در این مقاله مدل سازی جریان پایای کاویتاسیون گسترده با استفاده از مدل غیرخطی پاره ای روش المان مرزی بررسی شده است. شبکه مورد استفاده از نوع ثابت بوده بنابراین قدرت چشمه و دوقطبی روی سطح هر المان و در هر مرحله ثابت می باشد. با توجه به استفاده از مدل غیرخطی پاره ای یا فرض ارتفاع کم کاویتی تمامی شرایط مرزی بر روی سطح جسم اعمال شده و هیچگونه محاسباتی بر روی سطح کاویتی انجام نمی گیرد. در این مدل عدد کاویتاسیون مقداری معلوم بوده و طول کاویتی در هر مرحله محاسبه می شود. چنانچه به مرحله ای رسیدیم که مقادیر بدست آمده در دو مرحله پیاپی تغییر ناچیزی داشته باشد طول نهایی کاویتی بدست آمده و ادامه حل متوقف می شود. بر پایه این روش، بطور ویژه دو شرط کوتای مورینو و فشاری تکرار شونده بر روی بال با مقطع ناکا 16006 به طور کامل مورد بررسی قرار گرفته است. شرط کوتای فشاری تکرار شونده در مقایسه با شرط کوتای مورینو دارای هزینه محاسباتی بالاتری بوده اما از طرفی دارای دقت بالاتری جهت برقراری شرط کوتا می باشد. نشان داده شده است که در مدل سازی جریان کاویتاسیون گسترده مدل کوتای مورینو شرط عدم اختلاف فشار در لبه فرار را نمی تواند برقرار کند و می بایست از شرط کوتای تکرار شونده استفاده شود. با توجه به اینکه مدل بسته شدن کاویتی از نوع ساده می باشد مقایسه نتایج نشان می دهد این روش دارای دقت بسیار خوبی در پیش بینی رفتار جریان همراه با کاویتاسیون با توجه به هزینه محاسباتی بسیار کم دارا می باشد.

در این تحقیق روش لاگرانژی و بدون شبکه المان گردابه ای برای شبیه سازی جریان در لایه برشی با تحریک اجباری به کار گرفته شده است. رشد زمانی ناپایداری در لایه برشی و سپس تشکیل گردابه ها به خوبی با این روش پیش بینی شده است. همچنین چگونگی رشد گردابه ها و فرایند جفت شدن و تاثیر متقابل آنها بر یکدیگر مطالعه شده است. در لایه برشی بدون تحریک رشد گردابه ها به صورت خطی و مطابق با بزرگترین فرکانس ناپایداری انجام می شود درحالی که با اعمال تحریک خارجی، مدها و فرکانس های ناپایداری مختلفی در رشد و دفع گردابه ها تاثیر گذار هستند که مهمترین آنها، فرکانس اجباری تحریک است و رشد ناپایداریها دیگر به هیچ وجه خطی نیست. نتایج نشان می دهد که افزایش نسبت سرعت، باعث تسریع ناپایداری می شود، وجود فرکانس اجباری و تحمیل آن به لایه برشی، از رشد بی سازمان لایه جلوگیری کرده و رشد خطی اغتشاشات در لایه برشی کمتر دیده می شود. نتایج برای طول دامنه های مختلف، به دست آمده و با نتایج آزمایشگاهی مقایسه شده است.

در این تحقیق رفتار دینامیکی مدل المان محدود غیر خطی رشته حفاری مورد بررسی قرار گرفته است. با در نظر گرفتن تمام طول رشته حفاری و با استفاده از مدل تیر تیموشنکوی سه بعدی، سختی هندسی شامل ترمهای غیر خطی، جرم افزوده شده ناشی از سیال حفاری و تماس رشته حفاری با دیواره چاه در معادلات منظور و با ارائه مدلی کامل تاثیر حضور عوامل مذکور مورد تحلیل قرار گرفته است. معادلات حرکت بدست آورده شده و برای استخراج نتایج از معادلات مرتبه کامل استفاده شده است. برای نخستین بار محدوده ای از نقاط رشته حفاری که احتمال رخ دادن تماس در آنها بیشتر از سایر نقاط است شناسایی شده است. فرکانس های طبیعی رشته حفاری محاسبه شده و با نتایج نرم افزارهای تجاری و مقادیر ثبت شده سر چاهی برای یک مدل واقعی یکسان مقایسه شده است. کوپل بودن ارتعاشات مدل، آزموده شده و تاثیر استفاده از مدل خطی و غیر خطی در تحلیل رفتار دینامیکی و ارتعاشات رشته حفاری بخصوص در تماس با دیواره چاه و تاثیر تغییر وزن روی مته بر وقوع تماس در پایدارکننده ها، تحلیل شده و زمان وقوع تماس در هر یک از پایدارکننده ها برای اولین بار استخراج شده است.

