बड़े भंवर सिमुलेशन के आधार पर विमान इंजन दहन कक्ष के वायुगतिकीय प्रदर्शन पर अनुसंधान प्रगति

बड़े भंवर सिमुलेशन के आधार पर विमान इंजन दहन कक्ष के वायुगतिकीय प्रदर्शन पर अनुसंधान प्रगति

दहन कक्ष एक विमान इंजन के मुख्य घटकों में से एक है, और दहन कक्ष का वायुगतिकीय प्रदर्शन पूरे इंजन के प्रदर्शन में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। दहन कक्ष के लिए इंजन की बढ़ती हुई कठोर तकनीकी आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए, दहन कक्ष के अंदर दहन संगठन मोड और प्रवाह विशेषताएँ बहुत जटिल हो गई हैं। डिफ्यूज़र की मंदी और दबाव प्रक्रिया एक मजबूत प्रतिकूल दबाव ढाल के तहत प्रवाह पृथक्करण का सामना कर सकती है; वायु प्रवाह एक बहु-चरण भंवर डिवाइस से होकर गुजरता है जिससे एक बड़े पैमाने पर भंवर संरचना बनती है, जो एक ओर तरल ईंधन के परमाणुकरण और वाष्पीकरण को बढ़ावा देती है और ईंधन के साथ एक मजबूत स्पंदनशील, अस्थिर मिश्रण बनाती है, और दूसरी ओर वायुगतिकीय पुनःपरिसंचरण क्षेत्र में एक स्थिर लौ उत्पन्न करती है; मुख्य दहन/मिश्रण छेद के कई जेट लौ ट्यूब में पार्श्व प्रवाह के साथ परस्पर क्रिया करके एक प्रति-घूर्णन भंवर जोड़ी बनाते हैं, जिसका अशांत मिश्रण पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है। प्रवाह के आधार पर, बहु-स्तरीय भौतिक और रासायनिक प्रक्रियाएं जैसे कि परमाणुकरण और वाष्पीकरण, मिश्रण, रासायनिक प्रतिक्रिया, और अशांति और लौ के बीच बातचीत दृढ़ता से युग्मित होती हैं, जो संयुक्त रूप से दहन कक्ष की वायुगतिकीय विशेषताओं को निर्धारित करती हैं। इन भौतिक और रासायनिक प्रक्रियाओं की उच्च-सटीक मॉडलिंग और गणना हमेशा देश और विदेश में अनुसंधान का एक गर्म विषय रही है।

दहन कक्ष में परमाणुकरण, वाष्पीकरण, मिश्रण और दहन प्रक्रियाएँ अशांत प्रवाह वातावरण में विकसित और विकसित होती हैं, इसलिए प्रवाह दहन कक्ष के वायुगतिकीय प्रदर्शन के अनुकरण का आधार है। अशांति की मूल विशेषता यह है कि प्रवाह पैरामीटर गैर-रेखीय संवहन प्रक्रिया के कारण यादृच्छिक स्पंदन दिखाते हैं। अशांति में कई भंवर संरचनाएँ होती हैं। लंबाई और समय के पैमाने में विभिन्न भंवरों के फैलाव बहुत बड़े हैं, और जैसे-जैसे रेनॉल्ड्स संख्या बढ़ती है, तराजू के बीच के फैलाव में तेजी से वृद्धि होती है। अशांत भंवर संरचनाओं के अनुपात के अनुसार जो सीधे हल किए जाते हैं, अशांति सिमुलेशन विधियों को प्रत्यक्ष संख्यात्मक सिमुलेशन (DNS), रेनॉल्ड्स-औसत नेवियर-स्टोक्स (RANS), बड़े भंवर सिमुलेशन (LES) और मिश्रित अशांति सिमुलेशन विधियों में विभाजित किया गया है। RANS विधि, जिसका व्यापक रूप से इंजीनियरिंग में उपयोग किया जाता है, अशांत माध्य क्षेत्र को हल करती है और सभी अशांत स्पंदन सूचनाओं को अनुकरण करने के लिए एक मॉडल का उपयोग करती है। गणना राशि छोटी है, लेकिन सटीकता खराब है। दहन कक्ष में मजबूत भंवर और अस्थिर प्रवाह प्रक्रियाओं के लिए, RANS परिष्कृत डिजाइन की आवश्यकताओं को पूरा नहीं कर सकता है। पिट्सच ने बताया कि LES की कम्प्यूटेशनल जटिलता RANS और DNS के बीच है, और वर्तमान में मध्यम और निम्न रेनॉल्ड्स संख्याओं के साथ अप्रतिबंधित स्थानों में अशांत दहन गणनाओं के लिए उपयोग किया जाता है इस तरह की उच्च कम्प्यूटेशनल संसाधन खपत दहन कक्ष सिमुलेशन में LES के व्यापक उपयोग को सीमित करती है।

