مشعل‌های متخلخل به دلیل ایجاد طیف متنوعی از رژیم‌های احتراقی ازجمله احتراق مدفون، شعله سطحی و سلولی، از نظر قابلیت تغییر در میزان و سهم انتقال حرارت جابجایی و تشعشعی انعطاف‌پذیر بوده و می‌توانند شرایط انتقال حرارتی مناسبی را برای مصارفی همچون بویلر‌ها و اجاق‌های پخت و پز خانگی ایجاد کنند. بااین‌حال، کارکرد این نوع مشعل‌ها در شرایط مختلف در حالت بهینه خود نیست. حالت بهینه این نوع مشعل‌ها متناسب با ظرفیت مشعل، نوع کاربرد و سوخت آن متفاوت است. درنتیجه، پیچیدگی‌ها و چالش‌های جدی در طراحی بهینه از نظر دستیابی همزمان به راندمان انتقال حرارت بالا، آلایندگی و میزان مصرف سوخت کم و در نهایت ساخت آن‌ها وجود دارد.

 در تجهیزات احتراقی معمولاً رسیدن به بازده حرارتی بالا و زمان پخت و گرمایش کمتر، نیازمند عملکرد مشعل در دمای کاری بالاتر و مصرف سوخت بیشتری است. این موضوع منجر به افزایش آلایندگی می‌شود که لازمه حل این مشکل، بازطراحی و رسیدن به طرح بهینه جدید از حیث پارامترهای ورودی و هندسی است. اکتساب این تکنولوژی، موانع، ریسک‌ها و پیچیدگی‌هایی بر سر راه خود دارد، زیرا افزایش دما برای افزایش بازده و کاهش زمان، موادی مقاوم در برابر حرارت بسیار بالا نیاز دارد و معمولاً تکنولوژی تولید پیچیده و گران‌قیمتی دارد که حتی می‌تواند هدف رسیدن به مشعل اقتصادی را تحت تأثیر منفی قرار دهد. جهت غلبه بر این چالش، باید هندسه مشعل متخلخل و سوراخ‌های سطح آن بازطراحی و بهینه‌سازی شوند تا دمای بالای شعله حاصل‌شده بیش از حد خاصی فراتر نرود، آلاینده‌ها در حداقل میزان خود باقی بمانند و زمان گرمایش و پخت کمتری نسبت مشعل‌‌های معمولی داشته باشند. این بازطراحی و تغییر هندسه مشعل، آئرودینامیک جریان ورودی و شکل شعله و رژیم احتراق انجام‌شده را به‌طورکلی تغییر داده و بازطراحی را پیچیده و زمان‌بر خواهد کرد.

هدف این گروه پژوهشی، ارائه یک روش برای حل چالش‌ها در فرآیند بازطراحی بر مبنای مجموعه‌ای متوالی از ایجاد تغییرات در پارامترهای ورودی و هندسی مشعل و اصلاح تغییرات انجام‌شده تا زمان رسیدن به طرح مطلوب بهینه خواهد بود که پس از دستیابی به آن، با مقیاس کردن مشعل به ابعاد موردنظر صنعتی و ساخت و تست مشعل در آن مقیاس ازنظر پارامترهای مختلف عملکردی، نتیجه عملکرد مشعل بهینه‌شده مشخص می‌گردد.