جریان حول اجسام جریان بند مثل سیلندرهای دو بعدی با مقاطع مربعی و دایره ای کاربرد گسترده ای در زمینه مهندسی دارد. مطالعه جریان حول تک سازه، به مدت زیادی به عنوان یک مورد پایه ای مورد مطالعه تجربی و عددی قرار گرفته است. این کار به دفعات، برای سیلندرهای دایره ای و به میزان کمتری برای سایر هندسه ها مثل: سیلندرهای مربعی، سیلندرهای مستطیلی، صفحات تخت و ... به هر دو روش عددی و تجربی انجام شده است. ولی وقتی یک سازه در ویک سازه دیگری قرار می گیرد، ویژگی های جریان و نیروهای آیرودینامیکی، به شدت وابسته به شکل، فاصله بین سازه ها، آرایش و نحوه قرار گیری سازه ها و جهت جریان می باشند. در این حالت اگر تاثیر اتصال سازه به دیوار نیز در نظر گرفته شود (سازه سه بعدی)، ساختار جریان پیچیده تر نیز می شود و در این شرایط، جریان بسیار متفاوت تر از جریان عبوری از یک سازه تنها و دو بعدی رفتار می نماید. در تحقیق حاضر، با استفاده از جریان سنچ سیم داغ جریان حول یک سیلندر سه بعدی با مقطع مربعی و نیز دو سیلندر سه بعدی با مقطع مربعی در آرایش پشت سر هم و متصل به کف تونل باد، در اعداد رینولدز مختلف بررسی شده است. با استفاده از نتایج تجربی، سرعت متوسط و شدت آشفتگی در جهت جریان، اثرات عدد رینولدز بر ویژگی های جریان و نیز تحلیل طیفی سیگنال های سرعت ارائه شده است. در فصل های اول و دوم این پایان نامه، مقدمه ای بر جریان حول سازه ها و نیز مروری بر کارهای انجام شده در این زمینه ارائه گردیده است. در فصل سوم، تجهیزات آزمایشگاهی مورد استفاده در این تحقیق معرفی می گردند. در فصل چهارم، نتایج مربوط به مطالعات انجام شده روی تک سیلندر سه بعدی با مقطع مربعی متصل به کف و در فصل پنجم، نتایج مربوط به دو سیلندر سه بعدی با مقطع مربعی متصل به کف در آرایش پشت سر هم ارائه می شوند. نتایج مربوط به سرعت متوسط، شدت توربولانس، تحلیل فرکانسی، مقدار نرخ استهلاک انرژی، مقیاس طولی کولموگروف و ... به تفکیک در این دو فصل ارائه می گردند. نهایتا در فصل ششم خطا و عدم قطعیت موجود در آزمایش ها مورد بررسی قرار می گیرند.

لایه مرزی که بر اثر حرکت نسبی جسم جامد و سیال ایجاد می شود ، یکی از مهمترین مباحث علم مکانیک سیالات است که پژوهشهای وسیعی در رابطه با آن انجام گرفته و یا در حال انجام است. دلیل آن این است که لایه مرزی تأثیر مستقیم و یا غیر مستقیم بر روی پدیده های فیزیکی و سیالاتی نظیر جدایش، دنباله، نیروی اصطکاک، پسا، برآ و غیره دارد. بنابراین بررسی و پژوهش در مورد لایه مرزی از اهمیت خاصی برخوردار است تا بتوان با شناخت و کنترل آن، تجزیه و تحلیل و طراحی دستگاه ها و سیستم های فیزیکی با کاربردهای عملی خاص نظیر هواپیما، خودرو، سیستم های انتقال آب و هوا، مبدل های حرارتی و غیره را به نحو مطلوبی انجام داد. علیرغم مطالعات زیادی که در زمینه لایه مرزی انجام شده است، هنوز جنبه های زیادی از لایه مرزی آشفته نامشخص است. هدف از این پژوهش بررسی جریان لایه مرزی آشفته روی سطح صاف و همچنین بررسی اثرات زبری و ایجاد شیار روی سطح تخت بر پارامترهای لایه مرزی آشفته است. بدین منظور توزیع سرعت و شدت اغتشاشات توسط جریان سنج سیم داغ اندازه گیری و به دنبال آن پارامترهای مختلف جریان محاسبه می شود. از جمله پارامترهای مورد نظر ضخامت لایه مرزی، ضخامت جابجایی، ضخامت مومنتوم، ضریب شکل و ضریب اصطکاک است. در فصل های اول و دوم این پایان نامه، مقدمه ای بر جریان لایه مرزی و نیز مروری بر کارهای انجام شده در این زمینه ارائه گردیده است. در فصل سوم، تجهیزات آزمایشگاهی مورد استفاده در این تحقیق و روند انجام آزمایشات معرفی می گردند. نهایتاً در فصل چهارم، نتایج مربوط به مطالعات انجام شده روی صفحه تخت صاف، صفحه تخت با زبری پیش انداز، سطح تخت به همراه زبری گسترده (کاغذ سمباده) و در نهایت صفحه تخت شیاردار ارائه می شوند.