बहुत बड़े एडी सिमुलेशन (वीएलईएस) और हाइब्रिड आरएएनएस-एलईएस विधि ढांचे पर आधारित उच्च परिशुद्धता गणना मॉडल और विधियों की स्थापना संख्यात्मक सिमुलेशन में एक महत्वपूर्ण प्रवृत्ति है। हान एट अल द्वारा विकसित वीएलईएस विधि पारंपरिक एलईएस में ग्रिड स्केल को फ़िल्टर करने और अशांति पैमाने मिलान प्रतिबंधों को हल करने के कारण कम कम्प्यूटेशनल दक्षता की समस्या को हल करती है, और अशांति बहु-पैमाने की विशेषताओं, क्षणिक विकास विशेषताओं और ग्रिड रिज़ॉल्यूशन के बीच युग्मन मॉडलिंग का एहसास करती है। , वीएलईएस भंवर संरचना विकास की वास्तविक समय विशेषताओं के आधार पर अशांति समाधान और मॉडल मॉडलिंग के बीच अनुपात को अनुकूल रूप से समायोजित करता है, गणना सटीकता सुनिश्चित करते हुए कम्प्यूटेशनल लागत को काफी कम करता है।

फिर भी, पारंपरिक LES की तुलना में, VLES के सिद्धांत और विशेषताओं का व्यापक रूप से अध्ययन और उपयोग नहीं किया गया है। यह पत्र दहन कक्षों से संबंधित विभिन्न भौतिक परिदृश्यों में VLES के मॉडलिंग सिद्धांत और इसके अनुप्रयोग प्रभावों को व्यवस्थित रूप से प्रस्तुत करता है, जिससे विमान इंजन दहन कक्ष सिमुलेशन के क्षेत्र में VLES के बड़े पैमाने पर अनुप्रयोग को बढ़ावा मिलता है।

बड़ी भँवर सिमुलेशन विधि

संसाधन खपत और मॉडल की गणना पर अशांति सिमुलेशन विधियों का प्रभाव चित्र 1 में दिखाया गया है। RANS, LES और VLES विधियाँ सभी अशांति मॉडलिंग के माध्यम से प्रवाह सिमुलेशन प्राप्त करती हैं। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि VLES की सबसे पहली स्पष्ट परिभाषा पोप द्वारा दी गई थी, जो "कम्प्यूटेशनल ग्रिड स्केल बहुत मोटा है, ताकि सीधे हल की गई अशांत गतिज ऊर्जा कुल अशांत गतिज ऊर्जा के 80% से कम हो"। वहीं, पोप [6] द्वारा दिए गए LES का अर्थ है "कम्प्यूटेशनल ग्रिड बहुत महीन है, ताकि सीधे हल की गई अशांत गतिज ऊर्जा कुल अशांत गतिज ऊर्जा के 80% से अधिक हो"। फिर भी, यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि इस लेख में पेश की गई VLES एक नई कम्प्यूटेशनल विधि है, जिसे पिछली विधि के आधार पर फिर से तैयार और विकसित किया गया है। हालांकि नाम समान हैं, नई VLES विधि अनिवार्य रूप से पोप द्वारा परिभाषित VLES विधि से अलग है। जैसा कि चित्र से देखा जा सकता है, गणना सटीकता के क्रम में पारंपरिक अशांति मोड RANS, URANS, हाइब्रिड RANS/LES, LES और DNS हैं। नए मॉडल ढांचे के तहत, गणना सटीकता के क्रम में अशांति मोड को RANS, VLES और DNS में विभाजित किया गया है। यही है, VLES विधि कई पारंपरिक अशांति मोड के एकीकरण का एहसास करती है, और विभिन्न मॉडल वास्तविक गणनाओं में स्थानीय विशेषताओं के अनुसार अनुकूल रूप से संक्रमण और आसानी से परिवर्तित होते हैं।

