نشریه علمی پژوهشی روشهای عددی در مهندسی

---

در این مقاله مسئله زمان بندی پروژه با هدف ماکزیمم کردن خالص ارزش فعلی بدون محدودیت منابع بررسی شده است. الگوریتمی به نام الگوریتم تفاضلی برای این منظور ارائه شده است. برای ارزیابی کارایی این الگوریتم شبکه هایی با تعداد 10 تا 1000 گره و با ضریب پیچیدگی شبکه1 بین 3/1 تا 6/6 تولید شده است. مقدار خالص ارزش فعلی و مدت زمان حل مسائل در الگوریتم تفاضلی با مقدار خالص ارزش فعلی ومدت زمان جوابهای به دست آمده از الگوریتم جستجوی برگشتی مقایسه شده است. نتایج محاسباتی نشان می‌دهد که الگوریتم تفاضلی با توجه به پارامترهای تعداد گره، ضریب پیچیدگی شبکه و سررسید2 پروژه از کارایی خوبی برخوردار است.

---

مهاجرت عرضی یک قطره قابل انعطاف درجریان دو بعدی پواسل1 در اعداد رینولدز محدود به‌صورت عددی مطالعه شده است. درحالت حدی عدد رینولدز کوچک (1<) حرکت قطره به شدت تحت تاثیر نسبت چسبندگی سیال قطره به چسبندگی سیال محیطی است. برای نسبت چسبندگی 125/0 یک قطره به طرف مرکز کانال حرکت می‌کند درحالی‌که برابر نسبت 1 به‌سمت دیواره کانال حرکت می‌کند تا اینکه به دلیل وجود دیواره متوقف می‌شود. نرخ مهاجرت با افزایش تغییر شکل قطره زیاد می‌شود. در اعداد رینولدز بالاتر (50-5) قطره یا به یک نقطه تعادل که درحدود نصف فاصله از محورکانال‌تا دیواره‌است حرکت می‌کند ‌که به اثر سگر- سیلبربرگ2 معروف است ویا یک حرکت نوسانی را دنبال می‌کند. محل تعادل قطره به‌طور ضعیفی بستگی به پارامترهای فیزیکی جریان دارد. اما طول نوسانات گذرا با افزایش عدد رینولدز یا افزایش دانسیته قطره و یا کاهش چسبندگی سیال قطره زیاد می‌شود. با افزایش عدد رینولدز دیده می‌شود که نوسانات برای همیشه باقی می‌مانند وهیچ حالت دائمی مشاهده نمی‌شود. نتایج عددی با مشاهدات تجربی تطبیق خوبی دارند به‌خصوص درحالتی که قطرات به یک نقطه تعادل دائمی می‌رسند. بیشتر تشابه‌سازیها برای یک قطره دو بعدی انجام گرفته است و دو تشابه‌سازی نیز برای یک قطره سه بعدی انجام شده است و با نتایج دوبعدی مقایسه شده‌اند.

---

در کار حاضر جریان متلاطم غیر دائم عبوری از روی دسته لوله‌ها با استفاده از روش ادیهای بزرگ وموازی سازی معادلات کاملا همبسته ناویر- استوکز در شبکه غیر متعامد شبیه سازی شده است. در روش ادیهای بزرگ برای مدل کردن رفتار ادیهای کوچک، از یک مدلی ترکیبی استفاده شده است. در این مدل علاوه بر اثرات اتلافی ادی ویسکوزیته اثرات متقابل ادیهای ریز و درشت روی همدیگر نیز در نظر گرفته شده است. معادلات کاملا همبسته ناویر- استوکز با استفاده از روش چند بلوکی موازی سازی شده‌اند. بدین صورت که دامنه حل به چند زیر دامنه تقسیم شده و باتوجه به اصل توزیع یکنواخت بار محاسباتی بین پردازنده ها، توسط مجموعه‌ای از رایانه‌ها به صورت موازی حل شده است. معادلات حاکم بر روی هندسه غیر متعامد و شبکه هم مکان با روش مرتبه دو برای زمان و مکان گسسته سازی شده است. برای حل مشکل عدم کوپل بودن فشار و سرعتها از روش میان یابی ممنتم استفاده شده است. با این روش مشکل شطرنجی شدن فشار برطرف می‌شود. نتایج نشان می‌دهد که راندمان موازی سازی بسیار بالاست. برای جریان حول پنج ردیف لوله خطوط جریان و دیگر مشخصه‌های جریان به‌دست آمده است. نتایج به‌دست آمده تطابق خوبی با نتایج تجربی دارد. مقایسه نتایج حاصل از مدل اسمگورینسکی و مدل ترکیبی با نتایج تجربی نشان می‌دهد که مدل ترکیبی دقت بیشتری دارد و در پیشبینی مشخصه‌های جریان و تغییرات نیروهای لیفت و درگ روی استوانه‌ها بهتر از مدل اسمگورینسکی است.

