در صنعت ، مثالهای متعددی برای جریان متلاطم در کانالها، با هندسه های مختلف ، وجود دارد. یکی از این هندسه ها که اغلب در فیلترهای الکترویکی مبدلهای حرارتی فشرده دیده می شود، حالتی است که یک سری موانع همشکل قسمتی از مسیر جریان را به طور مرتب و متوالی اشغال کرده باشند. بررسی های آزمایشگاهی نشان داده است که در اینگونه کانالها، پس از عبور از چند مانع اولیه، مشخصات جریان اطراف موانع از یک مانع به مانع دیگر تکرار می شود. بنابراین، برای شبیه سازی عمومی اینگونه جریانها کافی است که جراین اطراف فقط یکی از موانع مورد بررسی قرار گیرد. در این تحقق، با استفاده از مدل k - e تلاطم، مشخصات جریان دائمی و تراکم ناپذیر بین صفحات موازی در حضور موانع متوالی، با در نظر گرفتن یکی از موانع، مورد بررسی قرار گرفته است . فرم تفاوتهای محدود معادلات حاکم بر انتگرال گیری روی حجمهای کنترل در یک شبکه جابجا شده و استفاده از hybrid difference بدست آمده، و برای بیان رابطه ای بین سرعت فشار نیز از روش simple استفاده شده است . محاسبات برای اندازه های مختلف مانع و با در نظر گرفتن مقادیر مختلف عدد رینولدز و افت فشار انجام شده و اثر هر یک از عوامل مورد بررسی قرار گرفته است .

اولین پارامتری که درصنایع موشک و هواپیما و یاهرجسم پرنده ی دیگری مورداستفاد قرار میگیرد ضرایب آیرودینامیکی مربوط میباشد.برای محاسبه ی این ضرایب باید معادلات جریان اطراف جسم پرنده حل شوند.حل معادلات کامل جریان (معادلات ناویراستوکس) مشکل بوده و نیاز به کامپیوترهای بزرگ دارد و لذا در بیشتر موار از فرم ساده شده ی این معادلات استفاده میشود.باصرف نظر کردن از اثر لزجت سیال و یا فرض غیرچرخشی بودن جریان، معادلات ناویراستوکس به معادلات جریان پتانسی تبدیل میشوند.دراین تحقیق ازروش مشخصه ها برای جریانهای پتانسیل مافوق صوت اطراف اجسام دوار و همچنین در نازلهایی که دارای تقارن محوری میباشند استفاده شده است .بااستفاده از روش مشخصه ها یک سیستم شش معادله غیرخطی برای هریک از نقاط داخلی جریان بدست آمده و سپس این معادلات باروش نیوتن رافسون حل شده اند برای جریان اطراف اجسام دوار جریان در فاصله کوتاهی از دماغه جسم بصورت جریان مخروطی فرض شده و با حل معادلات این جریان، مشخصات موردنیاز در اولین مقطع محاسبه شده اند.جریان اطراف اجسام باتقارن محوری و بازاویه حمله کوچک نیز با یک روش تقریبی و براساس روش مشخصه ها حل شده است .برای انجام محاسبات مربوط جریانهای داخلی و خارجی دوبرنامه کامپیوتری به زبان fortran iv تهیه شده است که توسط آنها میتوان محاسبات مربوط به جریانهای داخل نازل و اطراف موشک را انجام داد.این برنامه ها علاوه بر محاسبه مشخصات جریان در نقاط شبکه خطوط مشخصه،،مکان هندسی نقاط هم سرعت و هم فشار را نیز محاسبه میکند.محاسبه مربوطه با استفاده از کامپیوتر مدل ibm 343 موجود در مرکز کامپیوتر دانشگاه شیراز انجام شده و رسم منحنی ها و شکل هانیز بااستفاده از مینی کامپیوتر ps/2 موجود در دانشکده مهندسی صورت گرفته است .بمنظور بررسی دقت و کارآئی برنامه های مذکور نتایج برنامه باداده های آزمایشگاهی و همچنین بانتایج تئوری حاصل کار گذشتگان مقایسه شده است .این مقایسه نشان میدهد که این روش از دقت زیادی برخوردار اس و باوجوداینکه این روش برای حل جریان اطراف اجسام با تقارن محوری بدون زاویه حمله میباشد میتوان آنرا با تقریب خوب برای اجسام با تقارن محوری و بازاویه حمله کوچک نیز بکار برد .

