روشها و ابزار هدایت مغناطیسی، کاربردهای وسیع و مهمی در صنعت اکتشاف و حفاری چاه های نفت و گاز ایفا می کند. حفاری انحرافی یکی از مهمترین مباحث مطرح در صنعت حفاری می باشد که از فناوری هدایت مغناطیسی در آن می توان بهره جست. با توجه به اینکه جمهوری اسلامی ایران دارای ذخایر عظیم نفت و گاز می باشد، بنابراین مطالعه و بررسی این روشها در حفاری انحرافی امری مهم و ضروری بنظر می رسد. ابزار و روشهای مغناطیسی مورد استفاده در حفاری انحرافی، عملکرد این روشها در سیستم های هدایت حفاری انحرافی شبیه سازی شده است. در این راستا مدل جدیدی جهت مدلسازی رفتار مغناطیسی بدنه چاه ارایه شده است. در اعمال روش برای یک مسیله فرضی با استفاده از نتایج حاصل از اندازه گیری انجام شده است. در اعمال روش برای یک مسیله فرضی با استفاده از نتایج حاصل از اندازه گیری های انجام شده توسط حسگرهای مغناطیس درون چاهی و همچنین انجام محاسبات لازم، موقعیت چاه آتش گرفته در اعماق زمین شناسایی و با استفاده از داده های زمین پیمایی مسیر حرکت چاه با استفاده از روشهای محاسباتی طراحی و ترسیم شده است.

برای بررسی خواص سطح آزاد مایعات کوانتومی مانند 4heمایع روشهای متعددی وجود دارد. در این پایان نامه سطح آزاد 4he مایع را با استفاده از روش نظریه تابعی چگالی بررسی نموده و در نهایت نتایج بدست آمده را با نتایج حاصله از روشهای دیگر همچون مونت کارلو مقایسه می نماییم.روند کلی به این ترتیب است که هامیلتونی سیستم را به صورت تابعی از چگالی در نظر گرفته و ضرایب مجهول آن تابع را با استفاده از روش پدیده شناسانه تعیین می کنیم.در نهایت با داشتن تابع هامیلتونی و تعاریفی چون معادله اولر، انرژی پیوندی و ... تغییرات چگالی را در نزدیکی سطح بر حسب فاصله عمود بر سطح بدست می آوریم که با استفاده از این تابع می توان خواص مربوط به سطح مانند کشش سطحی، انرژی سطح، ضخامت سطح و ... را بررسی نمود.

با بررسی سیالاتی فرآیند عبور گاز از نازل و مطالعه رفتار ترمودینامیکی آن، فرآیند انبساط فراصوتی در عبور از نازل را در ابعاد میکرون دنبال نمودیم. یکی از کاربردی ترین نتیجه این فرآیند تشکیل پرتونانوخوشه ها می باشد. در ادامه برای مشاهده رفتار گاز در فرآیندی مشابه در ابعاد نانومتر به شبیه سازی یک سیستم گازی به کمک دینامیک مولکولی پرداختیم. انتخاب پارامترها، نوع اتم، نوع پتانسیل بین اتمی و شرایط اولیه متناسب با پردازشگر موجود و سبک های رایج در مقالات و منابع معتبر صورت گرفته است. در انجام شبیه سازی برای اطلاع از صحت پارامترهای مختلف بکار برده شده ابتدا فرآیند هسته سازی در جعبه بسته دوبعدی را شبیه سازی نموده و پس از مقایسه آن با مقالات مشابه و توافق نسبی نتایج بدست آمده فرایند تشکیل نانو خوشه را در عبور از نانو نازل دوبعدی شبیه سازی نمودیم و تحول زمانی توزیع خوشه را در لحظات مختلف را بدست آوردیم. همچنین تحولات ترمودینامیکی سیستم در زمانهای مختلف ارائه شده است.

در این پایان نامه ما با استفاده از یک برهمکنش موثر از نوع skyrme، تابعی انرژی را برحسب چگالی بدست می آوریم. پارامترهای این تابعی به نحوی انتخاب شده اند که با نتایج تجربی مطابقت کنند. سپس با استفاده از این تابعی انرژی و با استفاده از یک رهیافت تابعی چگالی، به بررسی سطح آزاد مایع در حالت پایه می پردازیم و در نهایت نتایج خود را با محاسبات تیوری دیگر مقایسه می نماییم.

روشهای زیادی برای تولید لایه نازک از انباشت اتمها و مولکولها روی یک سطح وجود دارند.در تکنیک های متداول سطح زیر لایه تا چند صد کلوین بالاتر از دمای اتاق گرم می شود. بسیاری از مواد مقاومت چنین دمایی را ندارند لذا می توان بجای گرم کردن زیرلایه از روشهای دیگری برای بالا بردن انرژی اتمها استفاده کرد .گاهی اوقات می توان ذرات یونیزه را به یک چنین انر‍ژی جنبشی بالایی رساند اما متاسفانه اینکار باعث نفوذ زیاد ذرات به سطح و خراب کردن ساختار سطح می شود.به منظور رفع این مشکل میتوان از نانو خوشه های پر انر‍‍ژی که توانایی انتقال مقدار زیادی انرژی را دارند استفاده کرد بدون اینکه ساختار سطح خراب شود و این بدلیل انرژی در واحد اتم کم خوشه های اتمی می باشد. لایه های تولیدی با این روش دارای کیفیت بالاتر در دمای زیر لایه کمتر می باشند. این تکنیک کاربردهای زیادی در ساخت لایه های نازک فلزی ، عایق و نیمه رسانا دارد که در صنایع قطعات میکروالکترونیک، اپتیک، اپتوالکترونیک و مواد مغناطیسی مورد استفاده قرار می گیرد. استفاده از شبیه سازی دینامیک مولکولی(md) یکی از گزینه های مناسب برای بررسی تشکیل لایه و مطالعه برخورد یک خوشه اتمی به سطح می باشد. در این پروژه به کمک شبیه سازی دینامیک مولکولی md شاخصه های برخورد یک نانو خوشه نیکل و آلومینیوم با اندازه ها و انرژی های مختلف که در روش لایه نشانی باریکه نانو خوشه های یونیدهicbd استفاده می شود ، مورد بررسی قرار گرفت. انرژی خوشه هاev/atom 1-20 و تعداد اتمهای خوشه ها، 14، 47، 18، 55، 87و 177 انتخاب شدند.در این تحقیق وابستگی سایز خوشه به حداکثر دمای زیر لایه در لحظه برخورد نانو خوشه به سطح و زمان رسیدن به دما مورد بررسی قرار گرفت. همچنین وابستگی سایز و انرژی خوشه ها به تعداد اتمهای جابجا شده در زیر لایه ، اتمهای پراکنش شده و اتمهای نفوذ یافته در زیرلایه بررسی شد.هر یک از این پارامترها نقش کلیدی در نوع لایه بوجود آمده دارند