---

هدف از ارائه این مقاله کاربرد یک روش خطی‌سازی نوین برای گسسته سازی عبارتهای جابه جایی معادلات اویلر شبه یک بعدی روی شبکه جابه جا نشده1 است. استفاده از شبکه جابه جا نشده در روش حجم محدود منجر به ایجاد میدان فشاری نوسانی2 غیر فیزیکی شده که برای رفع آن استفاده از شبکه یگانه و سرعت دوگانه پیشنهاد شده است. در این روش دو مولفه سرعت به نام سرعتهای جابه جا کننده (یا جرمی) و جابه‌جا شونده (یا ممنتمی) بر روی سطوح سلول تعریف می‌شوند. از آنجا که مولفه سرعت جابه جا کننده در این تحقیق از تلفیق مناسب معادلات پیوستگی و ممنتم به‌دست می‌آید استفاده از این مولفه سبب همبستگی قوی بین معادلات حاکم بر جریان می‌شود. در کار حاضر، برای خطی‌سازی جملات غیر‌خطی از روش خطی‌سازی مفهومی نیوتن-رافسون استفاده می‌شود. در این خطی‌سازی عبارتهای جابه‌جایی معادلات حاکم اویلر با رعایت مفاهیم فیزیکی دو مولفه سرعت تعریف شده خطی‌سازی می‌شوند به گونه‌ای که هم نقش میدان سرعت و هم نقش میدان چگالی را در خود ملحوظ می‌دارند و بنابراین به راحتی قابلیت کاربرد در جریان با گستره کاملی از رژیمهای سرعت3 را دارا هستند. در نهایت عملکرد خطی‌سازی توسعه داده شده حاضر برای تحلیل جریان در شیپوره همگرا-واگرا به کار گرفته می‌شود. نتایج به‌دست آمده حاکی از عملکرد به مراتب برتر روش حاضر در حل معادلات شبه یک بعدی اویلر بوده به طوری که قابلیت تسخیر موج ضربه‌ای ایستاده در جریان با ماهیت تمام رژیم سرعت را به راحتی داراست.

