正文描述:《车用催化器内部流动的数值模拟与结构优化博士后士学位论文》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、上海交通大学博士后士学位论文车用催化器内部流动的数值模拟与结构优化姓名:陈晓玲申请学位级别:博士后士专业:动力工程及工程热物理指导教师:黄震2002.7.1摘要本文概述了车用催化器的发展现状及今年来其内部流动测量与数值模拟的发展,并就催化转化器的性能评价指标,流动特性,优化设计等相关问题展开了讨论。建立了催化器内的流动与传热模型,以计算流体动力学(CFD)软件STAR—CD为工作平台,在验证模型可靠性的基础上,对催化器的内部流场和温度场进行了多维数值模拟,并详细分析了排气流量、催化器结构参数、孔隙率、载体安装位置、耦合载体的间距以及耦合载体的大小比例等对催化器内流动的影响。并且
2、,对微粒捕捉器DPF的内部流动进行了初步的模拟分析。f计算结果表明,排气流量对催化器内的流动均匀性有明显的影响,增大排气流量,载体内的流动特性明显下降。在相同排气流量下,减小扩压器锥角,可明显改善载体的流动性能。随排气流量的增加,扩压器锥角对载体流动性能的影响程度增强。合理的载体前端造型可改善催化器的流动性能。增强型扩压器(EDH)是一种较好扩压器的结构优化形式。载体沿基线向后移动距离的大小基本不影响载体的流动特性。耦合载体的间距对流动性能影响明显,两耦合载体的大小比例对第一段载体内的速度分布比第二段影响明显。减小收缩管的角度,可明显改善载体内的速度分布并减小载体内的压降。随孔
3、隙率的减小,载体的速度分布变得均匀,但压降急剧增大。DPF的内部流动模拟分析表明,由于DPF内存在径向流动,使得其内部流动规律与催化器载体明显不同。对催化器的内部流动与传热耦和求解,研究催化器的非稳态温度场发现,催化器中央温度高,但边缘温度梯度较大,一戴体内的分布受流动影响较大,采用较小的扩张角可使温度分布均匀。r本研究为优化催化器的结构,提高其整体性能提供了依据。关键词:催化器;CFD流动特性;温度分布;优化设计+本研究得到了教育部博士点基金项目“用催化方法同时降低柴油机碳烟微粒和氮氧化物的新技术研究”的资助。AbstractThecurrentdex,elopingstat
4、usofcatalyticconverterissummarizedTheflowmeasurementandnumericalsimulationofconverterwerereviewed.Theperformanceevaluation,flowcharacteristics,pressurelossandoptimizationdesignaboutconverterarediscussed.Theflowandheat—transfermodelswereestablishedBasedonCFDsoftwareSTAR—CD.modelreliabilityisv
5、alidated.Onthisbase,theinfluenceofflowrate,thegeometricalparameters,porosity,thepositionofmonolith,thedistanceofcouplemonoliths,shapedmonolith,andetcontheperformanceofcatalyticconverterarestudiedTheinternalflowfliedofdieselparticulatefilterDPFarealsobrieflyanalyzedTheresultsshowthattheflowra
6、tehasclearlyinfluencedontheflOWdistributionindex.Withtheincreaseofemissionflowrate.theflowcharacteristicisdeteriorated.Atthesameflowrate,theflowconditionisimprovedbydecreasingthediffuserangleWiththeincreaseofflowrate.theeffectofdiffuserangleonflowperformanceisenlargedThecalculationshowsthatt
7、heenhanceddiffusionheader(EDH)isapromisinginletdiffuser.TheshapedsubstratesCanreducethezoneofflowstagnantinthediffuser.Beselectingsuitablediffuserangle,theshapedmonolithcouldimproveitsflowcondition.Itcouldgreatlydecreasethesizeofthestagnantflow.The
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