کاهش دما سبب کاهش حلالیت ترکیبات پارافینی سنگین (واکس) و جدا شدن این ترکیبات از فاز مایع و تشکیل رسوب روی دیواره لوله می شود. رسوب با گذشت زمان رشد یافته و سخت می شود. در این تحقیق با بررسی ساختار، فرآیند سخت شدن و نفوذپذیری رسوب بررسی شده است. تحقیقات گذشته در حوزه ساختار رسوب واکس، در دستگاه هایی نظیر رئومتر یا میکرسکوپ نوری که مجهز به سیستم سرمایش بودند، انجام شده است که با توجه به محدویت این دستگاه ها، تمامی بررسی ها در دما های دور از نقطه ابری شدن نفت انجام شده است و شرایط تشکیل رسوب با آنچه در لوله رخ می دهد متفاوت است. در این تحقیق از دستگاه حلقه جریانی استفاده شده است که شرایط تشکیل رسوب در آن همانند رسوب تشکیل شده در خطوط انتقال است و رسوب می تواند در دمای دیواره برابر با نقطه ابری شدن نیز تشکیل شود. نتایج نشان داد، رسوب واکس بصورت بلور های صفحه ای عمود بر دیواره لوله رشد کرده و به یکدیگر متصل شده و مکان هایی را برای حضور نفت تشکیل می دهند. این مکان ها با رشد جانبی بلور ها کاهش می یابد و نهایتا با نزدیک شدن دمای سطح رسوب به دمای ابری شدن سیال، ساختار بلور ها از صفحه ای به ناقص تغییر شکل می دهند که سبب کاهش شدید تخلخل سطحی و بدنبال آن نفوذ پذیری رسوب می شود. این پدیده نهایتا سبب افزایش جزء جامد در رسوب و سخت شدن آن می شود. در این تحقیق رابطه ای برای سرعت سرمایش در لوله پیشنهاد شده است و اثر سرعت سرمایش بر ساختار رسوب در لوله بررسی گردید. در ادامه بر اساس سینتیک تبلور، رابطه جدیدی در مدل سازی رسوب واکس در لوله ارائه شد. این رابطه نتایج مناسب تری برای پیش بینی ضخامت رسوب و مقدار جزء جامد در رسوب ارائه نمود.

جستجوهای کتابخانه‎ای نشان می دهد که تاکنون مطالعه ای در زمینه ی دینامیک تحول بسته موج الکترون آزاد به تابع‎موج الکترون مقید صورت نگرفته است. هدف این پژوهش حل عددی معادله شرودینگر وابسته‎به‎زمان تحول بسته‎موج الکترون آزاد به تابع‎موج الکترون مقید در مجاورت یک هسته است. در این پژوهش، اثر زاویه ورودی، اثر سرعت و اثر پهنای اولیه بسته‎موج موردبررسی قرار گرفته است. از جمله کمیت‎های مورد محاسبه در این پژوهش, مقادیر چشمداشتی انرژی پتانسیل , انرژی جنبشی و انرژی کل , مولفه‎های متوسط نیروی کل وارد بر بسته‎موج الکترون و ، مختصات مکانی و ، احتمال کل، سهم اوربیتال‎های ، و در بسته‎موج متحول‎شده در هر لحظه از زمان و در آخر تابع همبستگی خودی تابع‎موج است. در اولین بخش از این پژوهش، ثابت پتانسیل مغز نرم برای اتم هیدروژن و یون هلیوم با استفاده از