---

نشانه خدمت دهی راه (PSR) یکی از معیارهای مهم در تعیین زمان تعمیر و مرمت راه است. در این مقاله مدلهایی برای تعیین رابطه PSR و سرعت آزاد عبور در تسهیلات تحت جریان ترافیکی پیوسته توسعه یافته است. سپس بر اساس روابط مختلف موجود بین سرعت و ظرفیت، تاثیر وضعیت روسازی بر ظرفیت ارائه شده است. دو وسیله نقلیه متداول به همراه ده نفر ارزیاب 23 مقطع از دو مسیر اصلی جدا شده و بزرگراه با شرایط هندسی مشابه و وضعیت متفاوت روسازی را مورد ارزیابی قرار داده اند. به منظور تعیین خدمت دهی راه مقاطع آزمون به گونه ای انتخاب شده اند که در طولی حداقل برابر 400 متر ناهمواریها یکنواخت باشد و نیز مقاطع به گونه ای انتخاب شده اند که طیف قابل قبولی از خدمت دهی را پوشش دهند. برای ساخت مدل 9 مقطع در مسیری جدا شدۀ شش خطه (هر طرف سه خط) با شیب کمتر از دو درصد و برای اعتبار سنجی از چهارده مقطع دیگر با شرایط هندسی مشابه استفاده شد. در تحلیل داده از نرم افزار SAS استفاده شده است. نتایج نشاده دهنده وجود ارتباطی معنی دار بین پارامترهاست. در این تحقیق مدل سرعت- نشانه خدمت دهی راه و سپس مدل ظرفیت- نشانه خدمت دهی راه ارائه شده و نهایتا ضریب کاهش ظرفیت در نتیجه تقلیل کیفیت روسازی برای تکمیل ضرایب HCM 2000 ارائه شده است.

---

در این مقاله انتقال گرمای جریان مغشوش در فاصلۀ هوایی بین روتور و استاتور یک ژنراتور نیروگاهی تحت شار گرمایی غیر یکنواخت به طور تجربی بررسی شده است. روتور دارای چهار شیار مثلتی متقارن در طول محور است. نسبت گرمای تولیدی در روتور به استاتور 1 به 3 است. تغییرات عدد رینولدز محوری و سرعت دورانی روتور به ترتیب در محدوده 30000>Rez>4000 و rpm 1500> ω > rpm 300 قرار دارند. دما و شار گرمایی دو استوانه در سه موقعیت طولی و در دو موقعیت زاویه ای اندازه گیری شده اند. افت فشار جریان هوا نیز در عبور از فاصله هوایی اندازه گیری شده است. نتایج تحقیق نشان می دهد که افزایش سرعت دورانی روتور ضمن افزایش ضریب انتقال گرمای سطح روتور نسبت به سطح استاتور باعث تسریع در توسعه یافتن جریان هوا می شود.

---

پره های توربین باد، مهمترین جزء تولید توان آنها هستند. در این بررسی یک مقطع از پره توربین برق-بادی 660 کیلووات در حال نصب در ایران، در تونل باد مورد آزمایش قرار گرفته است. علاوه بر آزمایشهای استاتیکی، آزمایشها در شرایط ناپایا که شامل بررسی اثرات فرکانس تقلیل یافته شده، اثرات زاویه حمله شروع، و دامنه های مختلف است، نیز انجام گرفت. نتایج اولیه آزمایشات دینامیکی، نشان دهنده تاثیر قابل ملاحظه فرکانس تقلیل یافته روی ضرایب نیروهای آیرودینامیکی است. همچنین، زمانی که عملکرد توربین نزدیک وواماندگی است، افزایش فرکانس تقلیل یافته، علاوه بر افزایش ضریب برآ و پسای بیشینه، در به تعویق انداختن زاویه واماندگی نیز، موثر است. به علاوه، نیروی برآی حاصله در هنگام افزایش زاویه حمله با نیروی برآی متناظر در زمان کاهش زاویه حمله، کاملا متفاوت است. این تفاوت، باعث ایجاد حلقه هیسترزیس می شود

