اسپری در اکثر فرایندهای متنوع و مهم صنعتی از قبیل احتراق در محفظه احتراق توربینهای گازی و یا در موتورهای احتراق داخلی، خشک کننده ها، سرمایش به کمک تبخیر اسپری، تمیز کننده های سطح اجسام، چاپگرهای جوهر افشان و نظایر آن کاربرد دارد. با توجه به آنچه بیان شد روشن می شود که دامنه کاربرد اسپری ها به جنبه های خاصی از زندگی یا صنعت محدود نشده و در شاخه های متفاوتی از قبیل صنایع اتومبیل سازی، هوا فضا، متالورژی، مواد، صنایع شیمیایی، کاغذ سازی، صنایع غذایی، کشاورزی، هواشناسی و فرایندهای تولید توان و نیرو کاربرد چشمگیری دارد. در میان کاربردهای وسیع ذکر شده، اسپری های احتراقی یکی از مهمترین کاربردهای اسپری محسوب می شوند. پدیده احتراق در موتورهای دیزل به کمک اسپری کنترل می شود. در موتورهای دیزل عموماً اتمیزه شدن سوخت توسط تزریق آن به داخل محفظه احتراق که حاوی هوای متراکم است انجام می شود. اتمیزه شدن سوخت باعث افزایش سطح موثر سوخت تزریقی می شود و به تبع آن انتقال جرم، ممنتوم و انرژی بین دو فاز افزایش می یابد. نحوه اتمیزاسیون سوخت و رفتار اسپری مستقیماً بر پدیده اختلاط سوخت و هوا و به تبع آن بر راندمان موتور و میزان آلاینده های موجود در گازهای خروجی تأثیر می گذارد. بنابراین شناخت رفتار اسپری از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در سالهای اخیر به بررسی رفتار اسپری ها به صورت تجربی و یا با استفاده از مدلهای ریاضی و حل های عددی توجه بیشتری شده است. بررسی های تجربی اغلب هزینه های سنگینی را در بر دارد، از سوی دیگر برخی از پارامترهای موثر در رفتار اسپری به راحتی قابل اندازه گیری نیست. لذا این امر نقش و اهمیت مدلهای ریاضی و روشهای حل عددی را در بررسی رفتار جریانهای اسپری پررنگ تر می کند. جریان اسپری نوعی جریان دو فازی محسوب می شود. معمولاً مدلسازی جریانهای دو فازی به علت مشکلات مدلسازی رفتار فصل مشترک دو فاز و بد رفتاری معادلات دیفرانسیل حاکم بر اینگونه جریانها با مشکلات زیادی همراه است. اما جریانهای اسپری از جمله جریانهای دو فازی مغشوش هستند و اغتشاش نقش موثری بر رفتار آنها دارد. از سوی دیگر مدلسازی جریانهای مغشوش نیز با دردسرهای فراوانی همراه است. اندرکنش بین توربولانس و قطرات مایع به روشهای مختلفی اتفاق می افتد. فیس این اندرکنش را به 3 گروه طبقه بندی می کند: 1. پخش قطرات به وسیله توربولانس 2. تغییر پارامترهای توربولانس با حرکت قطرات 3. تغییر سرعت های انتقال جرم وانرژی بر اثر نوسانات توربولانس دو موضوع اول خارج از بحث این پایان نامه هستند ولی در خصوص تغییر سرعتهای انتقال، آزمایشات و مطالعات عددی محدودی انجام شده است زیرا از نقطه نظر تجربی تولید جریانهای آشفته با شدت توربولانس بالا برای سیستم های احتراقی اسپری مشکل است. همچنین مقیاس طولی انتگرالی توربولانس باید از اندازه قطره کوچکتر باشد. نتایج این آزمایشات نشان می دهد که با افزایش شدت توربولانس، میزان انتقال جرم و انرژی افزایش می یابد و همچنین وقتی که اندازه قطره کوچکتر از مقیاس انتگرالی توربولانس، اثرات توربولانس نادیده گرفته می شود. بنابراین شدت توربولانس مهمترین فاکتوری است که سرعت انتقال را تحت تاثیر قرار می دهد و مقیاس انتگرالی توربولانس نقش دوم را بازی می کند. نتایج مطالعات ما نیز به دیدگاه مقیاس زمانی توربولانس و مقیاس طولی انتگرالی توربولانس تقسیم بندی می شود.

در این پژوهش یک مدل جدید برای پیش بینی و مدلسازی فرایند شکست قطرات اسپری تبخیری ارایه شده است. نقطه قوت مدل مذکور نسبت به سایر مدلهای مرسوم این است که مدل شکست توسعه یافته در این تحقیق می تواند تأثیر اغتشاشات محیط گازی اطراف قطره را بر معیارهای تعیین کننده رخداد شکست و همچنین بر خواص قطرات جدید تولید شده لحاظ نماید. بر اساس رهیافت لاگرانژی، فرایند تزریق سوخت شامل سه زیر مرحله اصلی است؛ اتمیزاسیون یا شکست اولیه قطرات اسپری، تغییر شکل قطرات و شکست ثانویه قطرات. گردابه های اغتشاشی موجود در فاز گازی باعث تقویت ناپایداری در لایه مرزی مجاور قطره و افزایش تحریکهای سطحی اعمال شده بر جداره قطره می شوند. این امر می تواند باعث تسریع رخداد فرایند شکست قطرات شده و آهنگ زمانی شکست قطرات اسپری را افزایش دهد. در این تحقیق یک رابطه کاملاً تحلیلی و دقیق برای پیش بینی مقدار عدد وبر بحرانی به عنوان معیار آستانه ای شکست در میدانهای جریان با اینرسی غالب ارایه شده است. در ساختار مدل جدید ارایه شده، از مفهوم جدیدی تحت عنوان مقیاس زمانی مرکب (هیبرید) برای اصلاح شاخص زمانی شکست قطرات اسپری و قطر قطرات فرزند استفاده شده است. به منظور ارزیابی عملکرد مدل جدید، خصوصیات اصلی ساختار اسپری نظیر طول نفوذ اسپری به داخل میدان گازی و متوسط قطر قطرات اسپری با استفاده از مدل شکست جدید با برخی از داده های تجربی گزارش شده توسط محققین دیگر مقایسه شده است. در کلیه موارد مورد بررسی، نتایج پیش بینی شده توسط مدل جدید هماهنگی بسیار مطلوبی با داده های تجربی گزارش شده دارد. در نهایت می توان چنین نتیجه گیری نمود که مدل جدید شکست توسعه یافته در این پژوهش می تواند رفتار اسپری های تبخیری را با دقت نسبتاً بیشتری پیش بینی نماید.