جریان حول اجسام جریان بند مثل سیلندرهای دو بعدی با مقاطع مربعی و دایره ای کاربرد وسیعی در زمینه های مهندسی دارد. مطالعه جریان حول تک سازه، به مدت زیادی به عنوان یک مورد پایه ای مورد مطالعه تجربی و عددی قرار گرفته است. این کار به دفعات، برای سیلندرهای دایره ای و به میزان کمتر برای سایر هندسه ها مثل: سیلندرهای مربعی، سیلندرهای مستطیلی، صفحات تخت و ...... به هر دو روش عددی و تجربی انجام شده است. در طول پژوهش های تجربی که تا کنون انجام شده اند از وسایل و روش های اندازه گیری متفاوتی مثل باد سنج سیم داغ، تپ های فشار سنجی و ..... برای اندازه گیری کمی و کیفی پارامترهای آئرودینامیکی مورد استفاده قرار گرفته است. روش مرئی سازی جریان توسط دود برای بررسی کیفی جریان و پدیده هایی مانند ریزش گردابه در تعداد انگشت شماری از تحقیقات انجام شده مورد استفاده قرار گرفته است. در تحقیق حاضر با استفاده از تونل دود و تجهیزات عکس برداری اقدام به مرئی سازی جریان حول سیلندرهای دو بعدی با مقطع دایره ای و مربعی تحت زاویه شده است. با استفاده از تصاویر گرفته شده از مرئی سازی جریان، پهنای ویک، زاویه جدایش جریان از مدل، عدد استروهال، محل جدایش و محل نقطه سکون به صورت کمی و کیفی اندازه گیری شده اند. در فصل های اول و دوم این پایان نامه، مقدمه ای بر جریان حول سازه ها و نیز مروری بر کارهای انجام شده در این زمینه ارائه گردیده است. در فصل سوم، تجهیزات آزمایشگاهی مورد استفاده در این تحقیق معرفی می گردند. در فصل چهارم و پنجم تصاویر گرفته شده از مرئی سازی جریان حول سیلندر مربعی تحت زاویه به همراه نتایج اندازه-گیری های انجام شده ارائه می شوند، در فصل ششم و هفتم نتایج مربوط به بررسی عددی هندسه مربوط به فصل های چهارم و پنجم ارائه شده است و در فصل هشتم تصاویر گرفته شده از مرئی سازی جریان حول سیلندر دایره ای به همراه نتایج اندازه-گیری های انجام شده و همچنین نتایج بدست آمده از حل عددی ارائه می شوند. نتایج بدست آمده برای عدد استروهال، محل جدایش جریان و محل نقطه سکون در این تحقیق مطابقت خوبی با نتایج تحقیقات قبلی سایر محققین دارد. نتایج این تحقیق همچنین نشان داد که روش مرئی سازی بکمک تونل دود برای اندازه-گیری کمی و کیفی الگوهای جریان کاملاَ مناسب است.

