homogene systemen met constante coëfficiënten: eigenstructuur, fundamentele matrices
    Niet-homogene systemen: methode van de onbepaalde coëfficiënten, methode van de variatie van parameters. 
    Analyse van lineaire systemen: het fasevlak, het faseportret, stabiliteit
    Toepassingen: stabiliteitsdiagramma en bifurcaties

5. Stelsels niet-lineaire differentiaalvergelijkingen en stabiliteit
    Autonome systemen: kritische punten en stabiliteit
    Lokaal lineaire systemen: linearisatie van niet-lineaire systemen
    Periodieke oplossingen en limietcycli
    Chaos en vreemde aantrekkers
    Toepassingen: de gedempte slinger, competitiemodellen, roof-prooidiermodellen, de Lorenz vergelijkingen

Studiemateriaal

Handboek: 
Elementary differential equations and boundary value problems – International student version with ODE Architect – 9th edition, 
William E. Boyce and Richard C. DiPrima, John Wiley & Sons, Inc.
ISBN: 978-0-470-39873-9

Handboek wordt verdeeld via Acco i.s.m. VTK.

Toledo: 
Slides, extra voorbeelden en oefeningen, studieprojecten, modeloplossingen. 

Webtools: 
Electronische zelf-testen, Zoek- en antwoordmachines op het web. 

Didactische software:
ODE-Architect (CD-rom of webregistratiecode, zie handboek). 

Komt ook voor in andere opleidingsonderdelen

H0M69B : Toegepaste algebra en differentiaalvergelijkingen

Inhoud

zie H0M69a

Komt ook voor in andere opleidingsonderdelen

H0M69B : Toegepaste algebra en differentiaalvergelijkingen

Toelichting

Tijdens het examen mag men gebruik maken van de handboeken die in de lessen werd gebruikt, de bijhorende slides met daarop eigenhandig geschreven notities en de eigenhandig geschreven notities uit de oefenzittingen.

Inhoud

De basiswetten van de dynamica worden aangeleerd en toegepast. Hieronder wordt verstaan:

• driedimensionele kinematica en dynamica (impuls, impulsmoment) van materiële systemen (inclusief onvervormbare voorwerpen)
• niet-inertiële dynamica en relatieve beweging
• energiemethoden (virtuele arbeid, methode van Lagrange)

De kinematica en dynamica van de vlakke beweging wordt behandeld als bijzonder geval van de algemene theorie.

De basiswetten van de mechanica worden opgebouwd en afgeleid. Daarnaast wordt er voldoende aandacht besteed aan het toepassen van deze wetten aan de hand van voorbeeld oefeningen.
 

Studiemateriaal

cursustekst

Komt ook voor in andere opleidingsonderdelen

H0N27A : Toegepaste mechanica met inbegrip van sterkteleer

Inhoud

De basiswetten van de dynamica worden aangeleerd en toegepast. Hieronder wordt verstaan:

• driedimensionele kinematica en dynamica (impuls, impulsmoment) van materiële systemen (inclusief onvervormbare voorwerpen)
• niet-inertiële dynamica en relatieve beweging
• energiemethoden (virtuele arbeid, methode van Lagrange)

De kinematica en dynamica van de vlakke beweging wordt behandeld als bijzonder geval van de algemene theorie.

Elke oefenzitting komt overeen met en biedt oefeningen aan die een toepassing zijn op een welbepaald hoofdstuk (of deel van een hoofdstuk) van de cursus.

Studiemateriaal

oefeningenbundel

Toelichting werkvorm

De student maakt zelf oefeningen (onder begeleiding). Studenten mogen hierbij samenwerken met hun medestudenten.

Komt ook voor in andere opleidingsonderdelen

H0N27A : Toegepaste mechanica met inbegrip van sterkteleer

Toelichting

De evaluatie bestaat uit een oefeningenexamen dat toetst of de student de basiswetten van de mechanica correct kan toepassen. Het examen is open boek (voor wat betreft de cursustekst; opgeloste oefeningen zijn niet toegelaten).