چکیده مساله اصلی در این پژوهش، دفع حرارت از سطوح با شار حرارتی بالا است که استفاده از میکرومبدل حرارتی نانوسیال به عناون راهکار حل این مساله برگزیده شده است. فرضیه های اساسی در این پژوهش، افزایش انتقال حرارت سیال با افزودن پودر نانوذرات و افزایش انتقال حرارت با استفاده از میکروکانال هاست. شبیه سازی عددی میکرومبدل حرارتی نانوسیال براساس الگوریتم سیمپل روش تحلیل راهکار در این پژوهش بوده است. بررسی تاثیر هندسه سطح مقطع کانال، نسبت منظر، نوع نانوسیال(آب-اکسید آلومینیوم و آب-اکسیدمس) و کسرحجمی نانوذرات معلق(1، 2 و 3 درصد) در شبیه سازی عددی مدنظر قرار گرفته و در انتخاب هندسه مستطیلی بهینه میکرومبدل حرارتی نانوسیال لحاظ شده است. با توجه به عدم دقت مناسب مدل های رایج استفاده شده برای خواص ترموفیزیکی نانوسیال در تحقیقات انجام شده، در این پژوهش از روابط استخراج شده از داده های تجربی استفاده شده است. برای استخراج روابط خواص ترموفیزیکی آزمایش های تجربی در خصوص گرانروی نانوسیال های آب-اکسید آلومینیوم(23 نانومتر) و آب-اکسید مس(56 نانومتر) در کسرحجمی های 1، 2 و 3 درصد در محدوده دمایی 20 تا 80 درجه سانتی گراد انجام شده است. جهت اطمینان از صحت فرضیه افزایش انتقال حرارت با اضافه شدن نانوذرات به سیال پایه و نیز اعتبارسنجی نتایج کد عددی آزمایش های تجربی در ماکروکانال های مربعی و دایره ای با نانوسیال های آب-اکسید آلومینیوم و آب-اکسید مس انجام شده است. بررسی تغییرات عدد ناسلت و ضریب انتقال حرارت جابه جایی با عدد گراتز، تغییرات عدد پوی سوله با رینولدز و نیز بررسی پروفیل دما و ضریب انتقال حرارت جابه جایی در طول ماکروکانال دایره ای و مربعی در جریان آرام نانوسیال در محدوده رینولدز 300 تا 1900 انجام شده است. آزمایش تجربی در میکروکانال دایره ای با قطر 75 میکرومتر با نانوسیال های مذکور در جریان آرام در محدوده رینولدز 25 تا 300 برای اعتبارسنجی نتایج کد عددی در ابعاد میکرو انجام شده است. صحت نتایج کد عددی، با اعتبارسنجی کد با نتایج تجربی جریان نانوسیال و انتقال حرارت در ماکرو و میکروکانال ها، همچنین با نتایج تجربی این پژوهش صورت پذیرفته است. در پایان ضمن ارائه قابلیت های کد تولیدشده در این پژوهش، اثر نسبت منظر بر روی پارامترهای هیدرودینامیک و انتقال حرارت میکرومبدل حرارتی، رابطه های تصحیح کننده برای این پارامترها ارائه شده و بر اساس آنها نسبت بهینه نسبت منظر برای میکرومبدل حرارتی نانوسیال محاسبه شده است.