انتشارگر زمان مجازی محاسبه شده است. در این محاسبه، ثابت‎ماندن کمیت‎های ، و با گذر زمان و همچنین تغییرنکردن شکل بسته‎موج پس از زمان همگرایی، نشان‎دهنده‎ی رسیدن سامانه به حالت پایه گونه‎ی موردنظر و پایداری محاسبات است. همچنین، در این بخش برای ارزیابی اثر به‎کارگیری پتانسیل مغز نرم، اعوجاج ایجادشده در تابع‎موج حالت پایه هیدروژن‎مانند دوبعدی با معرفی یک معیار، محاسبه و مورد بررسی قرار گرفته است. در بخش دوم، اثر سرعت ورودی بسته‎موج الکترون گاوسی با پهنای ( 2 ، 2) و با زاویه‎ی ورودی ?45 به جعبه شبیه‎سازی با ابعاد 86 × 86 بررسی شده است. در تمامی محاسبات انجام‎شده در این پژوهش، سرعت‎های انتخاب‎شده برای بسته‎موج گاوسی اولیه از حداقل ظرفیت اندازه‎ی گام زمانی و اندازه‎ی گام‎های شبکه حاصل می‎شود. در بخش سوم تأثیر زاویه‎ی ورودی بسته‎موج الکترون گاوسی با پهنای ( 2 ، 2) و با سرعت حدود 5/7 در زاوایای ?45، ?56/26 و ?43/18 دنبال شده است. محدودیت نوع چیدمان جعبه شبیه‎سازی و اندازه گام زمانی باعث می‎شود تا انرژی‎ها و سرعت‎های تنظیم‎شده برای بسته‎موج در زاوایای ?45، ?56/26 و ?43/18 متفاوت باشند. تأثیر پهنای بسته‎موج الکترون گاوسی اولیه بر تحول آن در بخش چهارم بررسی شده است. که در آن محاسبات برای دو حالت مختلف بسته‎موج گاوسی با سرعت 07/7 و زاویه‎ی ورودی?45 و بسته‎موج گاوسی با سرعت 45/7 و زاویه ورودی ?56/26 انجام شده است. در بخش نهایی، محاسبات برای مقادیر مختلف کمیت‎ موثر سرعت ورودی تابع گاوسی اولیه در یک‎بعد با جعبه‎ای با اندازه‎ی 86 و با شرایط اولیه‎ی مسئله‎ی دو‎بعدی بررسی شده است. همچنین، در این بخش مقایسه‎ای بین چگالی الکترونی بسته‎موج متحول‎شده و حادثه‎ی پراش در محل هسته‎های ‎‎ و برای بسته‎موج‎های گاوسی دوبعدی با زاویه‎‎ی ورودی ?45 و سرعت 07/7 و برای بسته‎موج‎های گاوسی دوبعدی با زاویه‎ی ورودی ?56/26 و سرعت 45/7 به داخل جعبه شبیه‎سازی با ابعاد 86 * 86 و برای بسته‎موج‎های گاوسی یک‎بعدی با سرعت ورودی 33/3 به داخل جعبه شبیه‎سازی با اندازه‎ی 86 انجام شده است. نتایج محاسبات این پژوهش نشان می‎دهد که بسته‎موج هنگام عبور از مجاورت هسته، به‎طور جزئی ماهیت گاوسی خود را از دست می‎دهد و اوربیتال‎های s ، p و d به‎طور جزئی در آن مشارکت می‎کنند. نتایج این پژوهش می‎تواند در ارزیابی درستی تعدادی از نظریات الکترومغناطیسی و کوانتومی جذب الکترون توسط یون مورداستفاده قرار گیرد. همچنین, این نتایج می‎تواند در تکمیل اطلاعات موردنیاز برای شبیه‎سازی پدیده‎های پلاسما مورد استفاده قرار گیرد.

