اهمیت بررسی پدیده انفجار زیر آب بر کسی پوشیده نیست. عمده کاربرد این مساله، حفاظت از سازه های دریایی در برابر انفجارهای ناخواسته ویا تخریب آنها توسط انفجارهای عمدی است. در این پایان نامه پدیده انفجار زیرآب به صورت دوبعدی شبیه سازی شده است. از معادلات اویلر برای توصیف رفتار سیال استفاده شده است و معادلات حالت گاز ایده آل و تیت، به ترتیب برای حباب حاوی مخلوط گازی و محیط آب پیرامون آن بکار گرفته شده اند ضمن اینکه از معادله حالت اصلاح شده ی اشمیت برای شبیه سازی پدیده کاویتاسیون استفاده شده است. روش عددی بکارگرفته شده برای حل جریان، روش مرتبه دوم ale است. این روش با استفاده از شبکه ای بدون ساختار و با اجزاء متحرک، ضمن ردیابی مرز بین محیط های مایع و گاز، از پیچیده شدن المان های شبکه جلوگیری می کند. برای تولید شبکه ی بدون ساختار، الگوریتم دلانی مورداستفاده قرارگرفته است و برای بدست آوردن تابع شار عددی بر روی اضلاع شبکه از حل دقیق مساله ریمان استفاده شده است. به منظور افزایش دقت و تسخیر هرچه بهتر فیزیک جریان و نیز تسریع فرایند حل، تکنیک تطبیق شبکه اعمال شده است بدین ترتیب که در نواحی از میدان حل که گرادیان بالاتر از یک آستانه بالای معلوم دارند، شبکه بطور خودکار ریز شده و بالعکس، در نواحی با گرادیان پایین تر از یک آستانه پایین معلوم، شبکه درشت می شود. برای تشخیص مناطقی از شبکه که به ریز یا درشت شدن نیاز دارند از معیارهای و استفاده شده که فشار مرکز المان است. همچنین برای تعدیل آثار نامطلوب ناپایداری های عددی برروی شبیه سازی، از یک هموارساز مربعات کمینه استفاده شده است. روش مربعات کمینه در تامین این مهم که طی عمل هموارسازی کمترین میزان ممکن از بقای جرم و ممنتوم را از دست داده باشیم، بسیار توانمند است.

مبدل زمان به دیجیتال (tdc) یکی از بلوک های اصلی سازنده ی حلقه ی قفل فاز دیجیتال است که از آن برای اندازه گیری دقیق وقفه های زمانی و تبدیل آن ها به کد دیجیتال استفاده می شود. هدف این پایان نامه، بهبود عملکرد مبدل زمان به دیجیتال به لحاظ دقت، محدوده ی دینامیکی، تعداد طبقات بر سطوح، معیار شایستگی و تعداد بیت معادل نسبت به ساختارهای سنتی است. این پایان نامه به ارائه ی یک ساختار جدید به نام مبدل زمان به دیجیتال ورنیر سه بعدی اختصاص یافته است. ساختار سه بعدی با استفاده از ایده ی صفحه ورنیر و با سه خط تأخیر و سه صفحه ورنیر، تعداد سطوح کوانتیزیشن را به طور قابل توجهی افزایش می دهد. بسته به این که هدف طراحی دستیابی به بهترین دقت ممکن یا بیشینه ی محدوده ی دینامیکی ممکن باشد، ساختار پیشنهادی را می توان به دو شکل متفاوت آرایش داد. به منظور ارزیابی کارامدی ایده ی پیشنهادی، دو نمونه از این مبدل و یک نمونه از مبدل دوبعدی ورنیر (ساختار مرجع) به کمک نرم افزار cadence و با فناوری 90 nm cmos شبیه سازی شده و پارامترهای مختلف آن ها با هم مقایسه شده است. در طراحی اول (طراحی شده برای دستیابی به بالاترین دقت) مبدل دقت 4.8 ps را با پوشش محدوده ی دینامیکی 854.4 ps به دست می دهد. در طراحی دوم (طراحی شده برای دستیابی به محدوده ی دینامیکی بیشینه) مبدل محدوده ی 1134 ps را با دقت 6 ps پوشش می دهد. مبدل پیشنهادی می تواند هم به لحاظ دقت و هم به لحاظ محدوده ی دینامیکی تحت پوشش نسبت به ساختارهای سنتی و به ویژه مبدل دوبعدی ورنیر عملکرد بهتری داشته باشد. از سویی پارامترهایی نظیر تعداد بیت معادل و معیار شایستگی نیز در این مبدل بهبود یافته است.