تبخیر و تعرق یکی از مولفه های مهم در چرخه هیدرولوژی و از عوامل تعیین کننده معادلات انرژی در سطح زمین و توازن آب می باشد و برآورد آن در زمینه های مختلف علوم مانند هیدرولوژی، کشاورزی، جنگل و مرتع و مدیریت منابع آب مورد نیاز است. روش های متداول بر آورد تبخیر و تعرق از اندازه گیری های نقطه ای استفاده کرده و لذا فقط برای مناطق و محدوده های محلی مناسب بوده و به مناطق بزرگ تر و حوضه های آبخیز قابل تعمیم نمی باشند. تکنیک سنجش از دور این قابلیت را دارد تا با استفاده از مولفه هائی مانند دمای سطح و ضریب آلبیدوی سطح و شاخص های گیاهی مقدار تبخیر و تعرق را محاسبه و برآورد نماید. مدل های الگوریتم توازن انرژی برای سطح (sebal) و پهنه بندی تبخیر و تعرق با دقت زیاد بوسیله واسنجی داخلی (metric) مقدار شار تبخیر و تعرق لحظه ای را در زمان گذر ماهواره به عنوان باقیمانده معادله توازن انرژی برای هر پیکسل محاسبه می نماید. بدین منظور رساله حاضر به منظور اندازه گیری تبخیر و تعرق با استفاده از لایسیمتر، بر آورد تبخیر و تعرق با استفاده از داده های هواشناسی، بر آورد تبخیر و تعرق با استفاده از مدل sebal، بر آورد تبخیر و تعرق با استفاده از مدل metric استاندارد، بر آورد تبخیر و تعرق با استفاده از مدل metric اصلاح شده به کمک مدل هارگریوز-سامانی یا hs-metric بر اساس داده های سنجنده etm+ از ماهواره landsat 7 در هفت تاریخ گذر مربوط به ردیف 164 و مسیر 38 در سیستم مرجع جهانی در محدوده دشت شهرکرد واقع در حوزه آبخیز کارون به ارتفاع متوسط 2012 متر از سطح دریا و به وسعت 1262کیلومتر مربع انجام شد. تاریخ شروع آماربرداری اول اردیبهشت 1390 و پایان آن در سی ام مهر1390 بود. در مطالعه اول از داده های یک لایسیمتر زهکش دار کشت شده با یونجه در ایستگاه تحقیقات کشاورزی چهارتخته (شهرکرد) برای اندازه گیری و تعیین تبخیر و تعرق مرجع یونجه استفاده شد. داده های هواشناسی مورد نیاز در یک دوره 185 روزه (منطبق با داده های لایسیمتر) شامل رطوبت نسبی حداقل و حداکثر(rhmax و rhmin)، دمای حداکثر و حداقل هوا (tmax و tmin)، سرعت باد (u2)، مقدار بارش، مقدار تبخیر، ساعات آفتابی، فشار هوا و نقطه شبنم از یک ایستگاه هواشناسی کشاورزی مجاور لایسیمتر تهیه شد. به منظور ارزیابی و بررسی روشهای مورد استفاده در برآورد etr، از معیارهای متداول آماری شامل ضریب تعیین (r2)، خطای مطلق میانگین (mae)، خطای اریب میانگین (mbe) و جذر میانگین مربعات خطای نرمال شده (nrmse) و شاخص توافق (d) استفاده شد. نتایج داده های لایسیمتر در طول دوره رشد یونجه نشان داد که در بازه زمانی روزانه مقادیر حداقل و حداکثر etr به ترتیب برابر با 93/0 و 12/9 میلی متر بر روز به ترتیب در مهر ماه و خرداد ماه بوده است. در بازه زمانی ماهانه حداقل، میانگین و حداکثر etr به ترتیب برابر با 99/1، 23/6 و 31/8 میلی متر بر روز بدست آمده است. مقادیر تبخیر و تعرق اندازه گیری شده برای ماه های اردیبهشت، خرداد، تیر، مرداد، شهریور و مهر به ترتیب برابر با 46/162، 91/237، 64/239، 96/217، 07/189 و 58/110 میلی متر در ماه بدست آمده است. متوسط نسبت تبخیر و تعرق یونجه به چمن در طول فصل رشد برابر با 14/1 بدست آمد. مدل هارگریوز-سامانی (hs) بیشترین همبستگی را در بازه روزانه و ماهانه نسبت به مقادیر اندازه گیری شده etr از لایسیمتر نشان می دهد. مدل پنمن- مانتیث (asce-pm) از نظر برآورد مقدارکل etr نزدیک ترین مقدار نسبت به لایسیمتر را داشته و در رتبه های بعدی مدل های hs، پنمن-مانتیث (f56pm) و جنسن-هیز اصلاح شده (jh) قرار گرفته اند. نتایج برآوردهای تبخیر و تعرق در بازه های زمانی روزانه، ده روزه و ماهانه از مدل های سه گانه (sebal، metric و hs-metric) گواه بر کارآئی مدل sebal تحت شرایط موجود در دشت شهرکرد بوده است. به طور مثال مقدار nrmse در بازه زمانی روزانه 317/0، 420/0 و 595/0 و در بازه زمانی ماهانه 727/0، 954/0 و 833/0 به ترتیب برای مدل های sebal، metric و hs-metric نسبت به داده های لایسیمتری بدست آمده است. به هر حال مدل sebal دارای کمترین (بهترین) مقادیر برای شاخص های mae و mbe و بیشترین (بهترین) مقادیر برای شاخص d نسبت به دو مدل دیگر بوده است. به طور کلی در صورت فقدان آمار کامل هواشناسی از مدل sebal برای برآورد تبخیر و تعرق روزانه استفاده شود و به کمک مدل هارگریوز-سامانی برون یابی تبخیر و تعرق دراز مدت (ده روزه و یا ماهانه) بدست آید که برای مناطق و شرایط مشابه قابل توصیه می باشد.

در مطالعات مختلف به آسیب پذیر بودن بخش کشاورزی نسبت به پدیده تغییر اقلیم اشاره شده و نظر به اینکه در کشور ما این بخش عمده ترین مصرف کننده آب است لذا مطالعه و ارزیابی آن می تواند در جهت شناخت بهتر پدیده و مدیریت مناسب تر منابع آب بسیار موثر و حائز اهمیت باشد. در این پژوهش اثرات تغییر اقلیم روی تبخیر-تعرق مرجع در سه ایستگاه سینوپتیک استان چهارمحال و بختیاری در دوره آماری 2049-2020 مورد بررسی قرار گرفت. پیش بینی ها تحت دو سناریوی انتشار a2 و a1b و با استفاده از دو مدل گردش عمومی جو hadcm3 و cgcm3 برای مقادیر بارندگی و دما (کمینه و بیشینه و متوسط) انجام و برای ریز مقیاس نمایی داده ها از مدلlars-wg5.0 استفاده شد. نتایج این مطالعه در دوره 2049-2020 نشان می دهد که تاثیر عمده پدیده تغییر اقلیم در دشت های شهرکرد و بروجن بر دما و در کوهرنگ بر بارش می باشد. شبیه سازی های انجام یافته بر گرم تر شدن دمای مناطق مورد مطالعه نسبت به دوره پایه درتمامی فصول اتفاق نظر داشته و میزان افزایش متوسط دما در دوره 2030 نسبت به دوره پایه در شهرکرد 7/1 درجه سلسیوس و در بروجن و کوهرنگ تقریبا 4/1 درجه سلسیوس خواهد بود. هم-چنین میزان افزایش کمینه دما بیش از بیشینه دما خواهد بود. نتایج به دست آمده در مورد بارش تغییرات متفاوتی را نسبت به دوره پایه در دشت شهرکرد پیش بینی می کنند به طوری که به غیر از hadcm3-a2 که کاهش بارش را پیش بینی می کند در بقیه حالات افزایش بارندگی ها مشاهده می شود ولی در کوهرنگ و بروجن هر دو مدل به کار رفته بر کاهش بارش طی سال های 2049-2020 اتفاق نظر دارند. در ایستگاه کوهرنگ این کاهش چشمگیرتر خواهد بود و طول دوره خشکسالی نیز طولانی تر خواهد بود. میزان افزایش et0 در دوره سی ساله 2049-2020 در شهرکرد بیشتر از دو ایستگاه دیگر خواهد بود ولی ایستگاه بروجن بیشترین مقدار تبخیر -تعرق مرجع را در بین دو ایستگاه دیگر در دهه 2030 خواهد داشت. بر اساس نتایج به دست آمده به نظر می رسد تبخیر-تعرق مرجع در تمامی ایستگاه ها افزایش خواهد یافت و افزایش نیاز آبی گیاهان امری اجتناب ناپذیر خواهد بود.

