فرمول بندی برنامه ریاضی مسائل طراحی و بهره برداری بهینه،‏ از منظر منابع آب،‏ سدهای برقابی همراه با اعمال کنترل بر اعتمادپذیری بده انرژی،‏ از نوع مدل های بهینه سازی غیرخطی غیرمحدب با متغیرهای مختلط است. در این مطالعه یک مدل شبیه سازی- بهینه سازی،‏ با تلفیق مدل حوضه ای MODSIM به عنوان مدل شبیه ساز و الگوریتم بهینه سازی دسته ذرات (PSO)‎،‏ برای حل این رده از مدل های پیچیده در مسائل چندمخزنه توسعه یافته است. در این روش ابتدا امکان تعریف نیاز برقابی و اعمال سیاست بهره برداری استاندارد برقابی از مخازن در مدل MODSIM فراهم شده است. سپس مدل شبیه ساز بهبودیافته (MODSIMP)‎ به الگوریتم PSO با تابع هدف حداکثرسازی سود خالص حاصل از طراحی و بهره برداری از سیستم مخازن و نیروگاه ها در طول عمر مفید آن متصل گردیده است. در این مدل ترکیبی هر بار ارزیابی تابع هدف مدلPSO مستلزم فراخوانی و اجرای مدل MODSIMP می باشد. مدل پیشنهادی در تعیین مشخصات بهینه سیستم سه سدی خرسان شامل ظرفیت مخازن و توان تولید نیروگاه ها به عنوان مطالعه موردی استفاده و نتایج حاصل از آن تحلیل شده است. با توجه به سرعت مدل توسعه یافته MODSIMP در شبیه سازی سیستم های چندمخزنه برقابی و انعطاف الگوریتم های فراکاوشی در اتصال به مدل های شبیه ساز و احتساب خصوصیات غیرخطی،‏ مدل ترکیبی PSO-MODSIMP از قابلیت مناسبی در حل مسائل طراحی و بهره برداری بهینه از این سیستم ها برخوردار است.

روش های شبیه سازی، در کنار پیشرفت سریع روش های تحلیل سیستم، همچنان به عنوان ابزاری مفید برای تصمیم گیری در مسایل مهندسی مورد استفاده اند. با این حال نیاز به یافتن روش های جدید شبیه سازی که علاوه بر تشریح پویایی سیستم های پیچیده، بتواند قابلیت مدل سازی ساده و راحت آنها را برای کاربر ایجاد کند، احساس می شود. یکی از این روش ها، روش پویایی سیستم است که یک روش شبیه سازی شی گرا بر اساس روابط باز خورد است. از عوامل جذابیت این روش می توان به سرعت بالای ایجاد یک مدل، امکان توسعه گروهی مدل ها، و نیز قابلیت و سادگی اصلاح مدل در واکنش به تغییرات سیستم اشاره کرد. در این نوشتار با استفاده از روش پویایی سیستم، ابتدا عملکرد یک مخزن ساده و سپس یک مخزن برقابی به صورت کامل مدل سازی شده و با نشان دادن قابلیت های مدل مذکور، مطالعه موردی برای بررسی نتایج، بر روی سد تنگ معشوره در سرشاخه های کرخه انجام شده است.

رفتار دینامیکی سیستم ثانویه با تکیه گاه چندگانه واقع بر یک سیستم اولیه پیچشی تحت اثر تحریک پایه، که به صورت یک فرآیند پیشای مانای باند پهن قرار گرفته، ارایه شده است. پاسخ سیستم ثانویه با تکیه گاههای چندگانه با و بدون در نظر گرفتن اندرکنش بین سیستم های اولیه و ثانویه مورد تحقیق قرار گرفته است. کمیتهای پاسخ مورد توجه عبارتند از انحراف: معیار شتاب مطلق یک گره معین و لنگر خمشی در یک تکیه گاه معین از تکیه گاههای چندگانه سیستم ثانویه. برای حالت بدون اندرکنش، ورودی تکیه گاه سیستم ثانویه به دو صورت تابع چگالی طیف توان متقاطع و شبه آن، که همبستگی بین تکیه گاههای چندگانه سیستم ثانویه را در نظر می گیرد، مشخص شده است. برای حالت با اندرکنش، تابع مرسوم چگالی طیف توان زمین می تواند مستقیما به عنوان ورودی سیستم مرکب مورد استفاده قرار گیرد. پاسخ ها بوسیله تحلیل طیفی در پهنه فرکانس بدست آمده اند. پاسخ ها برای تعدادی از پارامترهای مهم بدست آمده اند. نتایج عددی مطالعات نشان می دهد که با افزایش نسبت جرم بین سیستم اولیه و ثانویه، پاسخ کاهش می یابد. در شرایط هم فرکانس نیز حداکثر محدود برای نسبت جرم بالاتر مشاهده شده است. برای سیستم های اولیه پیچشی با پیچشهای زیاد و کم، در شرایط هم فرکانسی و اندرکنش، وقتی امتداد بین سیستم ثانویه و محور اصلی سیستم اولیه 45o شده شتاب هم پایه شده یک حداقل محدود را نشان می دهد. برای سایر حالتها، کمیتهای پاسخ یک حداکثر محدود را در این امتداد نشان می دهند.

در این مقاله یک رده از سیستم های خطی با تاخیر زمانی چندگانه بررسی شده است. پایداری سیستم های با تاخیر زمانی با استفاده از روش تابعک لیاپانف بررسی می شود. در این مقاله یک سیستم با تاخیر زمانی چندگانه را به یک سیستم تک تاخیره تبدیل کرده و نشان دادیم اگر سیستم اولیه پایدار باشد آن گاه سیستم تبدیل یافته نیز پایدار است و سپس پایداری سیستم جدید را با استفاده از تکنیک تجزیه ماتریس ها و نامساوی ماتریس خطی بررسی کرده، در پایان با ارائه مثال های عددی کارایی روش را بررسی کردیم.