با توجه به اهمیت زیاد اجسام جریان بند در صنایع و مهندسی، تحقیقات گسترده ای روی جریان اطراف این اجسام با هندسه های مختلف صورت گرفته است. در مقیاس های کوچک، جریان خنک کننده هوا روی قطعات برد الکتریکی و در مقیاس های بزرگتر جریان باد اطراف ساختمان های بلند، برج ها و دودکش ها، جریان سیال حول برجک زیردریایی و جریان هوا اطراف بال های هواپیما، نمونه های جریان اطراف اینگونه اجسام است. این پژوهش به بررسی رفتار کلی جریان عبوری از یک سازه سه بعدی با مقطع مربعی تحت زاویه متصل به کف، در تونل باد مدار باز به صورت تجربی می پردازد. در این راستا بررسی تغییرات دنباله پشت مدل، با استفاده از سیم داغ در تونل باد مدار باز و مطالعه تغییرات الگوی جریان اطراف مدل با استفاده از نتایج سایر محققین از جمله مرئی سازی در تونل دود انجام گرفت. ضرایب فشار روی سطح سیلندر نیز اندازه گیری شد. سرعت متوسط و شدت آشفتگی در عدد رینولدز 20000 و در 8 زاویه حمله مختلف بررسی و مقایسه شد. فرکانس ریزش گردابه در پایین دست مدل در اعداد رینولدز متفاوت و زوایای گوناگون مطالعه گردید. کمیت هایی مثل نرخ استهلاک انرژی و مقیاس طولی کولموگروف به صورت تجربی محاسبه شد. نتایج این مطالعه نشان داد که، دستگاه جریان سنج سیم داغ برای مطالعه کیفی و کمی جریان اطراف سیلندرها و نیز تحلیل فرکانسی مناسب می باشد. اثرات حضور سیلندر در بالادست آن بسیار کمتر از وجوه کناری، پشت و سقف آن به دست آمد. افزایش زاویه حمله، افزایش طول ناحیه ویک را در پی داشت. تحلیل فرکانسی نتایج این تحقیق نشان داد، مقادیر عدد استروهال در زوایای حمله مختلف برای سیلندر سه بعدی این تحقیق کمتر از مقادیر به دست امده توسط دیگر محققین در سیلندر بلند (دوبعدی) است. مقایسه نتایج سیلندر دوبعدی و سه بعدی نشان داد که در هر دو حالت زاویه 15 درجه زاویه بحرانی تلقی می شود که عدد استروهال ماکزیمم است. مقایسه شدت توربولانس و مقدار نرخ استهلاک انرژی نشان داد که یک رابطه مستقیم بین آنها وجود دارد.