در این پژوهش جریان ورودی به سیلندر در موتورهای احتراق داخلی در مرحله مکش و تراکم شبیه سازی شده است. برای شبیه سازی اغتشاش ایجادشده درون سیلندر، یک کد عددی مربوط به مدل شبیه سازی گردابه بزرگ با مدل زیر شبکه اسماگورینسکی توسعه یافته است. موتور شبیه سازی شده در این پژوهش، موتور آزمایشگاهی متقارن کالج امپریال لندن می باشد که دارای هندسه سیلندر و پیستون تخت و همچنین سوپاپ ثابت است. در بخش ابتدایی نتایج، مقایسه ای بین دو مدل اغتشاشی شبیه سازی گردابه بزرگ و کی اپسیلون صورت گرفته است که نتایج ارائه شده نشان می دهد مدل شبیه سازی گردابه بزرگ، نتایج مربوط به جریان مغشوش درون سیلندر را با دقت بیشتری نسبت به مدل کی اپسیلون ارائه می دهد که ازجمله آن ها می توان به سرعت مربع میانگین ریشه که نشان دهنده سطح نوسانات سرعت است اشاره کرد. همچنین روش شبیه سازی گردابه بزرگ جزئیات بیشتری نسبت به مدل کی اپسیلون در ساختار جریان درون سیلندر نشان می دهد. در بخش دوم نتایج شبیه-سازی مربوط به موتور کالج امپریال لندن، سوپاپ متحرک در نظر گرفته شده و برای بررسی تأثیر هندسه سیلندر و پیستون بر روی نرخ گردش جریان، بر روی سرسیلندر و پیستون کاسه ای استوانه ای و متقارن لحاظ شده است. جریان ایجادشده در لبه تیز کاسه ها باعث افزایش نرخ گردش جریان در این نواحی می شود. به نحوی که در زاویه 15 درجه میل لنگ قبل از نقطه مرگ بالا و در نزدیکی مرحله پاشش سوخت، در مقایسه با هندسه سیلندر و پیستون تخت، نرخ گردش جریان با افزودن کاسه سرسیلندر 7/3 درصد، کاسه پیستون 18/5 درصد و کاسه سرسیلندر و کاسه پیستون به صورت همزمان 37 درصد افزایش می یابد. همچنین نرخ گردش جریان ایجادشده درون سیلندر به ابعاد کاسه در نظر گرفته شده بر روی پیستون حساس می باشد. بطوریکه که با افزایش شعاع کاسه پیستون، نرخ گردش جریان یک روند صعودی-نزولی را در پیش داشته و دارای یک حد بیشینه می باشد. از طرفی با افزایش عمق کاسه پیستون نرخ گردش جریان کاهش می یابد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

چکیده ندارد.

جریان داخل سیلندر در موتورهای احتراق داخلی در حالت کلی سه بعدی، غیر دائم و مغشوش است. برای تحلیل و بررسی جریان داخل سیلندر می بایست معادلات بقای حاکم بر جریان حل شوند. بخشی از جریان داخل سیلندر به علت پاشش اسپری سوخت مایع جریانی دوفازی است. در جریانهای دو فازی گاز-مایع مانند جریان اسپری، ذرات فاز پراکنده بر تولید و میرایی توربولانس فاز گازی تأثیر گذارند. در این تحقیق به نحو? بکارگیری و اصلاح مدلهای توربولانسی مرسوم برای شبیه سازی جریانهای دو فازی پراکنده گاز-مایع پرداخته شده است. مدلهای توربولانسی بکار گرفته شده عبارتند از: دو مدل تنش جبری رینولدز(asm)، مدل و مدل اصلاح شده. در تحقیق حاضر شبیه سازی جریان داخل سیلندر در مرحل? تراکم انجام شده است. از آنجاییکه میدان جریان سیال در نزدیکیهای نقط? مرگ بالا (tdc) نقش بسیار مهمی در چگونگی فرآیند احتراق دارد پس سعی شده که خصوصیات میدان جریان در این نقطه و نزدیکیهای آن تا حد امکان تشریح شود.

از آنجا که بررسی های تجربی احتراق اسپری هزینه های سنگینی را در بردارد و برخی از پارامترهای موثر بر آن نیز به سادگی قابل اندازه گیری نیستند، لذا در سالهای اخیر به استفاده از مدلهای عددی توجه خاصی شده است. برای رسیدن به یک مدل واقعی و تحلیلی از احتراق اسپری باید پدیده های مختلفی را بررسی کرد. از آن جمله می توان به خواص هیدرودینامیک مربوط به پاشش، طریق شکل گیری اسپری، جریان توربولانس دوفازی مربوط به اسپری و نیز واکنشهای شیمیایی انجام شده درمحیط توربولانسی اشاره کرد. در این پایان نامه از دینامیک سیالات محاسباتی در مدلسازی عددی احتراق اسپری دوفازی در موتور دیزل پیستونی استفاده می شود. در مدلسازی توربولانس، مدلهای توربولانس غیر خطی به کار گرفته شده اند. تاثیر مدلهای غیر خطی مرتبه دوم و مرتبه سوم بر احتراق اسپری که بر کد با مدل راکتور اختلاط جزیی مدلسازی خواهد شد بررسی می گردد. نتایج به دست آمده برای طول نفوذ اسپری با داده های تجربی مقایسه گردیده است. این نخستین بار است که مدل عددی احتراق راکتور اختلاط جزیی با مدلهای غیرخطی توربولانس همزمان در یک کد کامپیوتری مورد استفاده قرار می گیرند.

