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催化转化器内部流场的三维数值模拟
| 论文题名： | 催化转化器内部流场的三维数值模拟 |
| 关键词： | 汽车催化转化器;偏心锥台型扩张管;六面体网格;三维数值模拟;涡流;流场模拟 |
| 摘要： | 催化转化器是降低汽车有害物排放的有效装置。为了满足日趋严厉的排放法规，催化转化器不但要有高的转化效率和长的使用寿命，而且要有良好的起燃特性和流动特性。催化转化器内的流动过程复杂，既有湍流、传热、传质又有化学反应。首先流动的不均匀性，一方面产生涡流和气流分离现象，引起流动阻力的增加；另一方面，造成温度分布的不均匀。温度过高的区域，催化剂很容易劣化，缩短了使用寿命，温度低的区域催化剂又得不到充分利用，使总体转化效率降低。其次，温度分布的不均匀造成载体径向温度梯度的增大，容易产生热应力而造成载体热变形和损坏。因此在催化器的各种性能中，催化器内部复杂的流动是重要的影响因素。这就需要了解其内部的流动特性，从而，对它进行优化设计。因此催化转化器的流动研究与分析成为开发催化转化器的重要内容之一。 目前，催化转化器流动研究与分析的主要手段是借助于商业化的三维流动计算软件进行内部的流场模拟。至今为止，涉及的内容主要是结构性能对流动特性以及压力损失的影响，国内外已作了大量的透彻的研究工作，技术上已趋于成熟。但是，这些都只是建立在科研的基础之上。在企业的研发过程中，要为实际产品做数值模拟计算和分析，以此为研发人员提供有效的参考，则计算和分析的全过程必须建立在严格的计算规程前提下。现行的实用化计算规程对催化转化器流动计算的详细细节都做出了要求。 本文依据企业的计算要求，总结了有效的计算规程，在此基础上考察了无化学反应和热传导情况下，复杂扩张管催化转化器的稳态流动问题，主要研究了催化转化器内部的流动均匀性。对具有偏心锥台型扩张管催化转化器进行了全六面体网格下的三维稳态流动数值模拟。研究了该新型催化转化器的载体区域的流动均匀性问题以及压力损失情况。文中详细的阐述了其六面体网格生成过程，使用严格的计算程序，得到了有效的模拟结果，为排气后处理系统的开发和研制提供了实用的参考。@ |
| 作者： | 陈玲玲 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 刘卫国 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2006 |
| 正文语种： | 中文 |
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