چکیده در کنار اهمیت خورشیدی و نجومی، اتم هیدرژن نقش مهمی در توسعه مکانیک کوانتومی دارد. کشف آزمایشگاهی مجموعه خطوط بالمر و لیما‎ن در طیف ‎نشری هیدروژن ‎منجر به توسعه مدل اتمی بوهر بواسطه توصیف روابط نیمه تجربی رایدبرگ برای خطوط طیفی مشاهده شده گشت.‎ ‎‎‎زیبایی اهمیت نظری خطوط اتم هیدروژن در امکان یافتن راه حل های تحلیلی برای معاله شرودینگر ‎‎‎و معادله نسبیتی دیراک است. ‎‎‎در حالی که اتم هیدروژن کلید مکانیک کوانتومی اتمی است، گونه های‎h2+‎ ‎ و ‎ h2‎(همچنین hd‎،d2 ‎( به عنوان مدل های بنیادی در مطالعه مکانیک و دینامیک ملکولی کوانتومی عمل می کنند. مطالعات برروی یون ملکول ‎‎‎h2+‎ بطریق تحلیلی امکان پذیر است‎، اما محاسبه ویژه مقادیر و ویژه توابع ‎ h2خنثی دوالکترونی نیازمند روش های حل عددی است. کار انجام شده توسط کولوس، ولنیویچ و همکاران شان منجر به توصیف دقیقی از توابع موج، منحنی های پتانسیل و گشتاورهای انتقال های ‎مربوط به تعدادی از حالات h2گشته است.‎‎‎ تلاش های محاسباتی زمانی افزایش یافت که برهمکنش با میدان خارجی، خصوصاً یک میدان لیزر قوی، اهمیت پیدا کرد. در یک میدان قوی، نیروهای خارجی قابل مقایسه با نیروهای کولنی درون ملکول ها است و روش های اغتشاشی راه حل مناسبی برای حل معادله شرودینگر این ملکول ها نیست. توصیف نظری پدیده های میدان قوی در اتم ها و ملکول ها با ظهور منابع لیزر مورد توجه ویژه بوده است‎. مدل های تقریبی و محاسبات از اساس همراه با نتایج آزمایشگاهی، منجر به فهم عمیقی از دینامیک اتم ها و ملکول های در معرض میدان های قوی گشته است. از این رو، هیدروژن یکی از مسائل مهم در دو زمینه نظری و آزمایشگاهی بخصوص در مکانیک کوانتومی و طیف سنجی ملکولی ‎‎‎است. با وجود تپ های فرو کوتاه‎‎‎ ‎‎با پهنای 100 ‎fs ‎‎‎و کمتر)‎، آزمایش های زیادی برای مطالعه یونش دوگانه ‎ h2‎و یا تفکیک یون ملکول ‎‎h2+‎‎ طراحی و انجام شده است. ‎‎‎ ‎‎‎هدف از این تحقیق، تحلیلی دقیق از دینامیک الکترونی ملکول هیدروژن در برهم کنش با تپ لیزری کوتاه 24fs در دو طول موج ‎390‎ و ‎532 نانومتر، در شدت های ‎1015‎‎, ‎5 ×1014,‎1014‎‎و 5 ×1015‎ وات بر سانتی متر مربع است. سه حالت مختلف سامانه ملکولی شامل گونه های ‎h2‎ و ‎‎h2+‎ و ‎h2+2‎ بر اساس نیم رخ ها و طیف های هماهنگ های مرتبه بالا ناشی از تحول الکترونی در میدان لیزر فرو کوتاه‎‎‎ مورد بررسی قرار گرفته است. تأثیر حرکت هسته بر دینامیک الکترونی نیز مورد مطالعه قرار گرفته و ما انتظار داریم نتایج حاضر جهت مقایسه با نتایج آزمایشگاهی در آینده ای نزدیک مورد استفاده قرار بگیرد. ‎ساختار این پایان نامه بدین صورت فصل بندی شده است: در فصل ‎1‎‎ مقدمه ای از فیزیک میدان قوی ارائه شده است. علاوه بر این، مروری بر فنون نظری و آزمایشگاهی بکار رفته با تمرکز بر ملکول هیدروژن ارائه شده است. هم چنین، رابطه زمان های برگشتی الکترون های رها شده در میدان الکتریکی لیزر استخراج می شود. در فصل ‎2، بر ارائه نمایی جدید از شکل جعبه محاسباتی با توجه به قرائن حاصل از حل عددی این سامانه بحث شده