یکی از مسائل مهم و کاربردی در طراحی بدنه و سیستم تعلیق قطارها تامین تعادل آنها در حین حرکت و همچنین ایجاد شرایطی برای آسایش مسافران می باشد. از موارد تاثیرگذار در این مورد توزیع فشار اطراف بدنه قطار می باشد. وسایل نقلیه در حال حرکت باعث افزایش فشار در مقابل خود و تا حدودی کاهش فشار در پایین دست خود می گردند. این پدیده در فضاهای سربسته مثل تونل ها اثرات بیشتری از خود بر جای می گذارد. به طور خاص در لحظه ورود قطار به تونل به علت ایجاد موج های فشاری این مساله حساس تر می باشد. همچنین شرایط مختلف هندسه و سرعت حرکت وسیله نیز از متغیرهای مهم و اثرگذار محسوب می شوند. در این پژوهش سعی شده به کمک روش تجربی تحلیل مناسبی بر روی پدیده های تاثیرگذار در این مساله انجام شود و اثر شرایط و متغیرهای مختلف بررسی گردد. بدین منظور با ساخت مدل قطار و تونل نظیر آن و همچنین طراحی سیستم حرکتی مناسب برای آن به تعیین توزیع فشار در اطراف بدنه در لحظه ورود قطار به تونل پرداخته خواهد شد. پس از آشنایی اولیه با شرایط مساله و بررسی کارهای گذشته در فصل های اول و دوم، در فصل بعدی به موارد لحاظ شده در طراحی و ساخت مجموعه آزمایشگاهی پرداخته می شود. در فصل چهارم دستگاه ها و روشهای اندازه گیری در کار تجربی و همچنین پردازش های لازم بر روی نتایج اولیه شرح داده می شود. در نهایت فصل پنجم به تحلیل رفتار جریان و همچنین مقایسه تاثیر متغیرهای مختلف اختصاص دارد. نتایج بدست آمده از این پژوهش شدت و نحوه تاثیر متقابل امواج به وجود آمده در اثر حرکت قطار درون تونل با عوامل فیزیکی موثر بر جریان را بیان می کند. نتایج مقایسه ای نیز نشان دهنده رابطه مستقیم فشار اندازه گیری شده با سرعت و نسبت انسداد می باشد. همچنین این نتایج نشان می دهد فرض یک بعدی بودن جریان در مواردی که تقارن محوری در هندسه مساله وجود نداشته باشد می تواند باعث ایجاد خطا در نتایج حاصل شود.

بررسی مشخصه ها و رفتار جریان سیال و همچنین، بدست آوردن ضرایب بی بعد پیرامون اجسام غوطه ور، جزء مسائل مهم و قابل توجه در رشته های مهندسی مکانیک و هوافضا به شمار می رود. در این حالت بین جسم و سیال، مبادله ی نیرو و انرژی رخ می دهد. تعیین این نیروها می تواند اساس حرکت جسم غوطه ور و یا پایه ی محاسبات لازم جهت مقاوم سازی ساختارهای مستغرق در سیال را مشخص نماید. صنایع دریایی نقش و تأثیر مهمی در زندگی انسان ها دارند. زیردریایی یکی از پیشرفته ترین تجهیزات متحرک دریایی است که از سطح آب تا اعماق دریا حرکت می کند و قادر به انجام عملیات های نظامی به صورت کاملاً مخفی و ناشناس است. وسایل زیرسطحی بدنه ای خط جریان کشیده دارند. جریان سه بعدی ایجادشده در اطراف بدنه ی آنها دارای پیچیدگی هایی مانند ایجاد نقطه ی سکون، تشکیل لایه مرزی سه بعدی، جدایی آن در طول یک سطح محدب و تشکیل گردابه می باشد. شبیه سازی صحیح رفتار این وسایل به تعیین دقیق نیروها و ممان های هیدرودینامیکی وارد بر بدنه نیاز دارد. دینامیک سیالات محاسباتی بهترین راه پیش بینی نیروها در مقیاس کامل وسیله زیرسطحی را فراهم می کند. با استفاده از این روش می توان برای تمام اعداد رینولدز به حل رسید و اگر قدرت محاسباتی در دسترس باشد می توان اثرات دینامیکی را لحاظ کرد. در این پژوهش جریان سه بعدی متقارن محوری اطراف بدنه ی یک مدل زیردریایی استاندارد در حالت دائم و با کمک روش حجم محدود مبتنی بر المان بررسی شده است. برای این منظور جریان اطراف مدل با یک شبکه ی سازمان یافته و با استفاده از نرم افزار دینامیک سیالات محاسباتی ansys cfx در دو حالت زیردریایی بدون برجک و با برجک شبیه سازی شده است. ابتدا روش عددی درمقابل یافته های تجربی موجود اعتبارسنجی شده و سپس دو شکل دماغه استاندارد suboff و drdc str برای این زیردریایی در زوایای حمله ی متفاوت درنظر گرفته شده است. به منظور بررسی کامل رفتار جریان در اطراف مدل، نیروهای هیدرودینامیکی طولی محاسبه و ساختار دنباله در پشت مدل برای دو دماغه بررسی شده است. نتایج محاسباتی شامل مکان جدایش جریان، خطوط تنش برشی دیوار، توزیع فشار و اصطکاک سطح، قدرت و مکان مراکز گردابه در زاویه حمله 20 درجه ارائه و رژیم جریان برای دو زاویه 10 و 20 درجه مقایسه شده است. با مقایسه ی دو دماغه، در حالت دماغه ی drdc str خط جدایی جریان به سمت موافق جریان حرکت کرده، جدایش جریان در زوایای کمتری رخ داده، اندازه ی ناحیه ی جدایی افزایش یافته، منجر به تشکیل گردابه های قوی تر شده و باعث افزایش نیروی درگ و لیفت می-شود.

