با توجه به نقش اصلی بال در تولید نیروی برآ و پسای هواپیما بهینه سازی عملکرد ایرفویلهای گذر صوتی یکی از مهمترین موضوعات تحقیقاتی در علوم هوافضا و به خصوص ایرودینامیک می باشد. یکی از اهداف بهینه سازی مذکور کاهش هزینه عملیاتی است که عمدتا از طریق کاهش مصرف سوخت انجام می گیرد. از زمان ابداع موتورهای جت که عمده وسایل نقلیه هوایی تجاری در محدوده سرعتهای گذرصوتی پرواز می کنند میزان سوخت مصرفی این هواپیماها نیز با نرخ قابل توجهی در حال افزایش است. طراحی ایرفویل بهینه باعث کاهش میزان سوخت و انرژی مصرفی هواپیماهای تجاری شده که از سوی شرکتها و صنایع هوایی خواهان سود بیشتر مورد استقبال قرار گرفته است. طراحی بهینه علاوه بر وسایل پرنده غیرنظامی در هواپیماهای جنگنده نیز به منظور افزایش قدرت مانور به شدت مورد توجه می باشد. از دیدگاه ریاضی بهینه سازی دستیابی به مقدار اکسترمم برای تابعی است که اصطلاحا تابع هدف نامیده می شود. از طرفی بهینه سازی نیازمند وجود روشهای محاسباتی مناسب برای گسترش هرچه بیشتر روشهای بهینه سازی در ایرودینامیک فراهم آورده است.

با توجه به آنکه مدل سازی عددی پروسه های مختلف در جریان سیال مانند دیفیوژن، جابجایی و ... کاملا وابسته به فیزیک این پروسه ها می باشد ، لازم است تا پس از تدریس مدلسازی عددی معادلات و یا ترم های این معادلات، نتایج این مدلسازی و نحوه عملکرد آنها به صورت عینی در سر کلاس نشان داده شود. این نیاز امروزه در اکثر دانشگاه های دنیا احساس شده و نرم افزارهای آموزشی خاص بدین منظور تدوین شده است. این نرم افزار های آموزشی، نرم افزارهای حرفه ای یا نیمه حرفه ای حل جریان سیال نمی باشند، بلکه نرم افزارهای آموزشی خاصی هستند که توانایی آنها در تفهیم مفاهیم عددی در دینامیک سیالات عددی به دانشجویان می باشد. در کار حاضر نیز نرم افزاری بدین منظور تدوین شده است که با توجه به ویژگی های آن، مفاهیم عددی را می توان به دانشجویان منتقل کرد. این کار در نوع خود جزو اولین کارها در ایران بوده و امید است در آینده گسترش یابد.

در این تحقیق با استفاده از الگوریتم ژنتیک و یک شبکه ی عصبی سه لایه که از الگوریتم پس انتشار خطا سود می جوید، به بهینه سازی چند هدفه ی آیرودینامیکی شکل مجموعه ای از ایرفویل ها می پردازیم. الگوریتم حاصل به بهینه سازی هم زمان 3 تابع برازندگی مختلف برای ایرفویل می پردازد. برای انجام این تحقیق از الگوریتم های ژنتیکی real-coded استفاده می شود. این الگوریتم، نخبه گرا بوده، به شکلی که در هر نسل، همگی اعضای مجموعه ی پارتو(نامغلوب) نسل قبل بدون تغییر حضور دارند. همچنین برای شناسایی مجموعه ی بهینه ی پارتو از الگوریتم جدید و سریعتری نسبت به الگوریتم های مرتب کننده ی صرف استفاده شده است. از معادلات حاکم بر جریان غیرلزج قابل تراکم برای آموزش یک شبکه عصبی، با یک پرسپترون سه لایه به عنوان محاسبه کننده ی توابع هدف استفاده می شود. نتایج نشان می دهند که روش فوق برای بهینه سازی ندهدفه ی ایرفویل ها از کارایی قابل قبولی برخوردار می باشد.

در این پایان نامه با استفاده از روشهای دینامیک سیالات محاسباتی (cfd) و بهره گیری از محیط نرم افزارهای فلوینت و گمبیت، نحوه انتشار و میزان غلظت آلاینده در نقاط مختلف میدان که هر بار یکی از پارامترهای موثر از جمله ارتفاع دودکش، قطر دهانه دودکش، سرعت باد، دبی آلاینده های خروجی و سایر مشخصات مرتبط تغییر داده می شود، محاسبه شده است. سپس به کمک مدل تیوری گوس برای چند نمونه مقایسه ای بین نتایج حاصل صورت می پذیرد. در ادامه به مدلسازی گازهای خروجی از نیروگاه بخار بعثت به عنوان یک نمونه که هر ساله حجم عظیمی از گازهای بخصوص گاز so2 را وارد هوای شهر تهران می نماید پرداخته شده است. سپس از مدلهای بدست آمده بمنظور تهیه هندبوکی که در شرایط متفاوت جوی و کارکرد دودکش ها، یک سری اطلاعات مفید را از جمله تعیین رفتار گازهای خروجی، تعیین نقاط نشست آلاینده ها بر روی سطح زمین، تعیین کمربندی که غلظت آلایندهها بیش از حد استاندارد است، تاثیر شرایط جوی بر نحوه پخش آلاینده ها و تاثیر چیدمان دودکش ها بر غلظت آلاینده ها را در اختیار کاربر قرار می دهد، استفاده خواهد شد.