दहन कक्ष में विशिष्ट भौतिक प्रक्रियाओं का अनुकरण

मजबूत भंवर प्रवाह का बहुत बड़ा भंवर सिमुलेशन

विमान इंजन का दहन कक्ष आम तौर पर बहु-चरण भंवर और मजबूत भंवर जैसे प्रवाह क्षेत्र संगठन रूपों को अपनाता है। दहन कक्ष में भंवर प्रवाह सबसे बुनियादी प्रवाह रूप है। चूंकि भंवर प्रवाह दिशा और स्पर्शरेखा दिशा दोनों में प्रमुख है, भंवर के अशांत स्पंदन में पारंपरिक पाइप प्रवाह, चैनल प्रवाह और जेट प्रवाह की तुलना में मजबूत अनिसोट्रॉपी है। इसलिए, भंवर का संख्यात्मक सिमुलेशन अशांति सिमुलेशन विधि के लिए एक बड़ी चुनौती पेश करता है। ज़िया एट अल। ने ट्यूब में क्लासिक मजबूत भंवर प्रवाह उदाहरण की गणना करने के लिए वीएलईएस विधि का उपयोग किया; डेलेनबैक एट अल। [14] ने इस उदाहरण पर प्रवाह क्षेत्र प्रयोग किए और विस्तृत प्रयोगात्मक डेटा दिया। गणना किए गए उदाहरण का प्रवाह रेनॉल्ड्स संख्या 1.0 है×105 (वृत्ताकार ट्यूब के व्यास के आधार पर) और भंवर संख्या 1.23 है। गणना में संरचित ग्रिड के दो सेट का उपयोग किया जाता है। विरल ग्रिड (M1) की कुल संख्या लगभग 900,000 है और एन्क्रिप्टेड ग्रिड (M2) की कुल संख्या लगभग 5.1 मिलियन है। गणना द्वारा प्राप्त सांख्यिकीय क्षण परिणामों की तुलना VLES विधि की गणना सटीकता को सत्यापित करने के लिए प्रयोगात्मक परिणामों के साथ की जाती है।

विभिन्न विधियों के गणना परिणामों की तुलना और मजबूत भंवर प्रवाह के तहत विभिन्न डाउनस्ट्रीम स्थितियों पर परिधीय औसत वेग और स्पंदन वेग के रेडियल वितरण के प्रयोगात्मक परिणामों को चित्रा 4 में दिखाया गया है। आकृति में, क्षैतिज और ऊर्ध्वाधर निर्देशांक क्रमशः आयामहीन दूरी और आयामहीन वेग हैं, जहां D1 इनलेट परिपत्र पाइप का व्यास है और Uin इनलेट औसत वेग है। जैसा कि आकृति से देखा जा सकता है, प्रवाह क्षेत्र एक विशिष्ट रैंकिन जैसा यौगिक भंवर दिखाता है जो धीरे-धीरे एकल कठोर शरीर भंवर में परिवर्तित हो रहा है। गणना और प्रयोगात्मक परिणामों की तुलना करने पर, यह पाया जा सकता है कि वीएलईएस विधि में मजबूत भंवर प्रवाह के परिधीय वेग की भविष्यवाणी के लिए उच्च गणना सटीकता है, इसकी तुलना में, वीएलईएस विधि में जटिल मजबूत भंवर प्रवाह के तहत औसत वेग क्षेत्र, स्पंदनशील वेग क्षेत्र और स्थानिक विकास की भविष्यवाणी में बहुत अधिक सटीकता है, और अपेक्षाकृत विरल ग्रिड रिज़ॉल्यूशन पर भी उच्च गणना सटीकता की गारंटी दे सकती है। परिधिगत औसत वेग की भविष्यवाणी के लिए, वीएलईएस विधि के गणना परिणाम मूल रूप से विरल और घने ग्रिड रिज़ॉल्यूशन के दो सेटों पर सुसंगत हैं।

