چکیده: تحقیقات در ارتفاعات بالا در مورد ویژگی‌های جریان مولکولی آزاد در سال‌های اخیر در زمینه هوافضا از بازگشت کپسول زیستی تا قراردهی ماهواره در مدار برجسته‌تر شده است. گاز رقیق به‌دلیل شرایط غیرپیوسته بودن سیال و غیرتعادلی بودن آن در جو، امکان استفاده از روش‌های مرسوم دینامیک سیالات محاسباتی نیست چرا که فرض پیوستگی بر معادلات دینامیک سیالات محاسباتی (CFD) حاکم است. به‌همین‌دلیل روش محاسباتی سیال ناپیوسته در جریان گاز رقیق همانند روش دی اس ام سی توسعه پیدا نموده است. در این پایان‌نامه هدف محاسبه نیروی پسای وارد بر ماهواره می‌باشد. در ابتدا، جریان مافوق صوت بر روی یک صفحه تخت در رژیم جریان مولکولی آزاد به روش شبیه‌سازی مستقیم مونت‌کارلو با استفاده از کد عددی فرترن و نرم‌افزار اپن‌فوم بررسی شد. در این راستا، با استفاده از کد عددی توسعه‌ یافته شده دو بعدی دی اس ام سی به بررسی و شبیه‌سازی یک صفحه تخت و محاسبات نیروهای آیرودینامیکی پرداخته شد. نشان داده شد که کد عددی توسعه‌ یافته شده ابزاری مطمئن برای محاسبات مرتبط با رژیم گاز رقیق در اعداد نادسن بالا می‌باشد. به‌دلیل سختی وارد نمودن هر نوع هندسه‌ای در کد عددی، در ادامه از نرم‌افزار اپن‌فوم استفاده شده است و نتایج یک صفحه تخت مورد بررسی و اعتبارسنجی مجدد قرار گرفته است. نشان داده شده است که نرم‌افزار مذکور قابلیت پیش‌بینی جریان گاز رقیق با سرعت 5/1412 متر بر ثانیه در شرایط چگالی تعدادی 3×1019 با خطای کمتر از 15 درصد می‌باشد. در ادامه جهت توسعه نتایج، صفحه عمودی در مقابل جریان توسط نرم‌افزار مورد شبیه‌سازی قرار گرفته است و نیروهای آیرودینامیکی وارد بر چنین صفحه‌ای در شرایط حضور ماهواره در مدار لئو محاسبه شده است. نشان داده شده است که کد دو بعدی در شرایط گاز بسیار رقیق در ارتفاع 150 کیلومتری، چگالی 074×10-9/2 کیلوگرم بر متر مکعب و سرعت جریان 2500 متر بر ثانیه، میزان ضریب پسای 53/1 بر صفحه با طول ضلع 10 سانتیمتر وارد می‌شود. در ادامه جهت نوآوری در نتایج به بررسی ضرایب آیرودینامیکی وارد بر صفحه در زوایای نصب مختلف پرداخته شد. نرم‌افزار توسعه یافته شده قابلیت اجرا برای هر نوع هندسه‌ای جهت محاسبه نیروی پسای وارد بر ماهواره را داشته و می‌توان برای تحقیقات در این زمینه مورد استفاده واقع شود.