To predict fluid properties and interactions is an important task for the industry. It is plagued, however, by being close to impossible to predict analytically. Hence, it is customary to turn to numerical solutions. This in itself comes with many different methods and approaches suitable for different needs. This work focuses on two methods: Tip Vortex Index (TVI) and Diffused Vortex Hydrodynamics (DVH). TVI is a method to predict when a marine propeller will experience cavitation of tip vortices and is based on calculations from a Boundary Element Method (BEM). DVH is a particle method for simulating the circulation of a fluid in two dimensions and three dimensions. The aim is to investigate an implemented TVI model based on MPUF-3A for different marine propeller series, with different sub-designs for a total of 28 unique propellers, and implement the DVH method and test it for 3 different bodies. The results of this thesis show that the implemented TVI model is non-functional for the 28 different propellers, but the DVH method is successfully implemented and able to handle 2 different bodies. / Att förutspå fluid egenskaper och interaktioner är en viktig uppgift för industrin. Det plågas dock av att vara näst intil omöjligt att förutspå analytiskt. Det är därför vanligt att vända sig till numeriska lösningar. Detta kommer i sig med många olika metoder och tillvägagångssätt som passar olika behov. Detta arbete fokuserar på två metoder: Tip Vortex Index (TVI) och Diffused Vortex Hydrodynamics (DVH). TVI är en metod för att förutsäga när en marin propeller kommer att uppleva kavitation av spetsvirvlar och baseras på beräkningar från en Boundary Element Method (BEM). DVH är en partikelmetod för att simulera cirkulationen i fluid i två dimensioner och tre dimensioner. Syftet är att undersöka en implementerad TVI-modell baserad på MPUF-3A för olika marina propellerserier, med olika underdesigner, för totalt 28 unika propellrar, och implementera DVH-metoden och testa den för 3 olika kroppar. Resultaten av denna avhandling visar att den implementerade TVI-modellen är icke-funktionell för de 28 olika propellrarna, men DVH-metoden är framgångsrikt implementerad och kan hantera 2 olika kroppar

Spin-vortices in vertically spaced pairs of thin elliptical Permalloy nanoparticles are investigated. The two vortex cores with parallel out-of-plane magnetization exhibit a strong monopole-like attraction through the spacer much thinner than the core length, thus forming a bound core-core pair. The material of the spacer is designed to suppress both direct and indirect exchange interactions, so the remaining inter-vortex coupling is purely dipolar. In the investigated vortex pairs, the in-plane magnetization in the vortex periphery, outside the vortex cores, curl in opposite directions (have opposite chirality). As a result, the two cores move in opposite directions in response to an in-plane magnetic field, the Zeeman effect of which acts to decouple the core-core pair. This leads to unique dynamics of the spin-vortex parallel-core/antiparallel-chirality pair, which strongly depend on whether the pair is coupled or decoupled. In the coupled state, the cores are held close together by the core-core attraction, which results in short-radius oscillations and a resonance frequency of about 2 GHz for the main rotational eigen-mode. In the decoupled state, the cores are separated by a distance much greater than the core length and gyrate independently with a resonance frequency of the order of 100 MHz. The dynamics of the vortex pair are investigated at 77 K, where there is a bistability between the coupled and decoupled core states. Resonant excitations are used to decouple the cores with pulses of ∼10 Oe in amplitude and ∼100 ps in duration. The ability to decouple a vortex pair using such fast low-power pulses can be useful for multifrequency oscillators and vortex based memory. A search for quantum effects is undertaken at sub-Kelvin temperatures using a dilution refrigerator. Square pulses of 100 ns duration and amplitudes of the order of 1 Oe are applied in-plane to bring the system closer to decoupling, giving the cores a chance to tunnel through the barrier between the coupled and decoupled states. The amplitude required for decoupling is measured as a function of temperature and a leveling off in the decoupling probability is seen below 400 mK, giving some indication of core tunneling. Macroscopic quantum tunneling of magnetization is interesting from the fundamental physics point of view, e.g., as a model system for studying the measurement paradox in quantum mechanics, as well as for current and future computer technology in terms of understanding the ultimate limitations of miniaturizing magnetic memory elements. / I detta arbete studeras spinnvirvlar i elliptiska skivor av Permalloy ordnade i vertikala par. Kärnor av parallell vertikal magnetisering attraherar varandra likt monopoler genom en film mycket tunnare än kärnorna och bildar därmed ett sammankopplat par. Materialet i filmen mellan virvlarna är designat för att förhindra både direkt och indirekt utbytesväxelverkan och lämnar endast kärnornas dipolväxelverkan. I de virvelpar som studeras går den plana magnetiseringen i virvlarnas periferi runt kärnorna åt olika håll (de har motsatt kiralitet). På grund av detta rör sig kärnorna åt olika håll vid applikation av magnetfält i planet (Zeeman effekten) vilket kan leda till att de kopplas isär. Detta ger virvelpar med parallella kärnor och antiparallell kiralitet unika dynamiska egenskaper som ändras med deras tillstånd, sammankopplade eller isärkopplade. I det sammankopplade tillståndet hålls kärnorna ihop av monopolattraktionen vilket gör att de bara kan röra sig i små banor kring sitt magnetiska masscentrum, med en resonansfrekvens på circa 2 GHz. I det isärkopplade tillståndet är kärnorna separerade med ett avstånd som är mycket större än kärnornas diameter, och de rör sig oberoende av varandra med en resonansfrekvens i storleksordningen 100 MHz. Virvelparets dynamik undersöks vid 77 K, där det finns en bistabilitet mellan det sammankopplade och det isärkopplade tillståndet. Pulser med längd ∼100 ps och styrka ∼10 Oe i resonans med det sammankopplade tillståndet används för att koppla isär kärnorna. Att kunna koppla isär dem med så korta lågeffektspulser kan vara användbart för virvelbaserade minnen och multifrekvensoscillatorer. Ett sökande efter kvanteffekter påbörjas vid temperaturer under 1 K med hjälp av en utspädningskyl. Fyrkantsvågor med en längd på 100 ns och en styrka i storleksordningen 1 Oe, orienterade i planet, används för att ge kärnorna en chans att tunnla genom barriären mellan det sammankopplade och det isärkopplade tillståndet. Den vågamplitud som krävs för att koppla isär kärnorna plottas mot temperaturen och kan ses plana ut under 400 mK, vilket ger viss indikation av tunnling. Dessa undersökningar av makroskopisk kvanttunnling av magnetisering kan vara användbar i grundforskning för att studera mätparadoxen i kvantmekanik, men också i modern datorteknologi för att förstå de absoluta begränsningarna i hur små magnetiska minneselement kan göras.