Inhoud

1. Conditie van een probleem.
2. Algoritmen: stabiliteit van een algoritme.
3. Floating point rekenkunde, foutenvoortzetting.
4. Vector- en matrixnormen, conditiegetal van een matrix.
5. Oplossen van lineaire stelsels: Gauss eliminatie.
6. Nuttige matrixontbindingen: LU-ontbinding, Cholesky ontbinding (voor positief definiete matrices), QR-ontbinding, singulierewaardenontbinding.
7. Oplossen van niet-lineaire vergelijkingen: iteratieve methoden (regula falsi, secant methode, methode van Newton-Raphson).
8. Oplossen van veeltermvergelijkingen (methode van Bairstow).
9. Iteratieve methoden voor het oplossen van (spaarse) stelsels (Jacobi, Gauss-Seidel) en versnelling van deze methoden (SOR).
10. Berekenen van eigenwaarden en eigenvectoren: methode van de machten, inverse iteratie.
11. Basisprincipes van interpolatie met nadruk op veelterminterpolatie en interpolatie met splines.
12. Numerieke differentiatie en integratie: basisformules, gebruik voor discretisatie van differentiaalvergelijkingen.

Studiemateriaal

Handboek:

A. Bultheel, K. Meerbergen, D. Nuyens, D. Roose. Numerieke wiskunde, Acco, Leuven, 2022.
ISBN: 9789464670769.
Handboek verkrijgbaar bij Acco De Moete, Campus Arenberg, Heverlee.

Weblink: https://kuleuven.acco.be/nl-be/items/9789464670769/Numerieke-wiskunde

Inhoud

1. Bewegende kommavoorstelling en foutenanalyse
2. Conditie en stabiliteit
3. Veelterminterpolatie
4. Bewegende kommavoorstelling en foutenanalyse (PC-zitting)
5. Numerieke integratie
6. Oplossen stelsels lineaire vergelijkingen (PC-zitting)
7. Oplossen niet-lineaire vergelijkingen
8. Stelsels niet-lineaire vergelijkingen
9. Iteratieve methoden voor stelsels lineaire vergelijkingen
10. Eigenwaarden berekenen (PC-zitting)

Studiemateriaal

De opgaven worden ter beschikking gesteld via Toledo.

Toelichting werkvorm

Zowel in theoretische als praktische zittingen worden de concepten en numerieke methoden behandeld in de hoorcolleges verder ingeoefend.
Verschillende van de zittingen gaan door in een PC-labo en laten de studenten toe te experimenteren met een aantal van de numerieke methodes in de Matlab- rekenomgeving. Hierbij krijgen de studenten Matlab-programmaatjes die ze leren begrijpen en waarin ze eenvoudige aanpassingen aanbrengen.

Toelichting

Het examen is een open-boek examen, schriftelijk met open vragen.

Inhoud

Scalaire velden en vectorvelden

• Scalair en vectoreel product, gradiënt en divergentie, rotor
• Divergentiestelling – stelling van Stokes
• Conservatieve kracht en potentiaal

Elektrische veld en elektrische potentiaal

• Wet van Coulomb, wet van Gauss
• Polariseerbaarheid, polarisatie, elektrische susceptibiliteit, diëlektrische permittiviteit, diëlektrische verplaatsing
• Toepassingen van elektrostatica: punteffect en van der Graaff generator
• Boltzmannstatistiek
• Temperatuursafhankelijkheid van de polarisatie van een verdund gas elektrische dipolen
• Grootteorde van elektrisch dipoolmoment, elektromagnetische energie van geladen deeltjes
• Condensator
• Piëzo-, ferro-, pyro- elektrische materialen
• Anisotroop en niet-lineair diëlektrisch gedrag