است. در فصل ‎3‎‎، دینامیک تابع موج دو الکترونی هیدروژن ملکولی در میدان فرو کوتاه لیزر بررسی شده است. در فصل ‎4‎‎، چگونگی تحول تابع موج دو الکترونی هیدروژن ملکولی با تغییر شدت و طول موج تپ فروکوتاه لیزر و میزان بازده هماهنگ های مرتبه بالای تولیدی بحث شده است. در فصل ‎5‎‎، دینامیک یونش یگانه و یونش دوگانه از این سامانه و سازوکار تولید یون ملکول برای این گونه ها ارائه شده است. در ‎انتهای فصل ‎5‎‎‎، نتایج کلی حاصل از این پژوهش و چشم اندازی از پژوهش های آینده بر روی سامانه دو الکترونی ارائه شده است.‎‎‎ کلمات کلیدی:‎ مولکول ‎‎ ‎‎‎h2،‎‎ ‎حالات درگاهی،‎ ‎tdse‎، حالات شبه ایستا،‎ ‎hhg‎، تحلیل گابور ، همگن، یونی، میدان لیزر شدید فرو کوتاه‎‎

تشکیل هیدرات در خطوط لوله گاز طبیعی هر ساله منجر به صدمات بسیاری به این صنعت حیاتی و صنایع مربوط در ایران و سرتاسر جهان می شود. برای به تاخیر انداختن تشکیل هیدرات پاسخ به دو سوال مهم به نظر می رسد: 1) شرایط تشکیل هیدرات چیست (فشار و دما)؟ 2)کدام ممانعت کننده ها می توانند مانع تشکیل هیدرات شوند و ممانعت کننده برتر و نحوه تعیین میزان مصرف آن کدامند؟ در این پژوهش به عنوان پاسخی برای سوال اول، تغییری در روش پاریش پرایزنیتز داده شده است که دقت روش ترمودینامیک آماری را برای پیش بینی تشکیل هیدرات افزایش داده است . این مدل برای پیش بینی شرایط تشکیل هیدرات (در حضور و بدون حضور ممانعت کننده)در تعادلات سه فازی و چهار فازی حل شده و با استفاده از زبان برنامه نویسی فرترن کامپیوتری شده است . همچنین روش ضریب توزیع برای پیش بینی فشار و دما، کامپیوتری شده است . از طرف دیگر به عنوان پاسخی برای سوال دوم، متانول به عنوان ممانعت کننده برتر معرفی شده و تعدادی نمودارهای آزمایشگاهی و محاسبه شده نیز ارائه شده است . همچنین بررسی کیفی مکانیزم ممانعت کنندگی برای متانول و دیگر ممانعت کننده ها و تاثیرات خورندگی ممانعت کننده ها، ارائه شده است .

در اینجا مدل بهتری برای تابع a در معادله حالت هاین پیشنهاد می شود. پارامترها و ضریب تراکم پذیری بحرانی ظاهری zc، برای 39 ماده خالص ، با محاسبه دانسیته مایع اشباع در حالی که تساوی فوگاسیته ها در طول منحنی اشباع ارضا می شوند، بدست آورده شده است . برای کاربرد آسانتر، این پارامترها بوسیله معادله ای برحسب ضریب بی مرکزی بیان شده اند. هنگامیکه این تابع a با معادله حالت هاین بکار برده می شود، داده های فشار بخار و دانسیته مایع اشباع را از نقطه سه گانه تا نقطه بحرانی بخوبی پیش بینی می کند. این اصلاحیه فشار بخاز مواد خالص را دقیقتر از معادلات دیگر مثل srk، pr یا معادله اولیه هاین پیش بینی می نماید. این تحقیق با بکار بردن قوانین اخطلاط استاندارد و داده های تعادلی بخار - مایع به مخلوطها توسعه داده شد. ضریب اثر متقابل بین دو جزء kij برای 47 سیستم هیدروکربن - هیدروکربن، هیدروکربن - غیرهیدروکربن و غیرهیدروکربن - غیرهیدروکربن بدست آورده شد. همچنین نسبت تعادل k برای این سیستمها توسط این اصلاحیه پیش بینی شد و با مقادیر آزمایشگاهی مقایسه گردید.