---

آنچه به نام ضربه قوچ در شبکه های خط لوله شناخته می شود، شرایط گذرایی است که ممکن است به علت تغییرات سریع در شیرها، راه اندازی یا متوقف شدن پمپها و تغییر بار مصرفی توربینها رخ دهد. در این حالت اغتشاشات وارده با سرعت صوت به صورت موج فشاری مثبت یا منفی در سیستم حرکت کرده و به علت تنش برشی دیوار مستهلک می شود. مقایسه نتایج نظری و تجربی نشان داده است که در استهلاک امواج فشاری، مدل اصطکاک مانا و یا شبه مانا به پیش بینی غلط حوادث گذرایی منجر می شود. در حقیقت نیمرخهای سرعت در شرایط نامانا، گرادیانهای شدیدتری داشته و در نتیجه تنش برشی از حالت مانا بیشتر خواهد بود. در این مقاله شرایط گذرایی یک سیستم ساده شیر- لوله- مخزن با اعمال یکی از مدلهای اصطکاک نامانا و با روش مشخصه ها بررسی و با حالتی که جمله اصطکاک مانا در نظر گرفته شده مقایس خواهد شد. نتایج نشان می دهند که با استفاده از مدل اصطکاک نا مانا (مدل برونون) نوسانات سریعتر مستهلک می شوند که انطباق بیشتری با نتایج تجربی دارد. به طوری که در بعضی حالات عدم حضور جمله نامانا به معنی عدم استهلاک نوسانات بوده و اختلاف قابل توجهی در مقایسه نتایج تجربی و نظری مشاهده می شود. علاوه بر آن نتایج حاضر نشان می دهد که مدلسازی ضربه قوچ با جمله اصطکاک مانا پیک فشار را بیشتر از مدل اصطکاک نا مانا پیش بینی کرده و این اختلاف با تغییر قانون بستن شیر تغییر می کند.

---

این مقاله به بررسی مسئله زمانبندی دسته ای در محیط جریان کاری منعطف می پردازد. در این مقاله فرض می شود که برخی از ماشینها قابلیت پردازش همزمان چند کار را دارند. این مسئله در صنایع مختلفی از قبیل صنایع تولید فنر، سیم و صنایع اتومبیل سازی کاربرد دارد. ابتدا مدل ریاضی عدد صحیح مختلط مسئله بیان می شود و سپس NP-Hard بودن مسئله نشان داده می شود. سه الگوریتم ابتکاری به نامهای H1، H2، H3 به منظور حل مسئله و یک کران پایین به منظور مقایسه الگوریتمها توسعه داده می شود. در انتها نیز به مقایسه الگوریتمهای ارائه شده با یکدیگر پرداخته می شود. نتایج نشان می دهد که الگوریتم H3 نسبت به سایر الگوریتمها نتایج بهتری را می دهد.

---

درحالی که حجم بسیاری از ادبیات زمان‌بندی بر روی معیارهای مبتنی بر زمان متمرکز شده‌اند، مهمترین هدف مدیریت بیشینه کردن سوددهی بنگاه است. در این مقاله، معیار ارزش فعلی خالص با درنظرگرفتن جریانهای نقدی خطی وابسته به زمان در دو مسئله زمان‌بندی تک‌ماشین وجریان کارگاهی بررسی شده است. ابتدا یک روش ابتکاری برای مسئله زمان‌بندی تک ماشین با این معیار ارائه شده است. سپس مسئله زمان‌بندی جریان کارگاهی جایگشتی با درنظرگرفتن ارزش فعلی خالص بررسی شده است. بدین منظور با استفاده از حدود بالا و پایین و اصول غلبه مناسبی که برای مسئله توسعه داده شده یک رویه شاخه‌و‌کران کارآ ارائه شده است. سپس سه روش ابتکاری با هدف یافتن جوابهای مناسب در مدت زمان کوتاه ارائه شده و مورد مقایسه قرار گرفته‌اند. با تولید مسائل تصادفی در اندازه‌های متفاوت نشان داده شده است که روش شاخه‌وکران در ابعاد کوچک و متوسط کارآ بوده و همچنین الگوریتم‌ ابتکاری ارائه شده، برای تمام مسائل، دارای کارآیی بالایی است.