अशांत दहन का विशाल भंवर सिमुलेशन

अशांत दहन समस्याओं की भविष्यवाणी करने में वीएलईएस विधि की व्यवहार्यता का अध्ययन करने के लिए [15-16], वीएलईएस विधि पर आधारित एक अशांत दहन मॉडल को फ्लेमलेट जनरेटेड मैनिफोल्ड्स (एफजीएम) के साथ जोड़ा गया था। मूल विचार यह मानना ​​है कि अशांत लौ में स्थानीय रूप से एक आयामी लामिनार लौ संरचना होती है, और अशांत लौ की सतह लामिनार लौ सतहों की एक श्रृंखला का समूह औसत है। इसलिए, उच्च-आयामी घटक स्थान को कई विशिष्ट चर (मिश्रण अंश, प्रतिक्रिया प्रगति चर, आदि) से बने कम-आयामी प्रवाह पैटर्न में मैप किया जा सकता है। विस्तृत प्रतिक्रिया तंत्र पर विचार करने की शर्त के तहत, हल किए जाने वाले परिवहन समीकरणों की संख्या बहुत कम हो जाती है, जिससे कम्प्यूटेशनल लागत में काफी कमी आती है।

विशिष्ट कार्यान्वयन प्रक्रिया मिश्रण अंश और प्रतिक्रिया प्रगति चर के आधार पर FGM लेमिनार डेटा तालिका का निर्माण करना है, लेमिनार डेटा तालिका को एकीकृत करने के लिए संभाव्यता घनत्व फ़ंक्शन विधि मानकर अशांत दहन के बीच बातचीत पर विचार करना है, और इस प्रकार अशांत डेटा तालिका प्राप्त करना है। संख्यात्मक गणना में, मिश्रण अंश, प्रतिक्रिया प्रगति चर और संबंधित विचरण के परिवहन समीकरणों को हल किया जाता है, और अशांत डेटा तालिका को क्वेरी करके दहन क्षेत्र की जानकारी प्राप्त की जाती है।

वीएलईएस और एफजीएम पर आधारित अशांत दहन मॉडल का उपयोग संयुक्त राज्य अमेरिका में सैंडिया प्रयोगशाला द्वारा मापी गई मीथेन/वायु अशांत जेट लौ (लौ डी) पर संख्यात्मक गणना करने के लिए किया गया था, और प्रयोगात्मक माप डेटा के साथ मात्रात्मक तुलना की गई थी। सैंडिया फ्लेम डी उदाहरण की ईंधन सामग्री (रेनॉल्ड्स संख्या 22400 है) 1:3 के आयतन अनुपात के साथ मीथेन और हवा का एक पूर्ण मिश्रण है, ईंधन इनलेट वेग लगभग 49.9 मीटर/सेकेंड है, और वेक वेग लगभग 11.4 मीटर/सेकेंड है। ड्यूटी फ्लेम जली हुई मीथेन और हवा का मिश्रण है, और वेक सामग्री शुद्ध हवा है। गणना एक संरचित ग्रिड का उपयोग करती है, और ग्रिड की कुल संख्या लगभग 1.9 मिलियन है।