در این مقاله پاسخ لرزه ای ذخیره مایعات که بوسیله سیستم لغزشی جداسازی گردیده اند، تحت اثر تحریک لرزه ای دو مولفه ای (دو مولفه افقی حرکت) بررسی شده اند. نیروی اصطکاکی سیستم لغزشی بوسیله دو روش معمولی و هیسترتیک مدلسازی شده است. جرم مایع مخزن بصورت سه جرم متمرکز نوسانی، ضربه ای و صلب مدل سازی گردیده است. سختی وابسته به جرم های متمرکز یاد شده بستگی به ویژگی های دیواره مخزن و جرم مایع دارد. معادلات حرکت مخزن با سیستم جداسازی لغزشی بدست آمده و با تکرار روش گام به گام نیومارک حل شده اند. فرض می شود نیروهای اصطکاکی که در سطح تماس سیستم جدا کننده لغزشی منتقل می شود، به سرعت بستگی نداشته باشند و اندرکنش این نیروها در دو جهت افقی در نظر گرفته شده است. برای مقایسه پاسخ لرزه ای مخزن با سیستم جدا کننده بوسیله روش معمول و روش هیسترتیک بدست آمده است. همچنین برای تشخیص موثر بودن سیستم جدا کننده، پاسخ لرزه ای مخزن با جداسازی لرزه ای و بدون جداسازی لرزه ای مقایسه شده است. مطالعات پارامتری تاثیر نسبت ارتفاع به قطر یا عرض بر روی موثر بودن جداسازی لرزه ای مخازن ذخیره مایعات نیز انجام گردیده است. اینطور نتیجه گیری شد که سیستم لغزشی در کاهش دادن پاسخ لرزه ای بسیار موثر می باشد. علاوه بر این، پاسخ لرزه ای با مدل معمولی و هیسترتیک یکسان بدست آمد.

جامع نگری و برخورد سیستمی در مدیریت کمی و کیفی منابع آب به علت افزایش مولفه های این سیستم ها و پیچیدگی ارتباطات و اثرات متقابل آن ها از اهمیت ویژه ای برخوردار است. مدل سازی و مدیریت مسایل زیست محیطی به ویژه پدیده تغذیه گرایی، به دلیل پیچیدگی و اثرات متقابل عوامل موثر در آن کار ساده ای نیست. امروزه سعی بر این است که با ایجاد مدل های مفهومی درک این روابط را ساده کنند. روش پویایی سیستم، رویکردی نسبتا تازه ای را در مدل سازی کیفیت آب پیش روی مهندسین قرار داده که به وسیله آن می توان اندرکنش های بین اجزای سیستم آبی را به سادگی نشان داد. غنی شدن اکوسیستم های آبی از مواد مغذی منجر به تولید زیستی بالا شده و ممکن است اثرات نامطلوبی نظیر شکوفایی جلبکی و کاهش اکسیژن محلول در آب های نزدیک بستر ایجاد کند. فیتوپلانکتون ها شاخه ای از جلبک ها هستند که در آب شناورند. این موجودات تولید کنندگان اولیه در پیکره های آبی هستند. فیتوپلانکتون ها غذای زئوپلانکتون ها را تشکیل می دهند. در این مقاله از نرم افزار VenSim به عنوان ابزار اولیه برای مدل سازی فیتوپلانکتون ها و زئوپلانکتون ها در مخزن استفاده شده است. مدل ساخته شده قادر است غلظت برخی از مولفه های کیفی آب مخزن مانند فیتوپلانکتون ها و زئوپلانکتون ها را در طول زمان محاسبه کند. در این مقاله دریاچه لانگ (واقع در آمریکا) به عنوان مطالعه موردی مورد استفاده قرار گرفته است. شبیه سازی در مدت 127 روز انجام شده است.

مدیریت منابع آب نیازمند تصمیم گیری آینده نگر با رویکردی جامع است. علم پویایی سیستم، یک ابزار مدیریتی بر اساس این نگرش می باشد. این علم قادر است 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. روش پویایی سیستم در واقع روش شبیه سازی شیءگرا و بر پایه بازخورد است که می تواند علاوه بر تشریح سیستم های پیچیده بر اساس واقعیت، امکان دخالت کاربر در توسعه مدل و جلب اطمینان وی را در طول فرآیند مدل سازی فراهم نماید. افزایش سرعت در توسعه مدل، قابلیت توسعه گروهی مدل، ارتباط موثر با نتایج و افزایش اعتماد به مدل در اثر مشارکت کاربر از مهمترین قابلیت های این روش شبیه سازی می باشد. سادگی ایجاد تغییر در مدل و قابلیت انجام آنالیز حساسیت، این روش را از دیگر روش های تحلیل مدل سازی جذاب تر نموده است. در این تحقیق مدلی از سد دامغان واقع در استان سمنان به روش پویایی سیستم توسعه داده شده است. هدف از این مدل سازی تعیین تاثیر سیاست های مختلف بهره برداری بر رفتار مخزن و میزان تامین نیازهای پایین دست در افق آینده (سال 1410) می باشد. با توجه به نتایج به دست آمده مشخص گردید که با اجرای سیاست های مناسب نه تنها می توان نیازهای مورد نظر را در حالت موجود در حد قابل قبولی تامین نمود، بلکه می توان توسعه نیازها را نیز در نظر گرفت. همچنین تعیین ارتفاع بهینه سد به صورتی که بتواند نیازهای مختلف را در حد قابل قبول تامین نماید، مورد بررسی قرار گرفت.