از جمله روش‏های نمایش خوردگی بر روی یک سازه اندازه‏گیری پتانسیل در امتداد لوله است. اغلب برای محاسبه توزیع پتانسیل و جریان خوردگی بر روی لوله از روش‏های ریاضی بهره می‏برند. بر طبق روابط معادله لاپلاس، رابطه حاکم جهت محاسبه توزیع پتانسیل در امتداد یک سازه با رسانندگی ثابت است. حل تحلیلی این معادله محدود به هندسه‏ها‏ی ساده و شرایط مرزی خطی می‏شود در حالی که اغلب مسائلی که در حفاظت کاتدیک با آن‏ها مواجه می‏شوند، مربوط به هندسه‏‏های پیچیده و شرایط مرزی غیرخطی است بنابراین، جهت محاسبه توزیع پتانسیل در امتداد لوله از روش‏های عددی بهره برده می‏شود. در این تحقیق سیستم حفاظت کاتدیک خطوط لوله گاز مدفون در خاک در محیط‏های ناهمگن به روش المان مرزی مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته‏است. در ابتدا به بررسی تاثیر تغییر رسانندگی الکترولیت در مدل‏سازی دوبعدی سیستم حفاظت کاتدی پرداخته شده‏است. در ادامه نشان داده شده‏است که روش المان مرزی می‏تواند یک سیستم حفاظت کاتدی به روش آند فداشونده را برای یک مدل سه بعدی لوله در محیط‏های ناهمگن طراحی نماید. نتایج دوبعدی نشان می‏دهند که با ورود لوله به ناحیه‏ای با هدایت الکترولیتی بالا‏تر، توزیع پتانسیل سطح لوله نیز دچار افت شده و لوله از خوردگی مصونیت پیدا می‏کند.تاثیر پوشش نیز مورد بررسی قرار گرفت و همان‏گونه که انتظار می رفت، نتایج وجود پوشش کامل را ضامن ایمن بودن لوله در برابر خوردگی نشان دادند. ولی از آنجایی که پوشش ها همواره در طول زمان یا در حین نصب و بار گذاری دچار آسیب می شوند، علاوه بر پوشش نیاز به استفاده از سیستم حفاظت کاتدیک بوده که براحتی می تواند در کنار پوشش لوله را از خوردگی حفظ نماید. همچنین مشاهده گردید که توزیع عیوب در زاویه‏‏‏‏های مختلف اثر تخریبی کمتری از تجمع همه آنها در یک نقطه دارد. همچنین، بررسی سه‏‏‏‏‏بعدی نشان می‏دهد که نواحی از محیط که دارای رسانندگی بالاتر می‏باشند، مکان‏های مناسب‏تری برای نصب آندها می‏باشند.

طراحی و تحلیل آیرودینامیکی روتور یک توربین بادی 25 کیلوواتی در چهار قسمت بررسی شده است. ابتدا یک ایرفویل جریان آرام برای پره‏های توربین بادی محور افقی با استفاده از برنامه اپلر طراحی شده است. سپس ایرفویل طراحی شده با استفاده از روش حجم محدود توسط نرم‏افزار فلوئنت تحلیل شده است. مقایسه میان نتایج به‏دست آمده از برنامه اپلر و روش حجم محدود، مطابقت خوبی را در محدوده لامینار باکت نشان می‏دهد. بعد از طراحی ایرفویل، هندسه پره توربین با استفاده از تئوری مومنتوم المان پره تعیین شده است. علاوه بر آن، میزان تغییر زاویه گام پره برای کنترل توان توربین در سرعت‏‏های بالا، محاسبه شده است. در مرحله بعد، میدان جریان پتانسیل اطراف روتور با استفاده از روش المان مرزی ارزیابی شده است. یک شرط کوتای سه‏بعدی جدید پیشنهاد شده که پیوستگی فشار در لبه فرار را تضمین می‏کند. پس از آن، جریان پیچیده سه‏بعدی اطراف روتور با استفاده از برنامه فلوئنت، شبیه‏سازی شده است. در انتها، کارایی تئوری مومنتوم المان پره و روش‏های المان مرزی و حجم محدود با یکدیگر مقایسه شده است. نتایج به‏دست آمده نشان می‏دهد که تئوری مومنتوم المان پره و روش المان مرزی برای طراحی و تحلیل آیرودینامیکی توربین‏های بادی، کارایی بهتری دارند. به‏علاوه، توربین طراحی شده قادر به تأمین توان مورد نظر است.