چکیده: در اثر حرکت اجسام درون سیال ( هوا ، آب و ... )، نیروهای آیرودینامیکی از طرف سیال به جسم متحرک وارد می شود. روش های گوناگون طراحی اجسام زیرسطحی، پرنده و ...، در بیشتر موارد، تنها پس از انجام آزمایشهای مختلف تجربی و عملی، به جواب مطلوب می رسند. تحقیق حاضر به بررسی رفتار دنباله و مقدار ضریب پسای یک مدل زیردریایی سابوف با سه دماغه مختلف در زوایای حمله صفر و 10 درجه در دو حالت با و بدون تریپ می پردازد. کلیه آزمایشات در تونل باد مدار باز مادون صوت دانشگاه یزد در چهار سرعت 7، 10، 15 و 20 متر بر ثانیه و با شدت توربولانس جریان ورودی 0.25 درصد انجام شده است. در این تحقیق از جریان سنج سیم داغ با پراب یک بعدی برای اندازه گیری سرعت جریان استفاده شده است. در ابتدا جهت بررسی مناسب دنباله مدل زیردریایی، اثر شکل پایه نگه دارنده بر میدان دنباله مدل و نیروی پسای ناشی از آن تعیین شده است. تکیه گاه naca 0012-64 مناسب ترین تکیه گاه برای نصب مدل در زاویه حمله صفر و تکیه گاه سیمی بهترین تکیه گاه برای نصب مدل در زاویه حمله 10 درجه می باشند. با توجه به نتایج بدست آمده، در یک عدد رینولدز ثابت، همواره ضریب درگ مدل با تریپ، بیشتر از ضریب درگ مدل بدون تریپ است و با افزایش عدد رینولدز، ضریب درگ کم می شود. همچنین اندازه تریپ مناسب برای مدلهای مورد آزمایش برابر 0.55 و 0.45 میلیمتر می باشد.

امروزه دستگاه های تهویه مطبوع جزء جدایی ناپذیر ساختمان ها می باشند. در عصر حاضر عمدتاً وسیله های تهویه مطبوع مکانیکی بوده و با مصرف انرژی، شرایط مطلوبی را برای زندگی و آسایش انسان ها فراهم می کنند. با توجه به افزایش نگرانی بشر در مورد آلودگی های زیست محیطی و نیاز به منابع انرژی کارآمد، تهویه طبیعی از اهمیت خاصی برخوردار شده است. تهویه ای که با استفاده از انرژی های تجدید پذیر و بدون نیاز به دستگاه های تهویه مکانیکی باشد، تهویه طبیعی نامیده می شود. تهویه طبیعی در ساختمان ها با استفاده از باد و نیروی شناوری انجام می شود. بادگیر و دودکش خورشیدی با توجه به ساختار سازه خود و همچنین مکان مورداستفاده آن ها عمل تهویه را به خوبی انجام می دهند. بادگیر یک نمونه از روش های تهویه طبیعی است که در مناطق گرم و خشک مرکزی ایران و کشورهای حاشیه خلیج فارس به منظور تهویه طبیعی و سرمایش استفاده شده است. بادگیر علاوه بر کاهش آلودگی های محیط زیست و همچنین کاهش هزینه تهویه ساختمان باعث ایجاد یک محیط مطلوب و سالم برای ساکنان، در مقایسه با دستگاه های تهویه مطبوع فعال نظیر کولر و چیلر می شود. بادگیر هوای تازه در ارتفاع بالا که سرعت بالاتر و آلودگی کمتری دارد را از طریق کانال های رو به باد خود به فضای مسکونی زیر بادگیر هدایت می کند. در این پژوهش یک مدل بادگیر دوطرفه که نمونه واقعی یک بادگیر دوطرفه در شهر یزد هست در مقیاس آزمایشگاهی ساخته شده و سپس عملکرد تهویه طبیعی این بادگیر در زاویه های مختلف بین 0 تا 90 درجه به کمک تونل باد و تونل دود موردبررسی قرارگرفته تا در هر شرایط محیطی عملکرد بادگیر تعیین شود. بدین