درجه حرارت خاک یکی از مهمترین ویژگیهای فیزیکی خاک است و نقش مهمی در بسیاری از فرآیندها بازی میآند. با توجه به اینکه درجه حرارت خاک تحت تأثیر متغیرهای اقلیمی، به ویژه درجه حرارت هوا قرار میگیرد، می توان روابطی را بین درجه حرارت خاک و متغیرهای اقلیمی به وجود آورد و با اندازهگیری این متغیرها، از طریق این روابط (توابع انتقالی خاک و شبکه عصبی مصنوعی)، درجه حرارت خاک را با دقت قابل قبولی تخمین زد. اهداف این تحقیق، تخمین دمای سالیانه و فصلی و رژیم های حرارتی خاک های ایران، با استفاده از دادههای هواشناسی به کمک توابع انتقالی خاک و شبکه عصبی مصنوعی و بررسی نوسانات دمای این خاک ها در اعماق مختلف بوده است. قسمت های جنوبی ایران، در نواحی گرمسیری و قسمت های شمالی آن در نواحی نیمه گرمسیری واقع است. از لحاظ بارندگی می توان کشور ایران را به دو منطقه با بارندگی سالانه خوب یا متوسط و با بارندگی کم تقسیم نمود. در این تحقیق، آمار متغیرهای اقلیمی و درجه حرارت خاک 131 ایستگاهی آه آمار درجه حرارت خاک در آن ها موجود م یباشد،از سال 1993 تا سال 2003 مورد استفاده قرار گرفت. برای بدست آوردن رابطه بین درجه حرارت سالیانه و فصلی خاک در عمق های مختلف و درجه حرارت هوا، از دو روش "توابع انتقالی خاک" و "شبکه ی عصبی مصنوعی" استفاده شد. این روابط به تفکیک رژیم های رطوبتی خاک و بدون در نظر گرفتن این رژ یمها به دست آمد. دقت و (sb) ( مربع اریب (بایاس ،(msd) روابط به آمک میانگین مربع انحراف مورد ارزیابی قرار گرفت. همچنین نوسانات متوسط (r) ضریب همبستگی روزانه، ماهیانه و فصلی درجه حرارت خاک، در هر رژیم رطوبتی و بدون در نظر گرفتن رژیم رطوبتی مورد مطالعه قرار گرفت. در ایران، درجه حرارت سالیانه عمق ?0 سانتیمتری خاک در هر یک از رژیم های رطوبتی اریدیک، یودیک، یوستیک و زریک، به ترتیب با اضافه 2 ، و بدون در نظر گرفتن رژیم / 1 و ? / ? ،2 / 1 ،2 / کردن 9 2 به متوسط درجه حرارت سالیانه هوا، / رطوبتی خاک، با اضافه کردن ? متوسط درجه حرارت سالیانه خاک بدست میآید. آمترین دمای سالانه، بهاره، پاییزه، زمستانه، حداقل و حداکثر ماهیانه خاک و هوا را رژیم رطوبتی زریک ، به خود اختصاص م یدهد. رژیم رطوبتی یودیک بعد از زریک، ?0 ، آمترین درجه حرارت cm آمترین درجه حرارت سالانه خاک در عمق تابستانه خاک و کمترین تفاوت درجه حرارت حداکثر و حداقل ماهیانه خاک در اعماق مختلف را داراست. در مناطق با رژیم رطوبتی یوستیک، به طور متوسط درجه حرارت سالانه و فصلی خاک و هوا و درجه حرارت حداقل و حداکثر ماهیانه خاک در اعماق مختلف نسبت به رژیم های دیگر بیشتر است. اختلاف حداکثر و حداقل درجه حرارت ماهیانه خاک، به ترتیب از بیشترین تا کمترین، در رژیمهای رطوبتی زریک، یوستیک، اریدیک و یودیک مشاهده میگردد. در تمام رژیمهای رطوبتی و بدون در نظر گرفتن رژیم رطوبتی، متوسط درجه حرارت سالانه خاک در تمام اعماق، از درجه حرارت سالانه هوا بیشتر است. متوسط درجه حرارت سالانه خاک از عمق ? سانتی- ?0cm متر به طرف عمق 20 یا 30 سانتیمتر روند آاهشی و مجددا" در عمق افزایشی با شدت کمتر را نشان می دهد. این درجه حرارت، در عمق ? سانتیمتری به بیشترین مقدار خود می رسد. در این تحقیق، مشخص شد که بدون در نظر گرفتن رژیم رطوبتی خاک، برای ماه های ژوئن، ژوئیه و اوت، به منظور بدست آوردن متوسط درجه حرارت تابستانه عمق 100 1 از درجه حرارت تابستانه هوا /19oc سانتیمتری خاک در ایران، باید 30 و ?0 ،20 ،10 ، کسر نمود. متوسط درجه حرارت تابستانه اعماق ? 2 و /0? ،2/?1 ،?/39 ،?/ سانتیمتری خاک، به ترتیب، با اضافه نمودن 79 1 به متوسط درجه حرارت تابستانه هوا بدست میآید. در تمام رژیم /19 ،100cm های رطوبتی و بدون در نظر گرفتن رژیم رطوبتی، از عمق ? تا متوسط درجه حرارت تابستانه خاک آاهش م ییابد. اختلاف مثبت درجه حرارت تابستانه خاک و هوا از سطح به طرف عمق آم م یشود. در عمق 100 ، اکثر ایستگاه ها دارای درجه حرارت تابستانه خاک آمتری نسبت cm به درجه حرارت تابستانه هوا می باشند. برای تخمین متوسط درجه حرارت تابستانه خاک در این اعماق، در هریک از رژیم های رطوبتی، مقادیری که باید به متوسط درجه حرارت هوا اضافه شود نیز بدست آورده شد. در ? نسبت cm رژیم رطوبتی یودیک، متوسط درجه حرارت تابستانه خاک در عمق به رژیمهای رطوبتی دیگر آمترین است. تغییرات متوسط درجه حرارت پائیزه، زمستانه و بهاره خاک در اعماق مختلف و روابط بین آ?ا و متوسط فصلی درجه حرارت هوا در تمام رژیم های رطوبتی و بدون در نظر گرفتن رژیم رطوبتی، مانند آنچه که در مورد متوسط درجه حرارت تابستانه خاک ملاحظه گردید، مورد بحث و بررسی قرار گرفت. چنانچه در تعیین روابط بین درجه حرارت خاک در اعماق مختلف و درجه حرارت هوا، در رژیم های مختلف رطوبتی، ماههای فصول ایرانی مد نظر قرار گیرند، روابط از دقت بالاتری برخوردار خواهند بود. مقایسه بین شبکه عصبی مصنوعی و توابع انتقالی خاک نشان داد که شبکه عصبی مصنوعی میتواند در بیشتر اعماق و فصول سال، دقیقتر از توابع انتقالی خاک، رابطه بین درجه حرارت خاک و هوا را تعیین کند، به شرط آن که برای آن مورد تجزیه و تحلیل آماری testing ارزیابی شبکه عصبی مصنوعی، قسمت قرار گیرد. روابط به دست آمده در این تحقیق، توانسته برآوردی از درجه حرارت خاک، نزدیک با مقادیر اندازهگیری شده توسط سازمان هواشناسی داشته باشد. در تمام رژیم های رطوبتی و بدون در نظر گرفتن ? به طرف عمق 100 سانتیمتر، حداقل درجه cm رژیم رطوبتی، از عمق حرارت ماهیانه خاک افزایش و حداکثر آن و اختلاف حداکثر و حداقل درجه حرارت ماهیانه خاک با افزایش عمق، کاهش م ییابد. در خاکهای ایران، در رژیم رطوبتی اریدیک از ماه آپریل تا ژوئیه و در رژیم رطوبتی یودیک، از ماه می تا آگوست، درجه حرارت خاک در عمق 100 سانتیمتر، کمتر از هوا است. در رژیم های یوستیک، زریک و بدون درنظر گرفتن رژیم رطوبتی نیز چنین روابطی بین درجه حرارت خاک و هوا بدست آمد. در هریک از رژیم های رطوبتی و بدون در نظر گرفتن رژیم رطوبتی، 100 دارای cm در ساعت 3 صبح، در سه ماه اول و سه ماه آخر سال، عمق حداکثر درجه حرارت خاک و بغیر از رژیم رطوبتی یودیک، در همه ماه ? دارای حداقل درجه حرارت خاک است. از ماه اوریل cm های سال، عمق ?0 ، حداکثر میانگین cm 30 و در ماه سپتامبر، عمق cm تا آگوست، عمق درجه حرارت خاک را به خود اختصاص میدهند. در رژیم رطوبتی یودیک، ? کمترین دما را دارد. cm در ? ماه اول و ? ماه آخر سال، عمق تغییرات متوسط درجه حرارت خاک در ساعت 9 صبح و 3 بعد از ظهر نیز در طول سال، در اعماق مختلف و در هریک از رژیم های رطوبتی و بدون در نظر گرفتن رژیم رطوبتی مورد بحث و بررسی قرار گرفت.