جریان سیال در بیشتر مسائل مهندسی بصورت متلاطم صورت می گیرد. بنابراین مطالعه تلاطم و بررسی مشخصات جریانهای متلاطم از اهمیت خاصی برخوردار است . در گذشته نه چندان دور مطالعات در این زمینه تماما بصورت تجربی و آزمایشگاهی بوده است اما امروزه، استفاده از متدهای محاسباتی توسعه پیدا کرده است بطوری که می رود تا جایگزین قسمت اعظمی از مطالعات مدلی و روشهای تجربی شود. در این تحقیق مشخصات جریان متلاطم با تقارن محوری در مجاری همگرا - واگرا که دارای جدارهای منحنی می باشند، با استفاده از محاسبات عددی، مورد بررسی قرار گرفته است . برای این منظور، معادلات حاکم بر مسئله ابتدا در مختصات استوانه ای بدست آمده و سپس برای استفاده در صفحه محاسباتی، به مختصات منحنی الخز متعامد و منطبق بر مرز انتقال یافته اند. برای در نظر گرفتن مشخصات تلاطم، از مدل (k-?) استاندارد استفاده شده است و در بعضی حالات نیز فرمهای تصحیح شده این مدل، مانند مدل low reynolds (k-?) ارائه شده توسط lam و bremhorts و مدل hybrid (k-?) ارائه شده توسط chang و chen مورد استفاده قرار گرفته اند. فرم تفاوتهای محدود معادلات حاکم در صفحه محاسباتی با انتگرال گیری روی حجم های کنترل در یک شبکه staggered و استفاده از hybrid differenceing بدست آمده و برای رابطه بین سرعت و فشار نیز از الگوریتم simple استفاده شده است . به منظور ارزیابی و اطمینان از صحت برنامه کامپیوتری تهیه شده، ابتدا مشخصات جریان متلاطم در یک لوله یکنواخت با استفاده از مدلهای (k-?) استاندارد و lam - bermhorst، بدست آمده و با نتایج آزمایش مقایسه شده است . برای جریان در مجاری همگرا - واگرا، از مدلهای (k-?) استاندارد و hybrid استفاده شده است ، که نتایج بدست آمده تقریبا یکسان می باشد و فقط مدل hybrid طول ناحیه جدا شده جریان را کمی بزرگتر پیش بینی می کند. محاسبات برای اعداد رینولدز مختلف انجام شده است . نتایج بدست آمده برای یک مجرای همگرا - واگرا با 36 درصد کاهش سطح مقطع در گلوگاه و اعداد رینولدز 105 و 5000، به صورت رسم خطوط جریان، بردارهای سرعت و نواحی فشار، k و ? ثابت اراده شده اند. نتایج محاسبات نشان می دهد که برای این مجزا، جدایی جریان از عدد رینولدز 10000 شروع شده و طول ناحیه جدا شده جریان (باز چرخشی) با افزایش عدد رینولدز افزایش می یابد و برای اعداد رینولدز بزرگتر از 50000 ثابت باقی می ماند.