---

---

---

---

این پژوهش به بررسی مسئله زمان‌بندی جریان کارگاهی مونتاژ دومرحله‌ای می‌پردازد. در این مسئله تعدادی محصول مشابه، هر یک متشکل از چندین قطعه مختلف سفارش داده شده است. ساخت هر قطعه شامل m عملیات است که در ایستگاه اول به‌وسیله m ماشین مختلف انجام می‌شوند. قطعات پس از تکمیل فرایند ساخت، در ایستگاه دوم به‌وسیله چندین ماشین ناهمسان به محصول نهایی مونتاژ می‌شوند. هدف مسئله، یافتن توالی بهینه قطعات در ایستگاه ساخت، تخصیص و توالی بهینه محصولات در ایستگاه مونتاژ است. یک مدل برنامه‌ریزی خطی عدد صحیح مختلط و دو الگوریتم فرا ابتکاری ازدحام ذرات با جستجوی محلی (MPSO) و شبیه‌سازی تبرید (SA) برای حل مسئله پیشنهاد شده است. برای ارزیابی عملکرد مدل و الگوریتم‌های پیشنهادی آزمایشات محاسباتی مطرح شده که نتایج ‌نشان‌دهنده برتری الگوریتمMPSO نسبت به SA است

---

معادلات بیوت که اندرکنش سیال و خاک را به‌طور همزمان درنظر می‌گیرند از کاربردی‌­ترین روابط موجود در تحلیل­ روان‌گرایی محیط‌های متخلخل هستند. اما به‌دلیل افزایش ناگهانی اضافه فشار در اثر تحریک لرزه­ای و وقوع گرادیان­‌های هیدرولیکی بالا، فرض جریان دارسی به‌کار رفته در این معادلات مورد تردید قرار می‌گیرد. در بررسی حاضر در معادلات u-p جریان از نوع غیردارسی (دارسی معادل) درنظر گرفته شده، رفتار غیرخطی خاک نیز با مدل پاستور- زینکویچ- چان مدل می­شود. برای صحت­سنجی آزمایش شماره یک VELACS مدل‌سازی شده و اثر فرض غیرخطی جریان سیال روی نتایج بررسی شده است. در ضرایب نفوذپذیری کم نتایج حاصل از جریان غیر­دارسی و دارسی بر هم منطبق هستند ولی در ضرایب نفوذپذیری بالا، به‌خصوص در زمان­های ثانویه واعماق بیشتر، از هم فاصله می­‌گیرند.
 

---

مطالعه حاضر، تحلیل عددی پدیده فروریزش ستون‌های مواد دانه‌ای را به‌کمک روش هیدرودینامیک ذرات هموار و یک رابطه ساختاری محلی پیشنهاد شده توسط ژوپ و همکاران، ارائه می‌دهد. این روابط ساختاری بر پایه ماهیت متراکم جریان توده دانه‌ای به‌عنوان یک جریان ویسکوپلاستیک بیان می‌شود که ویسکوزیته را به‌اندازه نرخ کرنش محلی و میدان فشار محلی مرتبط می‌کند. پارامترهای رئولوژی از طریق نتایج تجربی تعیین شده است. یک روش ساده برای منظم‌سازی مقدار ویسکوزیته پیشنهاد شد تا شرایط توقف و سطح آزاد جریان گرانشی که فشار آن صفر است را فراهم سازد. نوسانات فشار به‌عنوان اشکال اصلی در روش "هیدرودینامیک ذرات هموار تراکم‌پذیر ضعیف" منجر به توزیع نامناسب فشار می‌شود. در این مقاله، یک الگوریتم جدید برای حذف نوسانات غیرفیزیکی با مرتبط کردن دیورژانس سرعت به لاپلاسین فشار پیشنهاد شده است. شبیه‌سازی‌های صورت گرفته برپایه الگوریتم پیشنهادی به‌خوبی دینامیک جریان دانه‌ای مشاهده شده در نتایج تجربی را نشان می‌دهد. ضخامت بیشینه جریان دانه‌ای روی سطح شیب‌دار بر اساس مدل رئولوژی محلی و مقادیر تجربی تعیین شد و با نتایج عددی مقایسه شد. فاصله پیشروی نهایی و شیب نشست به‌دست آمده از شبیه‌سازی‌ها با مقادیر تعیین شده از آزمایش‌های تجربی کاملاً سازگاری داشت. نتایج نشان می‌دهد که نسبت ستون اولیه نقش مهمی در پخش توده دانه‌ای و شکل نشست نهایی ستون ایفا می‌کند.