Elektrische stroom

• Driftsnelheid, stroomdichtheid, stroom, wet van Ohm
• Thermische energie en thermische snelheid
• Golffunkties, toestandsdichtheid, energiebandstructuur, Brillouinzone
• Pauliverbod, Fermi-energie en Fermi-statistiek
• Temperatuursafhankelijkheid van de resistiviteit van halfgeleiders en metalen
• Optisch gedrag van (gedopeerde) halfgeleiders en isolatoren

Magnetisme

• Magnetische inductie, magnetisch veld, magnetisch moment, magnetisatie, magnetische susceptibiliteit, magnetische permeabiliteit
• Toepassingen van magnetisme: solenoïde, inductantie, transformator, Hall effect, massaspectrometrie, magnetische fles, magnetisch veld en kracht tussen stroomgeleiders
• Wet van Ampère, wet van Faraday-Lenz
• Magnetisch veld en magnetisch moment van elektronische orbitaal en van elementen uit de tabel van Mendeljev 

Elektromagnetische golven en spectroscopische technieken

• Wetten van Maxwell
• Elektromagnetische golfvergelijking en (golf)oplossingen
• Golfvector en polarisatie van een elektromagnetische golf
• Dispersie van elektromagnetische golven in diëlektrica en geleiders en elektromagnetisch skin-effect
• Interactie van elektromagnetische golven met elektrische dipolen verbonen met elektronen, atoomkernen en moleculen in een vloeistof en verband met optische, UV, IR en diëlektrische spectroscopie
• Basiswerking van IR-spectroscopie, Raman- en Brillouinverstrooiing
• Reflectie en transmissie van elektromagnetische golven aan grenslagen: wetten van Snell vanuit de wetten van Maxwell en de continuïteitswetten voor elektrische en magnetische velden aan materiaalovergangen
• Toepassingen: werking van een prisma, polarisatie door reflectie, Brewsterhoek, totale interne reflectie

Fourieranalyse van signalen en systemen

• Beschrijving van signalen en systemen met behulp van Fourieranalyse
• Spectrum van periodische, niet-periodische en amplitudegemoduleerde signalen
• Modulatie en convolutie

Studiemateriaal

Aangeboden via Toledo:

• Cursustekst + slides hoorcollege’s 
• Lijst met typische examenvragen
• Voorbeelden van opgeloste vragen signaal- en systeemanalyse
• Videolessen

Toelichting werkvorm

Tijdens het hoorcollege vertrekken we van een aantal fenomenologische wetten betreffende elektrische en magnetische velden, en betreffende de microscopische respons van materialen op elektrische en magnetische velden.  Via inzichtelijke logische redeneringen, gekaderd in wiskundige afleidingen, wordt daaruit de link gelegd met elektromagnetische fenomenen en met materiaalgedrag.  Nadruk wordt gelegd op het afschatten van grootteordes van fundamentele en observeerbare grootheden, en op het feit dat naast een groot aantal toepassingen een zeer grote fractie van het observeerbaar materiaalgedrag in verschillende disciplines van de wetenschap en technologie verklaard kan worden met behulp van eenvoudige elektromagnetische fenomenen op microscopisch niveau.  De uitleg in het hoorcollege wordt ondersteund door een compacte maar volledige cursustekst.  In het hoorcollege worden ook voorbeelden behandeld van verschillende types oefeningen en toepassingen.

De hoorcolleges zijn beschikbaar als videolessen.  Om de paar weken is er een interactiesessie waarbij de studenten antwoorden krijgen op vragen over de leerstof.

Toelichting

Het examen is gesloten boek met beperkt formularium (cfr Toledo)

Onderdelen van het examen:

• Denk-, inzichts- en afschattingsvragen (schriftelijk)
• Bereken-  bespreek- en toepassingsvragen (schriftelijk)
• Oefening Fourieranalyse van signalen en systemen (schriftelijk)