अक्ष के साथ विभिन्न घटकों के औसत द्रव्यमान अंश का वितरण चित्र 5 में दिखाया गया है। चित्र में क्षैतिज और ऊर्ध्वाधर निर्देशांक क्रमशः आयामहीन दूरी (D2 इनलेट जेट ट्यूब का व्यास है) और आयामहीन द्रव्यमान अंश हैं। यह चित्र से देखा जा सकता है कि VLES विधि द्वारा दहन प्रक्रिया के मुख्य घटकों की भविष्यवाणी आम तौर पर प्रयोगात्मक परिणामों के साथ अच्छी तरह से मेल खाती है। मिश्रण अंश स्थान में विभिन्न डाउनस्ट्रीम स्थितियों पर तापमान का बिखरा हुआ वितरण चित्र 6 में दिखाया गया है। यह चित्र से देखा जा सकता है कि VLES विधि द्वारा भविष्यवाणी की गई बिखरी हुई वितरण प्रवृत्ति मूल रूप से प्रयोगात्मक परिणामों के अनुरूप है, और केवल गणना की गई तापमान चरम मूल्य प्रयोगात्मक मूल्य से थोड़ा अधिक है। VLES द्वारा गणना की गई तात्कालिक भंवर, तापमान और संकल्प नियंत्रण फ़ंक्शन का वितरण चित्र 7 में दिखाया गया है, जहाँ ठोस रेखा को Zst = 0.351 के रूप में लिया गया है। यह चित्र से देखा जा सकता है कि कोर जेट क्षेत्र मजबूत अशांत स्पंदन प्रदर्शित करता है, और जैसे-जैसे प्रवाह क्षेत्र डाउनस्ट्रीम विकसित होता है, भंवर संरचना का पैमाना धीरे-धीरे बढ़ता है। जैसा कि चित्र 7 (बी) और (सी) से देखा जा सकता है, अधिकांश रासायनिक प्रतिक्रिया क्षेत्रों में, रिज़ॉल्यूशन नियंत्रण फ़ंक्शन 0 और 1 के बीच होता है, यह दर्शाता है कि स्थानीय ग्रिड रिज़ॉल्यूशन बड़े पैमाने पर अशांति को पकड़ सकता है और मॉडल के माध्यम से केवल छोटे पैमाने पर अशांति का अनुकरण कर सकता है। इस समय, वीएलईएस एक अनुमानित बड़े भंवर सिमुलेशन समाधान मोड के रूप में व्यवहार करता है। जेट कतरनी परत और डाउनस्ट्रीम लौ के बाहरी किनारे में, रिज़ॉल्यूशन नियंत्रण फ़ंक्शन 1 के करीब है, यह दर्शाता है कि कम्प्यूटेशनल ग्रिड का छंटनी वाला फ़िल्टर स्केल स्थानीय अशांति स्केल से बड़ा है। इस समय, वीएलईएस एक अस्थिर रेनॉल्ड्स औसत समाधान मोड के रूप में व्यवहार करता है। संक्षेप में, यह देखा जा सकता है कि वीएलईएस विधि भंवर संरचना विकास की वास्तविक समय विशेषताओं के अनुसार कई अशांति समाधान मोड के परिवर्तन का एहसास कर सकती है

संपूर्ण परमाणुकरण प्रक्रिया का विशाल भंवर अनुकरण

विमान इंजन के दहन कक्ष में उपयोग किए जाने वाले अधिकांश ईंधन तरल ईंधन होते हैं। तरल ईंधन दहन कक्ष में प्रवेश करता है और प्राथमिक परमाणुकरण और द्वितीयक परमाणुकरण प्रक्रियाओं से गुजरता है। तरल ईंधन की पूरी परमाणुकरण प्रक्रिया का अनुकरण करने में कई कठिनाइयाँ हैं, जिसमें गैस-तरल दो-चरण टोपोलॉजिकल इंटरफ़ेस कॉन्फ़िगरेशन, तरल स्तंभ विरूपण और टूटना, तरल बैंड और तरल तंतुओं का बूंदों में टूटना विकास और अशांत प्रवाह और बूंदों के बीच बातचीत शामिल है। हुआंग ज़िवेई [19] ने वीएलईएस विधि के आधार पर एक पूर्ण परमाणुकरण प्रक्रिया सिमुलेशन मॉडल विकसित किया, जो वीओएफडीपीएम हाइब्रिड परमाणुकरण गणना पद्धति के साथ मिलकर निरंतर तरल से असतत बूंदों तक ईंधन परमाणुकरण की पूर्ण-प्रक्रिया संख्यात्मक सिमुलेशन को साकार करता है।

