چکیده: نقص تئوری ناویر استوکس برای تشریح فیزیک سیالات غیر نیوتنی مانند خون، محلولهای پلیمری، رنگها، روغنهای مشخص و گریسها منجر به توسعه تئوریهای متعددی در مورد سیالات غیر نیوتنی شده است. در بین مدلهای فراوانی که برای تشریح سیالات غیر نیوتنی بکار میرود نوع خاصی از آنها با عنوان سیالات نوع دیفرانسیلی بیشتر مورد توجه قرارگرفته اند. در این مطالعه، جریان یکی از کاملترین سیالات غیر نیوتنی موجود، بنام سیال مرتبه چهار در داخل کانال متخلخل بررسی شده است. سیال جانبی با سرعت ثابت از طریق صفحه بالایی وارد کانال شده و با همان سرعت از طریق صفحه پائینی از کانال خارج میشود. پاسخها بر حسب پارامتر کمکی بیان شده است و این پارامتر بگونه ای بهینه سازی شده است که دقیقترین پاسخها حاصل شود.. معادله حاکم بر جریان بوسیله دو روش تحلیلی ham و hpm حل شده است در جداول مربوط به تغییر پارامترها مقادیر حاصل از دو روش را نشان دادیم. اختلاف مقادیر حاصل از دو روش بسیار کم بوده و لذا می توان به راحتی به پاسخها اعتماد نمود. نتایج حاصل از تحقیق بدین صورت است که با افزایش پارامترهای مربوط به عدد رینولدز ، پارامتر ویسکوالاستیسیته، پارامتر سیال مرتبه چهار و پارامتر مربوط به سیال مرتبه سه مقدار سرعت سیال مرتبه چهارم کاهش می یابد. البته تاثیر هریک بر پروفیل سرعت به عوامل بسیاری بستگی دارد. بعنوان مثال تاثیر پارامتر ثابت لامه، ، در مقادیر کوچکتر، ، بشتر است تا مقادیر بزگتر آن. همچنین در اعداد رینولدز عرضی پائینتر، تاثیر هریک از پارامترها بسیار بیشتر است. به عبارت بهتر هرچه عدد رینولدز عرضی افزایش یابد تاثیر سایر پارامترها کاهش می بابد. نکته مهم دیگر مربوط به انحراف پروفیل سرعت در رینولدزهای جانبی مختلف میباشد. بدین صورت که هرچه رینولدز بیشتر میشود پروفیل سرعت از سمت دیواره تحت دمش بیشتر به سمت دیواره تحت مکش منحرف میشود. البته در حالت خاص که دیواره متخلخل نباشد (تزریق و مکش سیال از طریق دیواره ها وجود نداشته باشد) نیز پروفیل سرعت برای سیال مرتبه چهارم کاملا" متقارن نیست بلکه اندکی انحراف دارد که این انحراف مربوط به پارامتر می باشد. در پایان نیز تاثیر تغییرات پارامترهای مختلف در اعداد رینولدز عرضی مختلف با یکدیگر مقایسه شده اند.

در این رساله مدل ریاضی جریان خون با سیال مرتبه سوم تحت شرایط جریان ثابت و کاملا توسعه یافته در کانال و لوله با گرادیان فشار ثابت حاضر شده است. در اینجا روشهای حل مسائل و تاثیرات ویسکوزیته سیال بر روی پروفیل های سرعت،دما و تولید آنتروپی نشان داده شده است.همچنین حل های سری هموتپی معادلات ناویر-استوکس و انرژی برای جریان خون غیر نیوتنی ارائه شده است.(سه مسئله مختلف مورد بررسی قرار گرفتند،ودر هر سه مسئلهحل شده و تقریبهای تحلیلی((ham or ham معادلات غیر خطی مومنتم وانرژی با استفاده از روش های هموتپیبرای توزیع سرعت و دما بدست آمده است. این نتایج با نتایج بدست آمده با روش های عددی کاملا مطابقت دارد.در مجموع در این پایان نامه بوسیله حل های تحلیلی پدیدههای فیزیولوژیکی جالبی درجریان کانال و لوله(رگ)مشاهده شده است.

اصلی ترین اشکال موتورهای اشتعال تراکمی مخلوط همگن (hcci)، عدم کنترل فازهای مختلف احتراق است که منجر به کوچک شدن محدوده عملکردی آن می شود. یکی از روش های مهار بهتر احتراق در این موتورها، استفاده از ناهمگنی منطقه ای هم در تهیه مخلوط و هم در درجه حرارت مخلوط داخل سیلندر است. در این رساله با استفاده از نقطه ملتهب که به طور مستقیم در درون محفظه احتراق نصب شده است، مخلوط داخل را از نظر توزیع دما، به چند ناحیه تقسیم بندی نموده به طوری که بتوان با مهار یکی از ناحیه ها، لحظه شروع اشتعال و به تبع آن فاز های احتراق را بهتر کنترل نمود. اساس کار انجام شده در این رساله، اقدام های تجربی (آزمون ها) است. به طوری که پس از شبیه سازی اولیه ترمودینامیکی که بر اساس متغیرهای مورد مطالعه در آزمون انجام می گیرد، اتاق آزمونی با استفاده از یک موتور تک سیلندر با قابلیت تغییر در نسبت تراکم آماده شد. شرایط لازم برای اعمال تغییرات متغییرهای مورد لزوم اعم از درجه حرارت مخلوط ورودی به موتور، نسبت هوا به سوخت و درجه حرارت نقطه ملتهب در اتاق آزمون ایجاد شده است. از طرفی تجهیزات اندازه گیری، نیز اعم از اندازه گیری درجه حرارت، فشار، شار جرمی و غیره نیز در آن نصب گردیدند. بعد از انجام آزمون های مقدماتی، جهت کاهش تعداد دفعات آزمون، شبیه سازی cfd بااستفاده از نرم افزار avl fire انجام گرفته و محدوده هایی که از ابتداء برای انجام مطالعه در نظر گرفته شده بودند مورد بحث و بررسی قرار گرفتند. نهایتاً مشخص شد در نسبت تراکم های 14، 16 و 18 نتایج قابل قبول وجود دارد. البته محدوده دمایی در گستره نسبت تراکم های بیان شده از 80 درجه سانتی گراد تا 220 درجه سانتی گراد مطالعه و بررسی شدند. در ادامه، آزمون های اصلی بر اساس نتایج شبیه سازی انجام شده و با استفاده از لایه ای نمودن مخلوط داخل سیلندر، ضمن دسترسی به تداوم و پیوستگی در احتراق، عملکرد بهتری نیز مشاهده گردید. در هنگام لایه ای نمودن مخلوط داخل سیلندر، نیاز به دمای مخلوط ورودی کمتری است. این امر باعث افزایش بازده تنفسی و در نتیجه باعث افزایش توان تولیدی موتور و متعاقب آن نیز باعث افزایش بازده موتور خواهد شد. از طرفی لایه ای نمودن مخلوط داخل سیلندر باعث پیش افتادن واکنش های زنجیری احتراق و همچنین باعث افزایش طول مدت احتراق می گردد. که به تبع آن کاهش آرام نرخ افزایش در احتراق مشاهده می گردد و موتور قادر خواهد بود تا چگالی توان بیشتری بدهد. نتایج همچنان نشان می دهد که لایه ای نمودن مخلوط داخل باعث افزایش محدوده عملکرد موتور شده و از طرفی، باعث کاهش توان مصرفی مورد نیاز برای گرم کردن مخلوط ورودی موتور می گردد.