بیماری اتساع عروق، یا گشادشدگی موضعی سطح مقطع رگ ، که اغلب آئورت یا سرخ رگ ششی به آن مبتلا می شود، را اصطلاحا آنوریسم (aneurysm) می گویند. پدیده مذکور در اثر ضعف یا نقص جدار رگ در نتیجه بیماری یا آسیب فیزیکی، بوجود می آید. در هر صورت ، علت هر چه باشد، رابطه بین مشخصات جریان خون در aneurysmها و درصد پیشرفت بیماری از نظر پزشکی بسیار اهمیت دارد. زیرا عقیده بر این است که با مطالعه تغییراتی که با شروع بیماری در مشخصات جریان خون از قبیل توزیع فشار و تنش برشی در جدا رگ ، رخ می دهد، پزشکان می توانند مقدار پیشرفت بیماری را تشخیص داده و با داشتن اطلاعات کافی از رفتار جریان نسبت به علاج بیماری توسط دارو و یا با اجرای عمل bypass اتخاذ تصمیم نمایند. بنابراین مطالعه مشخصات جریان خون در aneurysmها از اهمیت خاصی برخوردار است . هدف اصلی از انجام پروژه حاضر، مطالعه اثر خاصیت غیرنیوتنی خون در مشخصات جریان خون در aneurysmها با در نظر گرفتن مدلهای مختلف رئالوژیک برای خون می باشد. از آنجایی که مدلهای رئالوژیک مختلفی برای خون پیشنهاد شده است . در این تحقیق از سه مدل غیرنیوتنی biviscosity, casson, powerlaw استفاده شده است . جریان خون به صورت آرام (laminar)، دائمی (steady) و با تقارن محوری (axisymmetric) در نظر گرفته شده و از خاصیت ارتجاعی جدار رگ نیز چشم پوشی شده است . با در نظر گرفتن یک شبکه متعامد منطبق بر مرز، فرم تفاوتهای محدود (finite difference) معادلات حاکم در صفحه محاسباتی با روش حجم کنترل (control valume) بدست آمده و با استفاده از الگوریتم شناخته شده simple حل شده اند. برای هر یک از مدل های رئالوژیک مورد مطالعه، حل معادلات با در نظر گرفتن مقادیر مختلف عدد رینولدز جریان اصلی بدست آمده است . جهت انجام محاسبات در این تحقیق، یک برنامه کامپیوتری به زبان fortran77 نوشته شده که خروجی آن شامل توزیع سرعت ، فشار، تابع جریان و ورتیسیتی در حوزه جریان، و تنش برشی روی جدا رگ می باشد. این مقایسه نشان می دهد که برای یک آنوریسم با 69 درصدد افزایش سطح مقطع، جدایی جریان این مدلهای نیوتنی biviscosity, casson, power-law به ترتیب در اعداد رینولدز بزرگتر از 34، 85، 80 و 125 اتفاق می افتد.

برای استفاده از روش تفاضلهای محدود ‏‎(finite difference method)‎‏ در حل عددی معادلات حاکم بر جریانهای لزج با مرزهای پیچیده، معمولا این معادلات در یک دستگاه مختصات محاسباتی که منطبق بر مرزهاست نوشته میشوند. برای این منظور میبایست ابتدا شبکه ای که رابطه بین حوزه های فیزیکی و محاسباتی جریان را مشخص میکند، محاسبه شود. هدف از انجام این تحقیق تولید یک شبکه متعامد منطبق بر مرزها در حوزه جریان دو بعدی در اطراف بالهای دوبل ‏‎(bi-plane)‎‏ در مجاورت سطح زمین میباشد. با توجه به متعامد بودن خطوط جریان ‏‎‏‎(w‎ =constant)‎‏ و خطوط هم پتانسیل ‏‎(q=constant)در مدل جریان پتانسیل، حل این مدل در حوزه جریان بدست آمده و بنابراین رابطه بین صفات فیزیکی و محاسباتی با توابع ‏‎q=q(x,y), w=w(x,y)‎‏ مشخص شده است. جهت حل جریان پتانسیل اطراف هندسه مذکور از روش پانل ‏‎(panel method)‎‏ همراه با توزیع خطی ورتکس روی پانلها استفاده شده و برای مدل کردن سطح زمین بعنوان یک خط جریان نیز از روش تصاویر بهره گرفته شده است. از آنجا که با حل جریان پتانسیل، توزیع فشار و در نتیجه ضرایب ایرودینامیکی نیز قابل محاسبه اند، محاسبات برای هندسه های مختلف بالها با زوایای حمله متنوع و برای فصول متفاوت از سطح زمین انجام گرفته است تا مجاورت زمین ‏‎(ground effect)‎‏ بر ویژگیهای ایرودینامیکی بالها نیز مورد مطالعه قرار گیرد. نتایج نشان میدهد که گرچه ویژگیهای ایرودنامیکی با دقتی مطلوب بدست آمده اند، شبکه های بدست آمده باید با افزودن و تصحیح موضعی خطوط هم پتانسیل در بعضی از قسمتهای حوزه جریان، هموارتر شوند.