क्लासिक लेटरल फ्लो लिक्विड कॉलम एटमाइजेशन प्रक्रिया की उच्च-सटीक संख्यात्मक गणना करने के लिए एक नए विकसित एटमाइजेशन प्रक्रिया सिमुलेशन मॉडल का उपयोग किया गया था, और खुले साहित्य [20] में प्रयोगात्मक परिणामों और बड़े भंवर सिमुलेशन गणना परिणामों [21] के साथ एक विस्तृत तुलना की गई थी। गणना उदाहरण में, गैस चरण क्रमशः 77.89 और 110.0 मीटर/सेकेंड के वेग के साथ हवा है, और तरल चरण 8.6 मीटर/सेकेंड के वेग के साथ तरल पानी है। संबंधित वेबर संख्या क्रमशः 100 और 200 हैं। द्वितीयक विखंडन प्रक्रिया को बेहतर ढंग से अनुकरण करने के लिए, विखंडन मॉडल केल्विन-हेल्महोल्त्ज़ और रेले-टेलर (केएचआरटी) मॉडल को अपनाता है।

वेबर संख्या 100 की स्थिति के तहत वीएलईएस द्वारा भविष्यवाणी की गई पूर्ण परमाणुकरण प्रक्रिया को चित्र 8 में दिखाया गया है। जैसा कि आंकड़े से देखा जा सकता है, प्रारंभिक क्षेत्र में तरल स्तंभ की एक पतली शीट बनती है, और फिर तरल स्तंभ तरल बैंड और तरल तंतुओं में टूट जाता है, और वायुगतिकीय बल की क्रिया के तहत बूंदों में टूट जाता है, और बूंदें द्वितीयक विखंडन के माध्यम से आगे छोटी बूंदों में टूट जाती हैं। वेबर संख्या 100 की स्थिति के तहत वीएलईएस द्वारा गणना की गई धारा वेग और स्पैनवाइज भंवर वितरण को चित्र 9 में दिखाया गया है। जैसा कि आंकड़े से देखा जा सकता है, तरल स्तंभ के लेवार्ड पक्ष पर एक विशिष्ट कम गति वाला पुनःपरिसंचरण क्षेत्र होता है। यह तात्कालिक भंवर वितरण से पाया जा सकता है कि तरल स्तंभ का लेवार्ड पक्ष एक मजबूत भंवर संरचना प्रदर्शित करता है

जब तरल स्तंभ अलग-अलग वेबर संख्याओं के तहत टूटना शुरू होता है, तो तरल जेट के न्यूनतम प्रवाह आयाम के लिए प्रारंभिक जेट व्यास का अनुपात चित्र 10 में दिखाया गया है। चित्र में, di तरल जेट का न्यूनतम प्रवाह आयाम है जब तरल स्तंभ टूटना शुरू होता है, और D3 प्रारंभिक तरल जेट व्यास है। चित्र से यह देखा जा सकता है कि VLES गणना के परिणाम प्रायोगिक परिणामों के साथ अच्छे समझौते में हैं, जो साहित्य में बड़े भंवर सिमुलेशन गणना परिणामों से बेहतर हैं [21]।

दहन अस्थिरता बहुत बड़ी भंवर सिमुलेशन

कम उत्सर्जन की आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए, नागरिक विमान दहन कक्षों को आमतौर पर पूर्व-मिश्रित या आंशिक रूप से पूर्व-मिश्रित लीन दहन के साथ डिज़ाइन किया जाता है। हालाँकि, लीन प्रीमिक्स दहन में खराब स्थिरता होती है और यह थर्मोएकॉस्टिक युग्मित दोलन दहन मोड को उत्तेजित करने के लिए प्रवण होता है, जिससे दहन अस्थिरता होती है। दहन अस्थिरता अत्यधिक विनाशकारी होती है और इसके साथ फ्लैशबैक और ठोस विरूपण जैसी समस्याएं हो सकती हैं, जो दहन कक्ष डिजाइन द्वारा सामना की जाने वाली एक प्रमुख समस्या है।

