استفاده از وسایل پرنده کوچک بطور چشمگیری در چند سال اخیر توسعه یافته است. یکی از مهمترین وسایل پرنده کوچک، ریز پهپادها هستند. در طراحی آیرودینامیکی این پرنده ها، بزرگترین سهم به طراحی بال آنها اختصاص دارد. یافتن شکل مناسبی برای بال از اهمیت بسزایی برخوردار است. در این پروژه با بررسی چند پلنفرم مختلف، تاثیر شکل بال در جریان اعداد رینولدز پایین برای ریز پهپادها از میان چند پلنفرم مورد مطالعه معلوم می گردد. نتایج نشان می دهد که با کاهش ar ، شیب منحنی لیفت نیز مطابق پیش بینی تیوریهای آیرودینامیکی کاهش می یابد. پلنفرم زیمرمان معکوس و مستطیلی دارای کارایی بهتری نسبت به سایر پلنفرمهای بیضوی و زیمرمان هستند. درضمن پلنفرم زیمرمان معکوس در مقابل باد جانبی تاثیر کمتری می پذیرد. تاثیر لبه های بال بر روی ضرایب آیرودینامیکی نیز نشان داده می شود و همچنین اثر عدد رینولدز در ضرایب آیرودینامیکی نشان داده می شود. محاسبات cfd به کمک نرم افزار fluent-gambit بدست آمده و از طریق مقایسه با مقادیر تجربی موجود در سایر مقالات و نیز روابط آیرودینامیکی موجود ارزیابی می شود.

اغتشاشات ایجاد شده در یک یا چند لوله از یک شبکه لوله ای که سیالی در آن جریان دارد، باعث به وجود آمدن امواج فشاری و انتشار آن ها در سراسر لوله های شبکه می شود، که تغییراتی را در سرعت و فشار سیال در نقاط مختلف شبکه موجب می گردد. با توجه به کاربرد وسیع و اهمیت این مبحث در طراحی و تحلیل خطوط انتقال ( انتقال نفت و ... ) و شبکه های توزیع ( شبکه توزیع آب یک شهر، سیستم گردش خون، سیستم هیدرولیک خودرو و هواپیما ) ، تلاش های فراوانی برای حل جریان های گذرای ایجاد شده در یک شبکه لوله ای انجام شده است و نرم افزارهایی نیز در این زمینه وجود دارد که اکثراً در زمینه خطوط انتقال و شبکه های توزیع آب کاربرد دارند. پروژه حاضر، در حقیقت در ادامه یک پروژه تحقیقاتی بر روی سیستم گردش خون تعریف شده و این قابلیت را دارد که علاوه بر خطوط انتقال و شبکه های توزیع آب و ... ، عملکرد قلب و دستگاه گردش خون را نیز، البته با سیال نیوتنی و در شبکه ای با لوله های با سطح مقطع ثابت، شبیه سازی نماید. در این پروژه، از روش مشخصه ها برای محاسبه اطلاعات نقاط مرزی و از روش تفاضل محدود abbott – ionescu برای محاسبه اطلاعات نقاط داخلی لوله ها و ویژگی sparse ماتریس های ضرایب استفاده شده است. تراکم پذیری سیال (مدول بالک مایع) و میزان الاستیسیته لوله ها نیز در معادلات در نظر گرفته شده است.

در این پایان نامه هدف نهایی ارائه یک الگوی هدایت بهینه برای اجسام بازگشتی با استفاده از تئوری اغتشاشات تکین است. برای دستیابی به این مهم، تکنیکی جدید به کار گرفته شده است که حاصل ادغام روشهای شناخته شده قبلی به نامهای بسط مجانبی هماهنگ و تغییر اکسترممها است که این تکنیک متکی به درک فیزیک بازگشت و برخی تقریبهای تجربی - مهندسی است. مهمترین ویژگی الگوریتم هدایت بهینه ارائه شده، پاسخ دهی سریع آن و در عین حال دقت قابل قبول آن در مقایسه با روش دقیق تر است. برای پوشش کامل هدف تعریف شده، روند تحقیقات، مفاهیم مرتبط با پایان نامه که زیر مجموعه بحثهای بازگشت، اغتشاشات تکین و کنترل بهینه می باشند تشریح گشته اند. علاوه بر تدوین الگوریتم بهینه، پایان نامه افق جدیدی را گشوده و امکان توسعه الگوریتمهای سریعتر و دقیقتر را در مقایسه با الگوریتمهای شناخته شده موجود نمایان می سازد.

در کار حاضر سعی شده است تا بال پرنده هدایت پذیر از دور (پهپاد) دست پرتاب پرستو مورد بررسی آیرودینامیکی قرار گیرد. این هواپیما در رژیم اعداد رینولدز پایین (کمتر از 500 هزار) پرواز می نماید. اطلاعات در این رژیم رینولدزی از طرفی محدود بوده و از طرف دیگر از مراجع مختلف برای یک مدل مقادیر متفاوتی از ضرایب آیرودینامیکی گزارش شده است. این اختلاف ها حتی در ضریب برا تا حدود 30? تفاوت را نشان می دهند. به نظر می رسد که استفاده از یک مدل عددی قابل اعتماد نسبتا سریع بتواند فقدان اطلاعات موجود در این رژیم رینولدزی را برطرف نماید. بنابراین با داشتن چنین مدلی می توان امید داشت که مطالعه دقیق تری بر روی بهبود کارایی آیرودینامیکی بال این هواپیما صورت گیرد. از این روی در ابتدا سعی شده که بالی تا حدودی شبیه به بال این هواپیما توسط مدل عددی بررسی شود. در این راستا جریان به صورت آشفته، پایا، غیر قابل تراکم و سه بعدی در نظر گرفته شده است که نتایج تطابق مناسبی را با مراجع معتبر نشان داده است. با توجه به نتایج دیده می شود که تغییرات پیشنهادی منجر به بهبود رفتار بال این هواپیما در زاویه حمله بالا و تعویق واماندگی خواهد شد که این امر کمک شایانی به نیازمندی های لحظه پرتاب با دست می نماید. همچنین دیده شده است که با انجام تغییرات پیشنهادی رسیدن به نیازمندی های بال بدون استفاده از برافزا امکان پذیر خواهد بود. این امر موجب شده است تا سطوح کنترل بال تنها به سطوح شهپرها اختصاص یابد. البته می توان در هنگام پرتاب با دست این سطوح را به سطوح برافزا تبدیل نمود. این امر موجب می شو که محموله قابل حمل بیشتری توسط هواپیما حمل شود. همچنین نشان داده شده است که با اعمال تغییرات پیشنهادی سطح کمتری از بال به شهپرها اختصاص خواهد یافت که این امر موجب افزایش کارایی بال خواهد شد.