در این تحقیق تاثیر جزر و مد رودخانه‏ی بهمنشیر بر مکش ایستگاه پمپاژ آب بررسی شده است. جزر و مد رودخانه بهمنشیر و تاثیر آن بر دبی مکش آب و مقدار هوا در سیستم انتقال آب رودخانه مورد مطالعه قرار گرفته است. پدیده جزر و مد و عوامل ایجاد این پدیده تشریح شده است. سپس، به بررسی فیزیکی و روش های تحلیل و پیش بینی جریان های جزر و مدی پرداخته شده است. ابزارها و روش‏های اندازه‏گیری جزر و مد معرفی شده است. تحلیل‏ها‏ بر روی داده‏های جزر و مدی رودخانه‏ی بهمنشیر، در روزهای اول و دوم اردیبهشت ماه انجام شده و معادله‏ی حاکم به صورت منحنی کسینوسی به دست آمده است. تحلیل جزر و مدی در بازه‏ی یک‏ساله‏ی??-?? انجام شده و حد بالا و پایین آب در این بازه‏ی زمانی به دست آمده است. نتایج نشان می‏دهد که بیشترین نوسان ارتفاع آب رودخانه در? ماهه‏ی اول سال رخ می‏دهد. سپس، به شبیه‏سازی جریان در نمونه‏ی سیستم انتقال آب در سرعت‏های مختلف جریان رودخانه پرداخته شده و مقدار دبی آب و هوای مکش شده به دست آمده است. نتایج نشان می‏دهد که مقدار دبی مکش آب به طور خطی با نوسان ارتفاع آب تغییر می‏کند و با افزایش سرعت جریان سطحی افزایش می‏یابد. مقدار مکش هوا نیز با افزایش سرعت جریان افزایش می‏یابد. سپس به بررسی اثر تغییر مکان قرارگیری لوله‏ی مکش، افزایش تعداد لوله‏های مکش و تغییر مدل آشفتگی بر نتایج پرداخته شده است. مکان وقوع گردابه‏های زیر سطحی و سطح آزاد در استخر مکش مورد مطالعه قرار گرفته و دبی آب و مقدار هوای مکش شده در تمام حالت ها با یکدیگر مقایسه شده است. شبیه‏سازی جریان در سیستم انتقال آب رودخانه‏ی بهمنشیر واقع در ایستگاه‏ شهید باوی آبادان انجام شده است. با استفاده از روش های هندسی و وسایل اندازه گیری ساده ابعاد لوله ها، فلنج ها، زانویی و فیلتر متصل به دهانه لوله مکش به‏دست آمده است. بخش های مختلف سیستم انتقال آب از رودخانه تا ورودی پمپ به وسیله نرم افزارهای طراحی به کمک رایانه، مدل سازی و شبکه محاسباتی در این سیستم تولید شده است. نتایج نشان می‏دهد که در این حالت نسبت به حالت‏های قبلی، مقدارمکش هوا و تعداد گردابه‏های تولید شده در میدان جریان، افزایش و دبی مکش آب از رودخانه کاهش قابل ملاحظه‏ای داشته است.

جریان سیال و انتقال حرارت بر روی سطوح در حال کش آمدن مسئله ی بسیار مهمی در صنایع، از جمله صنایع تولید صفحات کائوچوئی، شیشه ای و پلاستیکی می باشد. در این پژوهش، مسئله ی جریان سیال و انتقال حرارت نانوسیال ها بر روی صفحه ی در حال کش آمدن به صورت عددی بررسی شده است. معادلات پاره ای استخراج شده در حالت بی بعد توسط روش تفاضل محدود و الگوریتم تخفیف پی درپی نقطه به نقطه بر روی یک شبکه ی غیریکنواخت به صورت عددی حل شده است. تأثیر اعداد بی بعد بانام های، عدد پرانتل، عدد لوئیس، عدد رینولدز، پارامتر دما و پارامترهای حرکت براونی و ترموفورسیس بر پروفیل سرعت، دما و غلظت نانوذرات و همچنین ضریب اصطکاک، عدد ناسلت و عدد شروود مورد بررسی قرار گرفته است. محدوده ی فیزیکی پارامتر های نانوسیال برای دو نانوسیال متداول استخراج شده است. دیده شده که با افزایش نانوذراتی از قبیل نقره و اکسید مس نرخ انتقال حرارت از سطح افزایش می یابد. علاوه بر این، افزایش پارامتر ترموفورسیس باعث کاهش غلظت نانوذرات بر روی صفحه شده است اگرچه، غلظت نانوذرات بر روی صفحه با افزایش عدد براونی افزایش می یابد.

در این پایان نامه مساله انتقال حرارت پایا در هندسه های دوبعدی و سه بعدی به روش عددی مورد مطالعه قرار گرفته است. روش عددی مدنظر، روش المان مرزی می باشد و در این پژوهش برای افزایش کارایی آن از تکنیک تجزیه دامنه نیز استفاده شده است. برای این منظور ابتدا فرم انتگرال مرزی معادله ی حاکم بدست آمده و با کمک روش المان مرزی و استفاده از المان های ثابت به تحلیل چند مثال دوبعدی و سه بعدی پرداخته شده است و نتایج بدست آمده به کمک منابع معتبر مورد راستی آزمایی قرار گرفته است. سپس همان مثال ها به کمک تکنیک تجزیه دامنه تحلیل شده است. بدین ترتیب که ابتدا دامنه محاسباتی اصلی باتوجه به هندسه ی مورد مطالعه به دو یا چند زیردامنه تقسیم شده؛ حال یک حدس اولیه برای مرزهای مجازی بوجود آمده انتخاب شده و به روش المان مرزی متداول تحلیل می شود. سپس جواب های بدست آمده برای زیردامنه ها با یک الگوریتم مشخص تصحیح شده و دوباره به عنوان کاندید جواب انتخاب می شود و این روند تا رسیدن به جواب نهایی ادامه می یابد. در نهایت نتایج بدست آمده در این بخش جهت اعتبارسنجی، با نتایج بخش قبل مقایسه شده است. بدین ترتیب ضمن بیان صحت و کارایی تحلیل مسایل انتقال حرارت به روش المان مرزی و تکنیک تجزیه ناحیه، مقدمات لازم جهت اعمال پردازش موازی برای این روش مهیا شده است.