दहन अस्थिरता की संख्यात्मक गणना को दो श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है: वियोजन विधि और प्रत्यक्ष युग्मन विधि। वियोजन दहन अस्थिरता भविष्यवाणी विधि अस्थिर दहन और ध्वनिक समाधानों को वियोजन करती है। अस्थिर दहन के लिए एक विश्वसनीय लौ विवरण फ़ंक्शन बनाने के लिए बड़ी संख्या में संख्यात्मक गणना नमूनों की आवश्यकता होती है। यदि बड़ी भंवर सिमुलेशन गणना पद्धति का उपयोग किया जाता है, तो इसकी कंप्यूटिंग संसाधन खपत बहुत बड़ी है। प्रत्यक्ष युग्मन गणना पद्धति संपीड़ित समाधान विधि पर आधारित है, और उच्च परिशुद्धता अस्थिर गणना के माध्यम से सीधे दहन अस्थिरता का परिणाम प्राप्त करती है, अर्थात, दिए गए कार्य स्थितियों के तहत अस्थिर दहन और ध्वनिकी की युग्मन गणना प्रक्रिया एक ही गणना ढांचे के भीतर एक समय में पूरी हो जाती है।

दहन अस्थिरता वियोजन के संख्यात्मक सिमुलेशन के अध्ययन में, हुआंग एट अल। [27] ने वीएलईएस विधि के आधार पर दहन अस्थिरता गणना मॉडल विकसित किया, जो कि गाढ़ेपन की लौ गणना विधि के साथ युग्मित है, और ध्वनिक उत्तेजना के तहत अस्थिर दहन प्रक्रिया की सटीक भविष्यवाणी हासिल की। ​​गणना का उदाहरण कैम्ब्रिज विश्वविद्यालय द्वारा विकसित एक कुंद शरीर स्थिर एथिलीन/वायु पूरी तरह से पूर्व मिश्रित लौ है, जिसका तुल्यता अनुपात 0.55 और रेनॉल्ड्स संख्या लगभग 17000 है। ध्वनिक उत्तेजना के तहत अस्थिर लौ की गतिशील विशेषताओं के वीएलईएस गणना परिणामों और प्रयोगात्मक परिणामों के बीच तुलना चित्र 12 में दिखाई गई है। यह चित्र से देखा जा सकता है कि इनलेट उत्तेजना प्रक्रिया के दौरान, लौ आंतरिक और बाहरी कतरनी परतों पर लुढ़कती है विभिन्न गणना विधियों और प्रयोगात्मक मापों द्वारा प्राप्त 160 हर्ट्ज ध्वनिक उत्तेजना के तहत गर्मी रिलीज दर प्रतिक्रिया के आयाम और चरण अंतर की तुलना चित्रा 13 में दिखाई गई है। चित्र में, Q' और Q͂ क्रमशः दहन की स्पंदित ऊष्मा विमोचन और औसत ऊष्मा विमोचन हैं, A साइनसोइडल ध्वनिक उत्तेजना का आयाम है, और चित्र 13 (b) का समन्वय ध्वनिक उत्तेजना के तहत दहन के क्षणिक ऊष्मा विमोचन संकेत और इनलेट वेग उत्तेजना संकेत के बीच का चरण अंतर है। जैसा कि चित्र से देखा जा सकता है, वीएलईएस विधि की भविष्यवाणी की सटीकता बड़े भंवर सिमुलेशन [28] की सटीकता के बराबर है, और दोनों प्रयोगात्मक मूल्यों के साथ अच्छे समझौते में हैं। यद्यपि अस्थिर आरएएनएस विधि गैर-रेखीय प्रतिक्रिया की प्रवृत्ति की भविष्यवाणी करती है, गणना किए गए मात्रात्मक परिणाम प्रयोगात्मक मूल्यों से बहुत अधिक विचलित होते हैं। चरण अंतर परिणामों (चित्र 13 (बी)) के लिए, गड़बड़ी के आयाम के साथ वीएलईएस विधि द्वारा भविष्यवाणी की गई चरण अंतर की प्रवृत्ति मूल रूप से प्रयोगात्मक परिणामों के अनुरूप है