دانلود کتب، جزوات و مقالات فیزیک

در اين مطالعه به بررسي اثر ناهمواري سطح در شارش هاي لايه مرزي، بوسيله يك مدل عددي پرداخته مي شود. مدل بكار رفته در اين مطالعه يك مدل غير هيدروستاتيك است كه در آن از تقريب بوسينيك استفاده شده است. براي وارد كردن اثر ناهمواري سطح در مدل از تبديل مختصات گال - چن دراستفاده مي شود. الگوريتم بكار رفته براي حل معادله فرارفت، الگوريتم بالاسوي وزن دار MPDATA است. در اين الگوريتم از سرعت پاد پخش براي تعديل اثر پخش بالاي طرحواره پادجريانسو استفاده مي شود. براي حل معادله بيضوي حاصل از مدل، از روش باقيمانده هميوغ تعميم يافته استفاده مي شود. منطقه مورد نظر در اين مطالعه در اطراف اصفهان است و داراي ابعاد10×10km²  است. بادهاي ايجاد شده در اين منطقه شديدا تحت تاثير عوامل محلي است و با توجه به اندازه گيري هاي ميداني كم، استفاده از يك مدل عددي براي بررسي عوامل محلي ايجاد شده لازم به نظر مي رسد.
بعد از اجراي مدل در روزهاي اول ماه هاي آگوست، سپتامبر و فوريه سال 2003 در شرايط پايداري مختلف، سازگاري نتايج بدست آمده با انتظارات فيزيكي شامل تقويت يا ميرايي امواج لي، جدايش شارش، افزايش تندي در قله ها مورد بررسي قرار گرفت و سازگاري نتايج با كارهاي ديگران مثل آريا (1988)، بريتر و همكاران (1981) نشان داده شد. در تحليلهاي انجام شده مشخص شد كه با توجه به بزرگ بودن عدد ريچاردسون در روز اول ماه آگوست، تقويت امواج لي در اين روز مي تواند رخ دهد. براي ارزيابي مدل، نتايج مدل با اندازگيري هاي بدست آمده از برج 100m موجود در منطقه مقايسه شد. در اين مقايسه مشخص شد نتايج مدل در شرايط آرام همديدي، به دليل وجود عوامل محلي خارج از حوزه محاسباتي، با اندازه گيري هاي انجام شده در برج تفاوت زيادي دارند.
در بررسي بعدي، معادله فرارفت - پخش براي مطالعه چگونگي پخش يك آلاينده حل و نتايج بدست آمده از آن با نتايج يك مدل انتگرالي (slab) مقايسه شده است. نتايج حاصل از اين مقايسه نشان مي دهد كه در مدل MPDATA اثر تغيير شكل ميدان شارش در پخش و پراكنش آلاينده بخوبي نمايان مي شود، اما براي نتيجه گيري بهتر از مدل لازم است علاوه بر اثر پخش، واداشت هاي بيشتري؛ مانند گسترش آلاينده در اثر گرانش، اثر شناوري و غيره در محاسبات در نظر گرفته شود.

روشهاي چند شبكه اي ابزاري مناسب براي سرعت بخشيدن به همگرايي روشهاي عددي و در نتيجه كاهش زمان محاسبات مي باشند. در اين تحقيق جريان سه بعدي سيال در حالت آرام اطراف يك مكعب روي يك سطح به كمك روش عددي حجم محدود مورد بررسي قرار گرفته و معادلات حاكم براي جريان پايدار و غير قابل تراكم بر اساس الگوريتم SIMPLE بر روي شبكه جابجا شده حل گرديد توزيع سرعت و فشار روي يك شبكه با تعداد نقاط ثابت بدست آمده و سپس همان مساله به كمك روش چند شبكه اي در محدوده اعداد رينولدز مورد بررسي بر اساس ارتفاع مكعب از 100تا 400 حل گرديد. نرخ همگرايي و همچنين دقت حل در دو روش براي شرايط مختلف جريان مقايسه شد.
روش چند شبكه اي اعمال شده در اين تحقيق بر اساس الگوريتم (Full-Multigrid Full ،Approximation Solution) داراي چهار مرحله شبكه بندي مي باشد، بطوريكه تعداد نقاط شبكه در هر جهت هنگام انتقال به يك مرحله بالاتر (شبكه ريزتر) دو برابر خواهد شد. ريزترين شبكه استفاده شده در روش چند شبكه اي همان شبكه بكار گرفته شده براي روش تك شبكه اي مي باشد. محدوده محاسباتي به نحوي انتخاب شده تا جوابها مستقل از تغيير محدوده محاسباتي باشد.
نتايج براي ميدان سرعت، نواحي جريانهاي برگشتي و توزيع فشار اطراف مكعب براي حالت چند شبكه اي ارايه شده است. مشاهده گرديد كه با انتخاب مناسب مراحل شبكه بندي، روش چند شبكه اي در مقايسه با روش تك شبكه اي با دقتي مشابه اما بسيار سريعتر به جواب مي رسد.