در این تحقیق نشست ذرات مایکرو و نانو در جریان متلاطم در دستگاه تنفسی فوقانی انسان به صورت عددی مورد بررسی قرار گرفته است. مدل هندسی مورد استفاده مدلی واقعی از مسیر عبور هوا شامل حفره ی بینی، حلق، حنجره و نای است. برای حل مسأله ابتدا میدان جریان سیال حل شده و سپس حرکت و نشست ذرات در این میدان بررسی شده است. برای حل میدان جریان متلاطم، پس از ارزیابی عملکرد مدل های تلاطم دومعادله ای مختلف در پیش بینی جریان در هندسه ای ساده تر (نازل همگرا- واگرا)، از مدل lrn k-? استفاده شده است. سپس، حرکت ذرات نانو با استفاده از دیدگاه اویلری و حرکت ذرات مایکرو با استفاده از دیدگاه لاگرانژی مورد بررسی قرار گرفته است. در دیدگاه لاگرانژی برای یافتن سرعت های نوسانی سیال که بر حرکت ذره موثر است از مدل حرکت تصادفی پیوسته استفاده شده و نتایج این مدل با نتایج مدل حرکت تصادفی گسسته مقایسه شده است. علاوه بر آن، برای بررسی کیفیت نتایج بدست آمده، مسأله به روش les نیز حل شده است. نتایج بدست آمده نشان می دهد که تلاطم نشست ذرات با اینرسی متوسط را افزایش می دهد اما بر نشست ذرات با اینرسی خیلی کم و زیاد تأثیر قابل توجهی ندارد. همچنین مقایسه ی نتایج بدست آمده با داده های تجربی بیانگر این است که استفاده از مدل حرکت تصادفی پیوسته، در مقابل مدل حرکت تصادفی گسسته، دقت نتایج را به میزان قابل توجهی افزایش می دهد. همچنین مقایسه ی نتایج روش rans (همراه با مدل تصادفی) و روش les نشان می دهد که نتایج این دو روش در پیش بینی نشست کلی ذرات به یکدیگر نزدیک هستند درحالی که در پیش بینی نشست محلی تفاوت های قابل توجهی با یکدیگر دارند.

جهت بررسی عملکرد پیل های سوختی و افزایش راندمان آنها با درنظر گرفتن شرایط فیزیکی متفاوت، از روش های مختلفی استفاده می شود. یکی از مهمترین روش ها برای افزایش راندمان پیل سوختی کاهش افت ها با لحاظ کردن مدیریت آب حین کار کردن وسیله است. این افت ها باعث کاهش مقدار ولتاژ برگشت-پذیر و نهایتاً کاهش مقدار ولتاژ نهایی تولیدی می شود. هدف از انجام این پایان نامه استخراج معادلات حاکم بر پیل سوختی با نظرگرفتن مدیریت آب است. در راستای انجام این هدف و به منظور ساده سازی طراحی کنترل کننده مناسب جهت افزایش راندمان پیل-سوختی، مرتبه سیستم با گزینش متغیرهای مناسب کاهش داده شده است. به این منظور ابتدا معادلات حاکم بر سیستم را با لحاظ کردن مدیریت آب استخراج کرده و سپس با استفاده از روش اختلالات جزئی مرتبه سیستم را کاهش می دهیم و نهایتاً با تعیین بهره کنترل کننده pid به سه حالت سعی و خطا، به کمک تکنیک و به کمک تکنیک فازی به حداقل رساندن خطای حالت ماندگار سیستم و در نتیجه میل دادن مقدار خروجی های سیستم به مقادیر مطلوب را مورد مطالعه قرار می دهیم. همچنین پایداری سیستم را با تئوری لیاپانوف در حالت تکنیک مورد بررسی قرار داده ایم. در نهایت نتایج این روش های کنترلی را با هم مقایسه کرده و نتیجه گرفته ایم که تکنیک و فازی هردو قادر به کنترل سیستم بوده با این تفاوت که با تکنیک فراجهش های سیستم کمتر بوده و خطای حالت ماندگار کنترل کننده فازی را کمتر است.

احتراق در مشعل های متخلخل به دلیل حضور ماتریس جامد، نسبت به احتراق در مشعل های شعله آزاد، مزیت هایی دارد. در این پایان نامه، احتراق پیش مخلوط متان در یک مشعل متخلخل چندلایه ای، با سینتیک شیمیایی مفصل، در رژیم جریان لایه ای و به صورت شبه یک بعدی، مدل سازی می شود. ماتریس های جامد به کار رفته در مشعل، خنثی، همگن و هم سان گرد هستند. به منظور مدل سازی بهتر پدیده های فیزیکی در مشعل، دامنه ی حل به سه ناحیه تقسیم می گردد. در این پژوهش جهت تعیین میدان جریان، معادلات پیوستگی، انرژی در فاز گاز، انرژی در فاز جامد و بقای گونه ها حل می شوند. جهت مدل سازی پدیده ی احتراق مکانیزم gri 3. مورد استفاده قرار می گیرد. به منظور حل عددی مسأله از کد premix به همراه تصحیحات لازم استفاده می شود. هم چنین خواص ترمودینامیکی و انتقالی گونه های شیمیایی توسط زیربرنامه های مربوط و پایگاه داده های ترمودینامیکی و انتقالی موجود در بسته ی chemkin 2محاسبه می شوند. با انجام شبیه سازی های عددی ، برآورد و درک گسترده ای از عمل کرد مشعل به دست می آید. نتایج حالت پایه نشان می دهند که دمای حداکثر شعله نسبت به دمای شعله ی بی دررو بیش تر است. از نظر حرارتی، دو مشخصه ی پیش گرم شدن مخلوط گازها و افت دمای آن پس از جبهه ی شعله، مشعل متخلخل را از مشعل شعله آزاد متمایز می نمایند. مشاهده می شود که میزان انتشار آلاینده ها به ازای kw/m2 1 توان حرارتی، برای مشعل متخلخل به مراتب کم تر است. مطالعات پارامتری بیان می کنند که تغییر مقدار یک کمیت مربوط به یک ماتریس جامد در یک محدوده ی مشخص از تغییرات، اثر چندانی روی رفتار حرارتی مشعل در ناحیه ی ماتریس دیگر ندارد. تحلیل پایداری به وضوح نشان می دهد که شعله به خوبی در فصل مشترک ماتریس های جامد پایدار می باشد.