---

در این تحقیق حل عددی معادله‌‌های حاکم بر جریان‌های دوفازی (فشار ترکننده- درجه اشباع ترکننده) در محیط متخلخل و در شرایط همدمایی، با استفاده از ترکیب دو روش المان محدود نامنطبق خطی و گالرکین ناپیوسته پنالتی داخلی ارائه شده است. این ترکیب از مدل عددی برای اولین بار در زمینه مدل‌سازی جریان‌های دوفازی به‌کار رفته است و به‌عنوان نوآوری این تحقیق تلقی می‌شود. معادله فشار با استفاده از روش المان محدود نامنطبق به‌کمک المان‌های کروزیکس- راویارت خطی ناپیوسته و معادله انتقال غالب درجه اشباع نیز با استفاده از روش‌های گالرکین ناپیوسته پنالتی داخلی وزنی حل می‌شوند. استفاده از روش المان محدود نامطبق در حل معادلات جریان موجب شده تا، به‌دلیل استقرار درجات آزادی روی مرکز وجوه مشترک المان‌ها، مقادیر فشار و سرعت از تطابق مطلوب‌تری برخوردار شوند. در این مدل‌سازی از شرایط مرزی نوع رابین در مرزهای ورودی استفاده شده است و برای گسسته‌سازی زمانی معادله‌‌های همبسته حاکم، از تکنیک حل‌های متوالی بهره برده شده است. به‌منظور بهبود وضوح نتایج و حفظ پیوستگی بردار نرمال سرعت در ناپیوستگی‌ها و ناهمگنی‌ها، از نگاشت فضای H(div) با کمک المان‌های خطی راویارت- توماس استفاده می‌شود. در پایان هر گام زمانی نیز با استفاده از محدودکننده شیب چاونت- جافر اصلاح شده، نوسانات غیرفیزیکی مقادیر درجه اشباع در هر المان حذف می‌شوند. همچنین به‌منظور صحت‌سنجی و بیان کارایی مدل در تسخیر شوک‌های ناگهانی در محل تماس دو فاز سیال و ناهمگنی‌ها، به حل مدل‌های بنجمارک و نمونه پرداخته شده است.

---

در این تحقیق، دمای بی‌بعد و تولید آنتروپی در جریان سکون شعاعی نانوسیال تراکم‌ناپذیر روی استوانه نامحدود درحالت پایا بررسی شده است. جریان آزاد نیز پایا بوده و قدرت اولیه جریان K    است. حل تشابهی معادلات ناویر استوکس و معادله انرژی دراین مساله ارائه شده است. این معادلات، با استفاده از تبدیلات مناسبی که در این تحقیق معرفی شده است ساده‌سازی شده‌اند. معادلات کاملا تشابهی در شرایطی حل شده‌اند که دیواره استوانه تحت تاثیر شار حرارتی ثابتی قرار دارد. کلیه حل‌های فوق برای محدوده اعداد رینولدز  Re=ka^2/2vf بین 0/1تا 1000 و مقادیرمعینی ازکسر حجمی نانوذرات ارائه شده است که در آن    a شعاع استوانه است و  vf   لزجت سینماتیکی سیال پایه است. نتایج نشان می­دهند برای اعداد رینولدز بررسی شده، با افزایش کسر حجمی نانوذرات، عمق نفوذ مؤلفه محوری میدان سرعت کاهش می‌یابد درحالی که عدد ناسلت افزایش می­یابد همچنین بیشترین مقدار آنتروپی تولیدی محاسبه شده است.
 