در این مقاله کنترل مرزی یک معادله سهمی گون غیرخطی با یک انتگرال معیار و یک حالت نهایی ثابت مورد بررسی قرار گرفته است. به وسیله یک فرآیند نشاندن (بکار برده شده توسط روبیو و دیگران) برای دستگاههای با بعد متناهی، این مساله با مساله جدیدی که دارای ساختار خطی می باشد جایگزین شده و روی یک مجموعه از زوج اندازه های رادن مثبت که در محدودیتهای خطی صدق می کنند کمینه می شود. در روش حل عددی هر یک از اندازه های موجود در زوج اندازه های بهینه به وسیله یک ترکیب متناهی از اندازه های اتمی تقریب زده می شوند و به این ترتیب مساله جدید به یک مساله برنامه ریزی خطی با بعد متناهی تبدیل می شود. جواب این مساله در ساختن کنترل بهینه بصورت یک تابع قطعه ای ثابت مورد استفاده قرار می گیرد. یک مثال عددی برای توضیح این روش بیان شده است.مزایای این تبدیل عبارتند از:1- زوج اندازه های بهینه و متناظر با آن کنترل بهینه به صورت ذاتی وجود خواهد داشت. (البته در صورت کنترل پذیر بودن سیستم مورد نظر)2- مساله جدید خطی است. در نتیجه می توان از تمام مزایای مربوط به آنالیز خطی برای چنین مساله ای استفاده کرد. اگر چه مساله اصلی غیرخطی بوده است.3- کمینه پیداشده در این روش، یک کمینه کلی است.

در این مقاله از روش المان مرزی با المان های خطی و درجه دو برای شبیه سازی فرآیند انجماد و سرد شدن فلز خالص (آلومینیم) ریخته گری شده در قالب ماس های استفاده شده است. در این روش، نقاط گرهی روی مرز دامنه قرار داده می شوند. در مسایل مرز متحرک، موقعیت این گره ها در هر گام زمانی اصلاح شدند؛ زیرا موقعیت آن ها تابع زمان است. اصلاح گره بندی در روش المان مرزی به مراتب ساده تر از سایر روش های عددی متعارف است. معادله رسانش گذرا همراه با تغییر فاز را به یک معادله انتگرال مرزی تبدیل کرده و با استفاده از روش المان مرزی؛ تابع گرین زمان مند و انتگرال تلفیقی را به صورت عددی حل و توزیع دما و موقعیت جبهه انجماد را پیدا می کنیم. دقت روش مورد استفاده با حل مساله یک بعدی انجماد بررسی و نتایج شبیه سازی عددی با نتایج به دست آمده از انجام آزمایش های مختلف مقایسه و بحث شده است.

یکی از مهمترین مسائل هیدرودینامیک کاربردی بررسی هیدروفویل متحرک در نزدیکی سطح آزاد است. در این مقاله به شبیه سازی جریان حول هیدروفویل در نزدیکی سطح آزاد به روش المان مرزی پرداخته شده است. برای شبیه سازی با استفاده از روش المان مرزی، از یک روش تکرار مبتنی بر تئوری گرین استفاده شده است. برای این منظور مساله به دو قسمت هیدروفویل و سطح آزاد تقسیم شده و اثرات هریک بر دیگری محاسبه می شود و پتانسیل اختلالی روی سطح آزاد و هیدروفویل بدست می آید. سپس به کمک یک الگوریتم تکرار مقادیر پتانسیل ها در هر مرحله اصلاح می شوند تا جواب ها به مقادیر واقعی همگرا شوند. سپس به وسیله این پتانسیل ها توزیع فشار روی هیدروفویل همچنین منحنی موج روی سطح آزاد بدست می آید. پس از اعتبارسنجی این روش به بررسی عوامل مختلف روی عملکرد هیدروفویل از قبیل ضخامت و انحنای هیدروفویل، عدد فرود، زاویه حمله و ارتفاع از سطح آزاد و همچنین سهم نیرو های برا و پسای حاصل از امواج پرداخته شده است. مشاهده می شود که نتایج روش المان مرزی با وجود فرض سیال ایده آل، با تقریب خوبی، عملکرد جریان را پیش بینی می کند.

یکی از متداولترین انواع پیش برنده های دریایی نوع پروانه ای است که با ایجاد تراست لازم برای غلبه بر مقاومت سبب راندن کشتی می گردد. پروانه در محلی کار می کند که جریان و یک عقب کشتی دارای مولفه های سرعت محوری، مماسی و شعاعی است و سبب توزیع فشار نوسانی و باعث تراست نوسانی می شود. تولید کمترین گشتاور، بیشترین تراست لازم برای غلبه بر مقاومت و راندمان بالا و همچنین عدم وقوع کاویتاسیون از فاکتورهای مهم طراحی پروانه می باشد. قسمت اول این مقاله با استفاده از روش المان مرزی جهت بررسی عملکرد و تعیین مشخصات هیدرودینامیکی پروانه در شرایط جریان غیر یکنواخت متمرکز است. در قسمت دوم مقاله با داشتن مشخصات هیدرودینامیکی پروانه، روش سیستماتیک برای انتخاب بهینه پروانه استفاده شده است. انتخاب پروانه بر اساس معیارهای مهم و اصولی در طراحی پروانه انجام می شود. در این مقاله مشخصات هیدرودینامیکی سه پروانه مختلف برای کشتی (PV11) محاسبه شده و یک پروانه بهینه انتخاب شده است.