در این رساله جریانهای ابرصوتی حول اجسام سه بعدی با استفاده از حل معادلات pns و با فرض تعادل شیمیایی برای گاز(هوا) شبیه سازی می شوند. روش مورد استفاده در این شبیه سازی روش حجم های محدود می باشد و برای محاسبه شارهای غیرلزج روی سط.ح حجمهای کنترل از الگوریتم مرتبه دوم رو(roe) که به خانواده الگوریتمهای "آپ ویند"تعلق دارد استفاده شده است . در روش "آپ ویند"که قبلا"توسط "لورنس " و "تانهیل"برای حل معادلات pns استفاده شده است ، برای محاسبه شارهای غیرلزج، روش "آپ ویند"فقط در نواحی مافوق صوت جریان اعمال می شود و در نواحی زیرصوت جریان(در مجاورت سطوح جامد)از تقریب اختلاف مرکزی استفاده می شود این کار باعث می شود که نتایج در مجاورت خط صوتی نوسان داشته باشد و وجود این نوسانات در مواردی که عدد ماخ جریان آزاد کمی بزرگتر از یک باشد باعث ناپایداری روش پیشروی می شود. در این رساله روشی برای اعمال روش "آپ ویند" در نواحی زیرصوت جریان ارائه شده است که باعث می شود نوسانات مذکور به میزان قابل ملاحظه ای کاهش یابد.

یکی از این پدیده های محلی که باعث افزایش قابل ملاحظه ای در تنشهای حرارتی و مکانیکی موضعی می گردد، اندرکنش موج ضربه ای با لایه مرزی است . در این تحقیق جهت شناخت و بررسی دقیق کمی و کیفی پدیده مذکور، یک مدل عددی ارائه می گردد. در این مدل از الگوریتم ترکیبی روش ساده شکافت بردار شار و روش دقیق شکافت تفاضل شار و اعمال آن بر معادلات کامل ناویراستوکس تراکم پذیر بطریقه صریح استفاده شده است . چون روشهای شکافت بردار شار ذاتا" با پخش عددی نسبتا" زیادی همراه هستند و این مسئله باعث اغراق آمیز جلوه نمودن پخش فیزیکی در جریان های لزج می گردد، لذا با ارائه یک الگوریتم ترکیبی جدید، تحت نام اختصاری ldausm، از پخش عددی کاسته شده است .

در این پروژه هدف تهیه یک کد کامپیوتری برای بررسی یک جریان در هندسه های پیچیده است . به دلیل اینکه تمرکز اصلی این پروژه در این مرحله بررسی میدانهای حل با مرزهای دلخواه است لذا جریان مورد بررسی یک جریان آرام، دوبعدی، دائم و غیرقابل تراکم فرض شده است . ضمن اینکه کار بر روی برنامه جهت بکارگیری آن در جریانهای مغشوش نیز مرحله بعدی کار است که در حال انجام است . هدف اصلی در این پروژه تعیین معادلات جریان در سیستم مختصات منحنی الخط غیرمتعامد، بکارگیری دستگاه مختصات منطبق بر مرز در تحلیل میدانهای حل با مرزهای دلخواه و همچنین حل معادلات در این سیستم مختصات بوده است . در این پروژه از روش حجم کنترل برای انفصال معادلات استفاده شده است . همچنین از شبکه های جابجا شده در جهات مورد نیاز در معادلات مومنتم استفاده گردیده است . نکته دیگر اینکه در معادلات مومنتم نیز از مولفه های کووارینت سرعت به عنوان متغیرهای وابسته به همراه یک الگوریتم جبری برای نشان دادن اثرات انحناء شبکه استفاده شده است . همچنین اتصال بین معادلات مومنتم و پیوستگی نیز که ناشی از حضور ترم فشار در معادلات مومنتم است با بکارگیری الگوریتم سیمپل برطرف شده است .

