برای حل معادلات، یک کد عددی دو و سه بعدی به زبان فرترن نوشته شده است. برای گسسته سازی معادلات حاکم از روش حجم محدود استفاده شده است. از آرایش شبکه هم جا در مختصات منحنی الخط برای حل معادلات استفاده شده و معادلات فشار و سرعت نیز با استفاده از الگوریتم سیمپل و رای و چو کوپل شده اند. در شبیه سازی صورت گرفته، اثر تغییر ویژگی های سیال با دما و رسانندگی بستر کانال نیز مدنظر قرار گرفته است. با مقاسیه نتایج بدست آمده از لحاظ هیدرولیکی و گرمایی با نتایج تجربی و عددی موجود صحت آن تأیید شد. نتایج نشان داد که در محدوده رینولدز بین 100 تا 1200، ایجاد پله در میکروکانال، عملکرد حرارتی میکروکانال را بهبود بخشیده و میزان این افزایش با شار حرارتی مرتبط می باشد که این موضوع اهمیت حل همزمان معادلات انرژی و ممنتوم را در میکروکانال ها نشان داد. علاوه بر این، اثر پله با زوایای صفر، 30، 45 و 60 درجه روی افت فشار و انتقال حرارت در میکروکانال بصورت آزمایشگاهی مطالعه گردید. افت فشار ایجاد شده در کانال نیز برای هر یک از الگوها با استفاده از فشارسنج دیفرانسیلی در ورودی و خروجی اندازه گیری گردید. با استفاده از سه ترموکوپل در ورودی، خروجی و بستر کانال، عدد ناسلت انداره گیری شد. نتایج نشان داد که بکارگیری پله در میکروکانال مستقیم، انتقال حرارت را افزایش خواهد داد و پله های با زاویه 45 درجه در مقایسه با سایر زوایا، بهترین عملکرد حرارتی را از خود نشان دادند.

مطالعات هیدرولوژیکی و هیدروژئولوژیکی نقش بسیار مهمی در بهره برداری از مخازن زمین گرمایی و تداوم این انرژی مهم ایفا می کنند. در پایان نامه حاضر، خصوصیات هیدروژئوشیمیایی و هیدروژئولوژیکی مخزن زمین گرمایی سرعین مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور ابتدا ویژگی های زمین شناسی و تکتونیکی منطقه بررسی و بر اساس این مطالعات گسل های منطقه شناسایی شدند. سپس خصوصیات هیدروژئوشیمیایی مورد مطالعه قرار گرفت. در بررسی های هیدروژئوشیمیایی به منظور تعیین تیپ و منشاء آب چشمه ها از نمودارهای مختلفی از جمله نمودار استیف، پایپر، فیکلین، نمودارهای سه تایی آنیون ها و کاتیون ها، نمودار اختلاط آب ها و نمودارهای ایزوتوپی استفاده شد و بر اساس این نمودارها این نتیجه حاصل شد که تیپ آب چشمه های منطقه بی کربنات-سولفاته بوده و دارای منشاء جوی می باشد. همچنین در این منطقه چشمه های آب گرم تحت تاثیر اختلاط آب های زیرزمینی و آب های زمین گرمایی قرار گرفته اند. مطالعات هیدروژئولوژیکی نشان داد که جهت جریان از سمت غرب به شرق منطقه مورد مطالعه می باشد که توسط گسل هایی، آب از ارتفاعات سبلان که در شمال غرب سرعین واقع شده است، مخزن زمین گرمایی سرعین را تغذیه می کند. علاوه بر این، نتایج بدست آمده از این مطالعات وجود پدیده اختلاط آب های زمین گرمایی با آب های زیرزمینی را تایید می کند. در نهایت مدل مفهومی زمین گرمایی منطقه سرعین با توجه ویژه به ویژگی های هیدروژئولوژیکی منطقه تهیه شد. نتایج حاصل از پایان نامه حاضر می تواند در بهره برداری مناسب از منابع انرژی زمین گرمایی منطقه و توسعه چاه های بهره برداری بسیار موثر باشد.

