هدف از انجام رساله حاضر، شبیه سازی دوبعدی اندرکنش سیال و جسم شناور در پدیده های اسلاشینگ و برخورد موج و سازه در دو حالت سیال ایده آل و لزج است. جهت مدلسازیهای فوق در حالت سیال ایده آل، از دو روش المان مرزی و اجزاء محدود جهت حل معادلات لاپلاس و شرط مرزی دینامیکی سطح آزاد استفاده شد. سپس، مدل عددی جهت مدلسازی اندرکنش موج و جسم شناور با استفاده از تئوری تفرق تهیه و با استفاده از نتایج ارائه شده توسط سایر محققین معتبرسازی شد. در حالت سیال لزج، معادلات پیوستگی و ناویر- استوکس به عنوان معادلات حاکم مورد استفاده قرار گرفت. به منظور مدلسازی سطح آزاد، از روش کسر حجمی که یکی از روشهای تسخیر حجمی در مدلسازی سطح آزاد است، استفاده شد. سپس، با استفاده از روابط تئوری امواج، موج منظم منظم خطی ، غیرخطی تنها و موج نامنظم در یک مخزن موجساز عددی تولید و به کمک روابط تئوری امواج معتبرسازی شدند. در نهایت، اندرکنش جسم شناور و موج با استفاده از تکنیک حوزه حل مجازی مورد بررسی قرار گرفت.

آلودگی آب همواره یکی از معضلات مهم پیش روی بشر بوده است، و بشر نیز از بیش از شش هزار سال پیش به دنبال راهکارهایی برای دستیابی به آب سالم بوده است. اما علاوه بر سلامت آب آشامیدنی، که امروزه در استانداردهای اولیه ی آب بررسی می شود، ویژگی های ظاهری یا استانداردهای ثانویه ی آن نیز اهمیت فراوانی دارند. بررسی هایی که با محوریت مصرف کننده صورت گرفته اند نشان می دهند که ویژگی های ظاهری آب آشامیدنی شامل طعم، بو و رنگ مهم ترین دغدغه های مصرف کنندگان را تشکیل می دهند، چرا که مصرف کنندگان معمولاً میزان سلامت آب را به عوامل ظاهری آن پیوند می زنند. از آنجا که هر آبی مشخصات و ویژگی های خاص خود را دارد، برای از میان بردن مشکلات مربوط به طعم، بو و رنگ در آن، آزمایش ها و راهکارهای منحصر به آن سیستم آبی مورد نیاز است. می دانیم که یکی از مهم ترین منابع تأمین کننده ی آب آشامیدنی در شهر مشهد آب موجود در پشت سدها ست. بنابراین، تصفیه ی آن و ارائه ی آبی با کیفیتی منطبق بر استانداردهای آب آشامیدنی یکی از مهم ترین اهداف تصفیه خانه های شماره 1 و 2 مشهد است. به این منظور، بررسی پارامترهای تأثیرگذار بر کیفیت آب آشامیدنی دو سد کارده و طرق و تصفیه خانه های شماره 1 و 2 مشهد، از جمله عوامل موثر بر رنگ، طعم و بوی آب اهمیت بسیاری دارد. هدف از این پژوهش، شناخت عوامل و مشکلات مربوط به رنگ، طعم و بو در منابع و تصفیه خانـه های آب مشهد، و دست یابی به مناسب ترین ساز وکار جهت فراهم آوردن آبی با کیفیت بالای استانداردهای ثانویه و عاری از هرگونه رنگ، طعم و بو برای مصرف کنندگان است. در مطالعات موردی صورت گرفته بر روی سد کارده و تصفیه خانه ی شماره 1 و نیز سد طرق و تصفیه خانه ی شماره 2 مشهد، پس از آن که مشخص گردید که عامل اصلی تولید رنگ، بو و طعم ناخوشایند در آب جلبک است، نمونه برداری های منظمی از نقاط مختلف جهت تشخیص، شناسایی و کشت این جلبک ها صورت گرفت. در پژوهش حاضر، ضمن بررسی جلبک های موجود در این نمونه ها، حذف جلبک ها با استفاده از پرمنگنات پتاسیم و ازن مورد بررسی قرار گرفته و تأثیر مقادیر مختلف این مواد برروی گونه های متفاوت جلبک ها ارزیابی شده است. در پایان، میزان موثر پرمنگنات پتاسیم و ازن جهت حذف کلی جلبک ها و ایجاد آبی با کیفیت بالا مشخص و ارائه گردیده است.

در این پژوهش تأثیر موانع ربع استوانه بر ایجاد پرش هیدرولیکی در کانال های مستطیلی به طور آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور موانع ربع استوانه ای با قطر 2 و 3 سانتیمتر در نظر گرفته شده و تأثیر موقعیت و ارتفاع این موانع در پارامترهای مختلف پرش هیدرولیکی ایجاد شده شامل موقعیت ایجاد پرش، اتلاف انرژی و تغییرات عدد فرود مورد ارزیابی قرار گرفته اند. فلوم مورد استفاده در این تحقیق دارای 6 متر طول ، 20 سانتیمتر عرض و 30 سانتیمر ارتفاع است. انتخاب موانع با سطح مقطع ربع دایره به منظور کاهش میزان فرسایش ناشی از برخورد جریان با آنها در مقایسه با سایر اشکال مانند موانع مستطیلی و ذوزنقه ای است. موانع در انتهای کانال نصب شده و فاصله اولین مانع از سرریز ابتدای کانال ثابت در نظر گرفته شده است. در مجموع تعداد 160 آزمایش در دبی های مختلف انجام شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهد، افزایش فواصل بین موانع تا مقدار مشخصی باعث افزایش میزان استهلاک انرژی شده و بیشتر از آن باعث کاهش میزان استهلاک می شود و نسبت بهینه فواصل بین موانع به ارتفاع موانع (s/r) با افزایش ارتفاع موانع افزایش می یابد.