منظور، فشار در وجه های داخلی بادگیر و دبی ورودی و خروجی بادگیر در زاویه های مختلف جهت باد و همچنین دبی بادگیر در حضور موانع بالادست در تونل باد اندازه گیری شده است. به منظور مطالعه الگوی جریان درون و اطراف بادگیر دوطرفه، الگوی جریان در ورودی و خروجی بادگیر دوطرفه تحت زاویه های مختلف جهت باد و همچنین الگوی جریان برای بادگیر دوطرفه در حضور موانع بالادست آزمایش آشکارسازی جریان به کمک دود انجام شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهد که عملکرد بادگیر دوطرفه به شدت وابسته به جهت وزش باد می باشد و برای دریچه رو به باد افزایش زاویه باد از یک زاویه مشخص (زاویه گذار) جهت جریان در بادگیر معکوس می شود. حضور موانع در بالادست جریان نیز بر عملکرد بادگیر تأثیر می گذارد به گونه ای که درجایی سبب افزایش دبی القایی به بادگیر و درجایی سبب معکوس شدن جهت جریان در داخل کانال بادگیر می شود. همچنین نتایج به دست آمده نشان می دهد که افزایش سرعت سبب افزایش دبی ورودی و خروجی بادگیر می شود.

برنامه ریزی توسعه پایدار در بسیاری از کشورهای جهان به ویژه ایران به واسطه محدودیت منابع، تحت تاثیر سطح دسترسی به منابع آبی است. این مساله در مناطق کویری کشور به خصوص استان یزد شکل حادتری به خود گرفته است. مدیریت منابع آب نیازمند تصمیم گیری آینده نگر با رویکردی جامع است. علم پویایی شناسی سیستم، یک ابزار مدیریتی براساس این نگرش می باشد. این علم قادراست شبیه سازی سیستم های پیچیده منابع آب را برای پشتیبانی تصمیم گیری انجام دهد. به کمک این شبیه سازی پیامدهای نامشخص تصمیم گیری ها آشکار می شود.هدف عمده این روش شبیه سازی، تسریع و تسهیل یادگیری رفتار سیستم ها در شرایط فعلی و آینده است. برهم کنش منابع آب با جنبه های اقتصادی، اجتماعی و زیست محیطی سیستم پیچیده ای ایجاد می کند که تحلیل آن صرفا با نگرش جامع و با روش پویایی سیستم ها مقدور می باشد. نتایج تحلیل پویایی سیستم منابع آب دشت یزد-اردکان، به عنوان یک ابزار کمک و حمایت در تصمیم گیری، مدیران را به یک ابزار قابل فهم و تصویری برای درک علل کاهش منابع رهنمون خواهد کرد. همچنین این مدل روند تغییرات بیلان آب در آینده و تاثیرسناریوهای مدیریتی همچون انتقال بین حوضه ای آب، اجرای طرح جمع آوری و تصیه فاضلاب ، افزایش راندمان آبیاری و... را ارائه می کند. در این پژوهش مدل پویایی های سیستم منابع آب دشت یزد-اردکان برای ارزیابی روند منابع و مصارف و عوامل اثرگذار بر آن با استفاده از نرم افزار ونسیم پی ال ای نسخه 5.11 تهیه شده است. زمان آغاز شبیه سازی سال 1393 و زمان پایان آن سال 1435 می باشد. نتایج این شبیه سازی نشان داد که بیلان آب در سال های آینده همچنان منفی خواهد بود و هرچند انجام برخی اقدامات اصلاحی می تواند تاثیرات مثبتی بر این روند داشته باشند ولی حتی مجموع این اقدامات نیز قادر به مثبت کردن بیلان و حتی به حالت تعادل رساندن آن را ندارند. بنابراین تسریع در اجرای طرح های انتقال آب جدید، برای رفع معضل کمبود آب در دشت یزد-اردکان ضروری به نظر می رسد.