---

زمان‌بندی در محیط‌های تولیدی به‌عنوان یک ابزار رقابتی در جهت بهبود کارایی و پاسخ به نیاز مشتریان به‌کار می‌رود. در این مقاله یک مسئله‌ زمان‌بندی در محیط کارگاه جریانی منعطف سه مرحله‌ای با در نظر گرفتن انسداد و پردازش دسته‌ای بررسی می‌شود. این مسئله با الهام از خط شارژ و بسته‌بندی یک تولید کننده بزرگ باتری خودرو طراحی شده است. در این محیط، مرحله اول و سوم شامل یک ماشین پردازشگر تکی و مرحله دوم شامل m ماشین موازی پردازش دسته‌ای یکسان است. هدف، کمینه ‌کردن مجموع دیرکرد وزنی سفارشات دریافتی است. با توجه به عدم مشاهده بررسی این مسئله در ادبیات موضوع، ابتدا یک مدل برنامه‌ریزی ریاضی برای آن ارائه شده است. همچنین با توجه به   hard-NP   بودن مسئله، یک الگوریتم فراابتکاری جستجوی همسایگی متغیر و یک الگوریتم فراابتکاری ممتیک برای حل آن توسعه داده شده است. نتایج محاسباتی نشان می‌دهد الگوریتم جستجوی همسایگی متغیر قادر است مسائل تا ابعاد 1200 سفارش و 15 ماشین را با میانگین خطای حدود 1/9 درصد نسبت به بهترین جواب به‌دست آمده از بین دو روش، حل کند. الگوریتم ممتیک قادر است مسائل تا ابعاد 1200 سفارش و 15 ماشین را با میانگین خطای حدود 7/8 درصد نسبت به بهترین جواب به‌دست آمده از بین دو روش، حل کند. در کل نتایج محاسباتی نشان از کارایی بهتر الگوریتم جستجوی همسایگی متغیر نسبت به الگوریتم ممتیک دارد. 

---

به‌منظور شبیه‌سازی جریان چندفازی در حضور میدان الکتریکی با استفاده از روش شبکه بولتزمن از سه تابع توزیع استفاده می‌شود که دو تابع توزیع به‌منظور استفاده از مدل مبتنی بر میدان فاز هی- چن- ژانگ و یک تابع توزیع به‌منظور حل میدان پتانسیل است. در ابتدا با استفاده از قانون لاپلاس و آزمون رهاسازی قطره توانایی برنامه کامپیوتری در اعمال کشش سطحی سنجیده شده است. نتایج حاصل نشان می‌دهد که برنامه عددی حاضر، قادر است نیروی کشش سطحی تنظیمی را به‌خوبی مدل کند. سپس با استفاده از شبیه‌سازی ناپایداری رایلی- تیلور توانایی برنامه کامپیوتری در اعمال نیروهای حجمی سنجیده شده است که نشان می‌دهد نتایج برنامه عددی نوشته‌ شده با نتایج عددی موجود در مراجع همخوانی نزدیکی دارد. در این پژوهش برای اولین بار، اثر حضور میدان الکتریکی بر قطره غوطه‌ور در یک سیال دیگر و به‌علاوه حضور قطره در محیط متخلخل با استفاده از روش شبکه بولتزمن بررسی ‌شده است. بدین‌منظور ابتدا حرکت قطره در اثر اختلاف‌پتانسیل در محیط‌های متخلخل و غیرمتخلخل بررسی شده است. پس از مدل‌سازی حرکت قطره در اثر اختلاف‌پتانسیل، دو میدان الکتریکی در جهت عکس یکدیگر به قطره وارد شده است تا تغییر شکل قطره بررسی شود. سپس با اعمال تست‌های مختلف نشان داده شده است که در یک اختلاف‌پتانسیل مشخص، قطره پس از تغییر شکل زیاد، تجزیه شده و به قطرات کوچک‌تر تقسیم می‌شود. تجزیه قطرات در یک امولسیون پیش مخلوط، تکنیکی رایج در تولید قطرات مونودیسپرس است. وجود قطرات مونودیسپرس در یک امولسیون باعث بهبود خواص فیزیکی از نظر کارشناسان علم پلیمر می‌شود