مطالعات ژئوشیمیایی در تلفیق با اطلاعات زمین شناسی، دورسنجی و ژئوفیزیکی مبنای پیجویی و تعیین مناطق با پتانسیل ژئوترمالی محسوب می شود. در این تحقیق از اطلاعات لیتوژئوشیمیایی استان آذربایجان شرقی به منظور شناسایی نشانگرهای ژئوشیمیایی مرتبط با مناطق احتمالی پتانسیل ژئوترمالی کمک گرفته شده است. در این تحقیق بر روی بخش جنوبی استان آذربایجان شرقی شامل مناطق بستان آباد، هشترود، قره چمن و تخت سلیمان است که دادههای کامل لیتوژئوشیمیایی در این مناطق موجود است و همچنین حضور ولکانیک های جوان (سهند و سبلان)، چشمههای آبگرم و مناطق دگرسان شده به چشم می خورد، صورت گرفته است. هدف این پایان نامه، تعیین عناصر ردیاب و مهم به لحاظ ژئوترمالی و همچنین تعیین مناطقی که براساس مجموع اطلاعات اکتشافی ارزش مطالعات بیشتری به لحاظ زمین گرمایی دارند. در مرحله اول، تحلیل های آماری تک متغیره، دو متغیره و چند متغیره داده های لیتوژئوشیمیایی به منظور ارزیابی متغیرهای کنترل کننده تغییر پذیری انجام گرفت. نتایج حاصل از بررسی پارامترهای مرکزیت، پراکندگی مشخص می¬کند که ba, ag, as bi, ce, cr, pb, te, hg, ni, w, th, s, cd, zn به عنوان عناصر بااهمیت در مرحلهی اول بررسی ها تعیین شدهاند. در ادامه برای تعیین رابطهی همسویی و یا غیر همسویی و میزان همبستگی عناصر از ضرائب همبستگی سهگانهی پیرسون، اسپرمن و کندال استفاده شده و عناصر hg, cs, cd, bi, as, ag na, pb, s, sb, te, th, tl, zr با اهمیت بودهاند. در تحلیل خوشه ای که طبقه بندی بر مبنای همبستگی و تشابه هر چه بیشتر درون گروهی و اختلاف هر چه بیشتر بین گروهی صورت گرفته عناصر cs, hg, ag, sb, as, ba, ti, v, fe, co, mn, al, naقابل توجه بوده¬اند و در نهایت با توجه به تحلیل فاکتوری عناصر as, bi, cd, cs, hg, s, sb را می توان جز مولفه های با اهمیت معرفی نمود. نتیجه¬گیری کلی از تحلیل ها نشان می¬دهد که as, s, sb از عناصر با اهمیت در این تحقیق می¬باشند. برداشتهای صحرایی از نمونه خاک¬ها ، سنگ¬های تازه دگرسان شده اطراف چشمه¬های آبگرم صورت گرفته و با روش icp-oes برای 42 عنصر مورد آنالیز قرار گرفته است . نتایج بررسی این نمونه¬ها، غلظت های بالایی را در مجاورت برخی از چشمه های آبگرم برای عناصر ca, fe, al, sb, s, as نشان داده است.که در این میان غلظت های sb, s, as بطور غیر طبیعی در منطقه بالا بوده و برای بررسی مناطق با پتانسیل ژئوترمالی از آنها استفاده شده است. بر این اساس حدود غلظت های با اهمیت و قابل توجه sb, s, as با توجه به مدلسازی دادههای لیتوژئوشیمیایی تعیین شده است. در نهایت نقشه پراکندگی ژئوشیمیایی غلظت عناصر به انضمام اطلاعات زمین شناسی (ولکانیکهای جوان)، چشمههای آبگرم، آلتراسیون های زمین شناسی، گسلهای اصلی، معادن مرتبط با فعالیت های ژئوترمالی و مقدار زمینه و آنومالی غلظت های عناصر به تعیین مناطق با احتمال پتانسیل ژئوترمالی منجر شده است و بعنوان نتیجهگیری مدلی برای اولین اولویت منطقه با احتمال پتانسیل ژئوترمالی (منطقه چاراویماق) ارائه شده که در آن کلیه اطلاعات زمینشناسی، هیدوژئوشیمیایی، لیتوژئوشیمیایی و ژئوفیزیکی مدنظر قرار گرفته شده اند

مگنتوتلوریک (mt) یکی از روش¬های ژئوفیزیکی از دسته روش¬های الکترومغناطیسی است که از میدان¬های الکترومغناطیسی طبیعی ایجاد شده در مگنتوسفر زمین استفاده می¬کند. در این روش با ثبت مولفه های افقی عمود برهم نوسانات میدان های مغناطیسی و الکتریکی در سطح زمین می توان توزیع رسانایی الکتریکی زمین تحت مطالعه را به دست آورد. عمق نفوذ بالای روش مگنتوتلوریک باعث کاربرد آن در اکتشاف ساختارهای عمیق مثل اکتشاف منابع زمین¬گرمایی و هیدروکربوری شده است. مطالعات اولیه زمین شناسی در منطقه بوشلی در جنوب آبگرم سرعین و غرب شهر نیر و وجود چشمه¬های آبگرم حاکی از پتانسیل نسبتاً خوب منابع زمین¬گرمایی در منطقه است. در این مطالعه هدف پردازش داده¬های مگنتوتلوریک در 60 ایستگاه برداشت داده و همچنین مدل¬سازی و تفسیر این داده¬ها می¬باشد. در همین راستا در مطالعه حاضر، ابتدا داده¬های خام سری زمانی 60 سونداژ mt منطقه بوشلی، بازبینی شده و سپس با به کارگیری روش¬های مقاوم در مقابل نوفه و داده¬های ناجور، داده¬های خام پردازش مجدد شده تا داده¬های با کیفیتی از داده¬های فاز و مقاومت ویژه در فرکانس¬های مورد نظر در محل هر یک از سونداژهای mt حاصل شود. برای نیل به هدف از نرم افزارهای تخصصی mapros و winglink برای پردازش و مدل¬سازی وارون هموار یک و دو بعدی داده¬ها استفاده شد. با انجام مدل¬سازی¬های وارون یک و دو بعدی داده¬ها و تهیه مقاطع قائم الکتریکی و همچنین نقشه¬های افقی مقاومت ویژه در عمق¬های مختلف، مخزن زمین¬گرمایی در عمق 2500 تا 3000 متری تشخیص داده شد. همچنین با توجه به نقشه¬های مقاومت ویژه هم عمق، گسترش احتمالی مخزن عمدتاً به سمت جنوب و تا حدودی به سمت شرق منطقه بوده است.