در این پایان نامه، احتراق جت n - dodecane مایع با تقارن محوری را که درون محیط گازی (هوا) پاشیده شده و آن مخلوط می گردد و از نوع 2 بعدی، غیر دائم و توربولانس می باشد در دستگاه مختصات استوانه ای مورد تحلیل عددی قرار داده ایم. برای مدلسازی میدان جریان اسپری از مدل قطرات مجزا که براساس روش اولری - لاگرانژی است استتفاده نموده و توربولانس را با استفاده از مدل k - ?7 پدیده تبخیر را بوسیله معادلات borman & johnson و اتمیزاسون را توسط فرمولاسیون johnson & gosman مدل کرده ایم. واکنش سوختن سوخت ، استوکیومتریک و از فرمول تاخیر در اشتغال ارائه شده توسط hardenberg & hase استفاده شده است . اثرات متقابل جریان دو فازی گاز - قطرات و احتراق نیز بصورت جملات منبع در معادلات ظاهر شده اند. معادلات با روش عددی حجم های محدود منفصل گشته و به جز معادلات بقای فاز گاز بصورت صریح منفصل شدند. وابستگی معادلات تصحیح فشار، همه معادلات را می توان به روش نقطه به نقطه حل نمود و تمهیدات خاصی برای آنها لازم نمی باشد. برای حل معادلات تصحیح فشار از یک line solver استفاده شده که معادلات منفصل شده را در امتداد یک خط از گره ها و در یک مرحله زمانی حل می کند. برای سهولت در حل، این معادلات بفرم 3 قطری در آمده و با استفاده از روش تکرار حل می شوند. بدین ترتیب در مورد زمان از تقریب جلورونده و در مورد گرادیان فشار در معادله ممنتوم از تقریب زمانی عقب رونده استفاده شده که در نهایت منجر به یک تقریب نیمه ضمنی می گردد و می توان با حفظ پایداری معادلات مقدار فاصله زمانی (?t) را بزرک نمود. در جهت مکانی از تقریب ترکیبی که شامل تقریب بالادست و تقریب مرکزی می باشد استفاده شده که بدین لحاظ می توان برای طیف وسیعی از اعداد رینولدز جریان جوابهای دقیق داشت . به جز معادلات منفصل شده بصورت نقطه و نقطه حل می شوند. در مورد معادلات فاز قطره به جز معادلات بقای جرم و انرژی که بصورت نیمه - ضمنی هستند و نیاز به تکرار دارند، بقیه معادلات بفرم صریح می باشند. با این وجود بواسطه اینکه قطرات بدون اندرکنش هستند لذا همه معادلات به نوبت برای هر قطره قابل حل می باشند.

از آنجا که حل دقیق و تحلیلی جریانهای آشفته امکان پذیر نمی باشد و از آنجا که عمده جریانهای طبیعی و کاربردی سیالات از نوع آشفته می باشند، مدل سازی توربولانس روز بروز توسعه بیشتری یافته است . بنابر دقت مورد نیاز و امکانات موجود برای تحلیل هر جریان آشفته، مدلهلیی با دقتهای متفاوت قابل استفاده می باشند. امروزه با توجه به پیشرفت چشمگیر کامپیوتر و امکان محاسبات سنگین عددی، تمایل به استفاده از مدلهای توربولانس که دارای دقت بالا و امکان شبیه سازی فیزیکی قوی از جریان باشند بیشتر شده است . مدل توربولانس تنشهای رینولدز از جمله دقیق ترین مدلهای بکار رفته می باشند که یک شبیه سازی دقیق فیزیکی از توربولانس انجام می دهد. کار حاضر بررسی و کاربرد این مدل در حل جریانهای گردشی که از نوع جریانهای پیچیده با معادلات حاکم از نوع بیضوی می باشند را دربر دارد. در این جریانها به دلیل پیچیدگی، مدلهای با مرتبه پایین تر، دقت کافی را ارایه نمی کنند و امروزه تمایل روزافزون به استفاده از مدل rsm در حل عمده جریانهای کاربردی و صنعتی مشاهده می گردد. در کار حاضر، مدل توربولانس تنش های رینولدز برای یک نمونه از جریان های گردشی مورد استفاده قرار گرفته است . جریان آشفته هوا پس از یک انبساط ناگهانی درون لوله به روش عددی و با استفاده از مدل مذکور حل گردیده است . برای حل معادلات حاکم بر جریان از یک برنامه کامپیوتری با الگوریتم بیضوی استفاده شده است . این برنامه کامپیوتری بر پایه استفاده از مدل های k-e و تنش های جبری استوار بوده است که جهت استفاده از مدل rsm توسعه شده است . نتایج حاصل از این کار مزیت مدل اخیر را در مقایسه با مدل تنش های جبری و مدل های دو معادله ای در حل جریانهای پیچیده نشان می دهد. متغیرهای اساسی جریان که با استفاده از مدل تنش های رینولدز محاسبه گردیده اند در نواحیی که جریان گردشی برقرار است به نتایج تجربی و آزمایشگاهی نزدیکتر از نتایج سایر مدل ها می باشد و برگشت جریان . به خصوص جریان ثانویه را بهتر نشان می دهد ولی در قسمت کاملا توسعه یافته و به طور کلی در قسمت هایی که جریان پیچیدگی چندانی ندارد، مزیت قابل ملاحظه ای نسبت به مدل های ساده تر ندارد.

دراین تحقیق مدلسازی کامپیوتری معادلات ناویر-استوکس مورد نظر می باشد ، که برای جریان تراکم ناپذیر دو بعدی در هندسه های پیچیده بررسی شده است. از آنجائیکه هدف اساسی این پروژه تحلیل معادلات ناویر-استوکس در هندسه های پیچیده می باشد. برای تولید شبکه از دستگاه مختصات منحنی الخط غیرمتعامد( منطبق بر مرز) و روش حل معادلات دیفرانسیلی بیضوی استفاده گردیده است. پس از استخراج معادلات ناویر-استوکس در این مختصات از روش حجم کنترل برای انفصال معادلات و از شبکه های جابجا شده در جهات مورد نیاز برای حل این معادلات استفاده گردیده است . در معادلات ناویر-استوکس از مولفه های کووارینت سرعت به عنوان متغیرهای وابسته به همراه یک الگوریتم جبری برای نشان دادن اثرات انحنای شبکه استفاده شده است.

