انتقال حرارت برخوردی به عنوان یکی از مهم ترین روش های خنک کاری از اهمیت بسیار بالایی در صنعت برخوردار است. مطالعات بسیاری در این زمینه به علت پیچیدگی بالای این روش انجام شده است و هدف همه ی آن ها بهبود پیش بینی پارامترهای جریان و انتقال حرارت می باشد. گذشت بیش از چهل سال مطالعه و تحقیق بر روی انتقال حرارت برخوردی نشان از پویا بودن این حوزه دارد. در این پایان نامه نشان داده می شود که بترکیب مدل های مرتبه دوم و شار حرارتی آشفته باعث بهبود در پیش بینی پارامترهای این نوع جریان می شود. برای ارائه مطالعه ای جامع دو نوع جت برخوردی (شیاری و متقارن مدور) در هندسه ها و ابعاد متفاوت با اعداد رینولدز مختلف مورد تحلیل قرار گرفته است. نتایج بدست آمده نشان می دهند که مدل یونیس و همکاران و مدل hoggdh در ترکیب با مدل های مرتبه دوم رینولدز پایین آشفته نسبت به دیگر مدل های شار حرارتی جبری صریح استفاده شده (ggdh، wet و ...) پیش بینی قابل قبول تری برای توزیع عدد ناسلت محلی در برابر داده های تجربی موجود ارائه می دهند. به علاوه، این مطالعه نشان می دهد فرض ثابت بودن عدد پرانتل آشفته برابر 85/0در انتقال حرارت برخوردی ناصحیح است، زیرا این پارامتر در مقاطع مختلف و هم چنین در اعداد رینولدز متفاوت دارای مقادیر مختلفی می باشد.

پژوهش در زمینه احتراق اسپری مورد علاقه بسیاری از محققان بوده است که به دلیل گستره وسیع کاربرد آن در بسیاری از صنایع مانند وسائل نقلیه زمینی هوایی و دریایی به خاطر طبیعت پیچیده احتراق اسپری، شامل پدیده های به هم پیوسته ای چون انتقال قطرات مایع (به همراه اثرات پیچیده و بسیار آشفتگی)، نفوذ، اختلاط، تبخیر و واکنشهای احتراقی، مدل کردن تئوری آن شاید تا چند دهه آینده نیز میسر نباشد.

فرآیند احتراق از جمله فرآیندهای آلوده کننده محیط زیست است. لازمه بهینه سازی سیستم های احتراق حداکثر نمودن بازدهی احتراق، کاهش مصرف سوخت و در عین حال کاهش آلاینده های ناشی از احتراق است. در تحقیق حاضر با استفاده از شبیه سازی عددی دو بعدی برای جریان در یک محفظه احتراق توربین گاز، و مطالعه اثر افزایش هوای اضافی در نسبت های هم ارزی مختلف برای سوخت های متان، پروپان و پنتان، عملکرد محفظه و برخی پارامترهای مهم از جمله اکسیدهای نیتروژن مورد بررسی قرار گرفته است. حل عددی معادلات حاکم بر اساس روش حجم محدود انجام شده است. گسسته سازی به روش مرتبه اول بوده و برای کوپلینگ سرعت- فشار از الگوریتم سیمپل استفاده شده است. به دلیل کاربرد وسیع مدل آشفتگی k-? در مدلهای احتراقی، از آن در کار حاضر استفاده شده است. از مدل استهلاک ادی برای مدل سازی نرخ انجام واکنش استفاده شده است. نتایج نشان می دهد تولید اکسید نیتروژن ناشی از مکانیزم حرارتی در احتراق سوخت های مورد بررسی در محفظه احتراق توربین گاز به علت وجود اکسیژن و دمای بالا، به مراتب بیشتر از تولید آن توسط مکانیزم انگیخته (در اثر رادیکالهای هیدروکربنی) است. همچنین نشان داده شده است که افزایش هوادهی تأثیر زیادی بر دما و تولید اکسید نیتروژن دارد.