شبیه سازی تجربی جریان در اطراف یک مدل زیر سطحی با استفاده از آزمایش های تجربی تونل باد کمک شایانی به طراحی و بهینه کردن شکل هیدرودینامیکی بدنه شناور زیر سطحی می کند. در راستای نیازهای تحقیقاتی کشور در مورد بررسی ویژگی های هیدرودینامیکی یک زیردریایی بومی، آزمایش های مدل این زیردریایی در تونل باد برای اولین بار در ایران انجام شد. ساختار شناسی فیزیک جریان در اطراف بدنه مدل زیردریایی و بررسی تاثیر شکل دماغه بر ساختار این میدان جریان در زوایای پیچ مختلف، هدف از انجام این تحقیق را تبیین می کنند. ابتدا به منظور بررسی ویژگی های هیدرودینامیکی مدل زیردریایی بومی (با دماغه غیر تقارن محوری) نیروها و ممان های وارد بر این مدل در تونل باد توسط یک بالانس شش مولفه ای اندازه گیری شده اند. مرور کارهای گذشته نشان می دهد که برای اولین بار روی یک مدل زیردریایی با چنین دماغه ای این آزمایش ها انجام شده است. در این آزمایش ها تاثیر عدد رینولدز و زاویه پیچ بر ضرایب نیروها و ممان های هیدرودینامیکی وارد بر مدل بررسی شده است. بررسی نتایج این قسمت نشان داده اند که با افزایش عدد رینولدز ضریب پسا تا عدد رینولدز بحرانی (10e6×9/5) افزایش می یابد و بعد از آن تغییرات ضریب پسا ناچیز خواهد بود. همچنین با افزایش زاویه پیچ مقدار ضرایب پسا و برا افزایش می یابند. با استفاده از آزمایش های مرئی سازی مشخص شد که عامل اصلی این افزایش نحوه جدایش جریان و تشکیل گردابه ها روی بدنه مدل در زوایا پیچ بالا است. مقادیر ضریب نیرو جانبی و ممان های رولینگ و یاووینگ در بازه زاویه پیچ °14+>آلفا>°10- تقریبا ناچیز می باشند اما با افزایش بیشتر زاویه پیچ، مقدار این ضرایب به شدت افزایش می یابد. این رفتار عجیب می تواند ناشی از عدم تقارن جریان دو طرف مدل در اثر غیر یکنواختی های روی سطح مدل، لرزش مدل، پایه نگهدارنده و دیگر عوامل ناشناس باشد. در ادامه، دو نوع روش مرئی سازی به منظور بررسی کیفی ساختار جریان اطراف و روی سطح مدل زیردریایی در تونل باد انجام شد. نتایج بدست آمده از این قسمت، نتایج نیروها و ممان های هیدرودینامیکی وارد بر مدل را تفسیر کرده و تاثیر شکل دماغه بر فیزک جریان را تعیین کرده اند. نتایج مرئی سازی روغن و رنگدانه ساختار جدایش های جریان روی سطح مدل را در زوایای پیچ مختلف تعیین کرد است. با افزایش زاویه پیچ مکان جدایش هم به سمت دماغه مدل حرکت می کند و هم به صورت عرضی از سمت مخالف جریان به سمت موافق جریان منتقل شده و جدایش سهم بیشتری از سطح مدل را در بر می گیرد. جدایش روی دماغه در اعداد رینولدز پایین و جدایش اولیه و ثانویه جریان عرضی روی سطح مدل در تمامی رنج اعداد رینولدز در زوایای پیچ بالا