در این پایان نامه جا به جایی طبیعی جریان آرام دو بعدی ماندگار، در محفظه بسته مستطیل و مثلث مورد مطالعه قرار گرفته است. محفظه بسته مستطیل با شرایط مرزی صفحات عمودی آدیاباتیک و اختلاف دما در صفحات هم دمای افقی که صفحه بالائی سرد و صفحه پایینی گرم می باشد و محفظه بسته مثلثی با دو شرایط مرزی، تابستان (جدار شیب دار گرم و جدار افقی سرد) و زمستان (جدار شیب دار سرد و جدار افقی گرم) به روش عددی مورد بررسی قرار می گیرد. روش حل با استفاده از روش کنترل والیوم پنتکار بوده که معادلات غیر خطی پیوستگی، ناویراستوکس و انرژی را در حالت دو بعدی حل می کند. الگوریتم برنامه‏‎siempler‎‏ بوده که سه پارامتر بی بعد مهم زیر قابل توجه است: 1- ظرافت 2- عدد پرانتل 3- عدد گراشف حل در حالت ماندگار با محدوده ظرافت 25/0 تا 0/1 و عدد گراشف هزار تا یک میلیون و عدد پرانتل تابث 7/0 برای هوا صورت می گیرد. نتیجه حاصله وابستگی عدد نوسلت به ظرافت و عدد گراشف را نشان می دهد.

جریان در داخل سیلندر موتورهای احتراق داخلی یکی از مهمترین فاکتورها در کنترل فرآیند احتراق می باشد. این جریان در طول فرآیند مکش و تراکم بوجود می آید. بنابراین یک درک درست از جریان سیلندر در طول فرآیند مکش و تراکم میتواند در بهینه کردن طراحی موتور در ارتباط با مصرف سوخت، آلودگی محیط زیست، راندمان و غیره کمک کند. عموما جریان داخل سیلندر در موتورهای احتراق داخلی سه بعدی، ناپایدار و توربولانس میباشد. برای بدست آوردن جزئیات ساختار جریان حل شوند. این معادلات غیر خطی و کوپل و خیلی پیچیده تر از آن هستند که با روشهای تحلیلی حل شوند. در سال های اخیر با افزایش سرعت کامپیوترها، استفاده از روشهای عددی جهت بررسی جریان داخل سیلندر گسترش یافته است. در این پایان نامه از روش عددی جهت مطالعه ساختار جریان در داخل یک سیلندر موتور احتراق داخلی در حالت دو بعدی و متقارن محوری استفاده شده است. نخست معادلات حاکم بر جریان به فرم معادلات حجم کنترلی سکسته شده، سپس آنها را در فرآیند مکش و ترکم با استفاده از دو آلگوریتم پیزو و سیمپل بطور مجزا حل نموده ایم. در این کد کامپیوتری از مدل توربولانس غیر خطی تنش جبری (لاملی 1995) برای مدل کردن مولفه های تنش رینولدز در معادلات حاکم استفاده شده است. بعلاوه بر موضوعات ذیل در این پایان نامه بررسی شده است: 1- مقایسه نتایج مدل های توربولانس ‏‎(asm)‎‏ و ‏‎(k-)‎‏ در حل جریان داخل سیلندر 2-مقایسه نتایج آلگوریتم های حل ‏‎(piso)‎‏ و ‏‎(simple)‎‏ ‏‎‎‏مطالعه ساختار جریان در فرآیند مکش و تراکم 4-نشان دادن اثرات اشکال مختلف پیستون و سر سیلندر در نحوه ساختار جریان محفظه احتراق

این پایان نامه کاربرد دینامیک سیالات محاسباتی ‏‎cfd‎‏ را در جریان های دو فازی به همراه احتراق (واکنش های شیمیایی) و توربولانس در موتورهای پیستونی نشان می دهد .مدل بکار رفته در این پایان نامه از نوع جریان مجزا و فرمولاسیون اولری_لاگرانژی برای آنالیز میدان جریان بکار رفته است. در روش لاگرانژی از گروهی قطرات استفاده می شود که این تعداد محدود قطرات نماینده کل اسپری می باشد.مساله با تقارن محوری فرض می شود تا حجم محاسبات کاهش یابد . برای نشان دادن اثر اسپری ، ترم های منبع به معادلات فاز گاز افزوده می شود. تمرکز اصلی این پایان نامه بر روی شبیه سازی عددی پدیده احتراق اسپری با تاکید بر مدلسازی اثرات متقابل احتراق و توربولانس با بکار بردن جزئیات تقریب شیمایی است. مدل اثر متقابل احتراق و توربولانس ، اثرات توربولانس در مقیاس میکروسکپی را بر روی شدت واکنش شیمیایی محاسبه می کند.

دراین پایان نامه خواص ترابردی نیمرسانای ‏‎gaas‎‏ از نوع ‏‎p‎‏ مورد مطالعه قرار گرفته است. نمونه های تحت بررسی که شامل سه نمونه نیمرسانایی ‏‎gaas‎‏ هستند به ترتیب با عناصر ‏‎cr‎‏، ‏‎fe‎‏ و ‏‎co‎‏ آلاییده شده اند. این ناخالصی ها ناهمگنی زیادی را در شبکه ‏‎gaas‎‏ به وجود می آورند و از این لحاظ مکانیزم پراکندگی خاصی را برای حاملین بار در ‏‎gaas‎‏ ایجاد می کنند. در این کار تجربی رسانندگی الکتریکی، مقاومت ویژه، ضریب هال، چگالی حامل و تحرک پذیری حاملین در گستره دمایی ‏‎(100-400)‎‏ درجه کلوین برای هر سه نمونه مذکور مورد بررسی قرار گرفته است.