اتفاق می افتند. همچنین نتایج مرئی سازی با دود و نور لیزر میدان چرخشی گردابه ها در اطراف مدل در زوایا مختلف را مشخص نموده اند. این دو روش مرئی سازی در تفسیر ساختار پیچیده جریان اطراف مدل مکمل یکدیگر بوده اند. مقایسه نتایج مرئی سازی بر روی مدل با دماغه ها مختلف نشان می دهد که جدایش برای دماغه استاندارد در زوایای کمتری نسبت به دماغه سابوف اتفاق می افتد. همچنین برای دماغه تانگو (غیر تقارن محوری) جدایش روی دماغه نسبت به دماغه استاندارد (تقارن محوری) در مکانی نزدیکتر به نوک دماغه در زوایا پیچ بالا قرار دارد. همچنین، آزمایش های بررسی کمی میدان گردابه های عرضی بوسیله یک پراب پنج حفره بر روی مدل زیردریایی در تونل باد انجام پذیرفت. این آزمایش های اطلاعات بسیار مفیدی در مورد ورتیسیته گردابه های تشکیل شده در اطراف مدل را بدست داد. نتایج پراب پنج حفره ساختار چرخشی جریان گردابه های عرضی تعیین شده توسط روش مرئی سازی با دود را تایید می کنند. آزمایش های اندازه گیری توزیع فشار و منحنی های لایه مرزی بر روی سطح دماغه مدل برای سه شکل دماغه مختلف انجام شد. هدف از انجام این آزمایش ها بررسی تاثیر شکل دماغه بر گرادیان های فشار، پروفیل لایه مرزی و احتمال جدایش روی سطح دماغه مدل زیردریایی بوده است. بررسی توزیع های فشار و پروفیل های سرعت بر روی دماغه های مختلف نشان داد که حضور گرادیان فشار مثبت مداوم روی دماغه استاندارد باعث افزایش احتمال جدایش روی این دماغه نسبت به دماغه سابوف دارد. حضور گرادیان فشار مثبت و شکل منحنی های لایه مرزی روی سطح مداغه تانگو نشان داد که جریان در نزدیکی نوک دماغه در زوایا بالای 10 درجه دچار جدایش می شود که البته نتایج مرئی سازی نیز این واقعیت را تصدیق می کنند.

در مطالعه حاضر، با استفاده از کاوشگر پنج حفره جریان حول یک سیلندر سه بعدی با مقطع مربعی و نیز اثر تغییر شکل انتهای آزاد سیلندر مربعی در عدد رینولدز 104 بررسی شده است. با استفاده از نتایج تجربی، سرعت متوسط در جهت جریان، فشار کل، فشار استاتیک، انحراف معیار فشار حفره میانی کاوشگر پنج حفره و ... ارائه شده است. در این بخش از یک روش شبکه عصبی جدید برای کالیبراسیون کاوشگر پنج حفره استفاده شده است. نتایج کالیبراسیون کاوشگر پنج حفره با استفاده از شبکه عصبی با نتایج روش های رایج کالیبراسیون از جمله الگوریتم های درون یابی خطی و انطباق منحنی چند جمله ای از مرتبه 5 مقایسه شده است. معیار های آماری نشان دهنده دقت مناسب و برتری روش شبکه عصبی نسبت به سایر روش های ذکر شده، در کالیبراسیون کاوشگر پنج حفره است.در فصل پنجم، نتایج مربوط به اثر نیم بیضوی شدن انتهای آزاد سیلندر مربعی ارائه گردیده اند.