壁流式陶瓷颗粒过滤器结构特性分析(16)

人连理工大学硕＋学位论文

Ｏｐｒｉｓ于１９９８年建立了壁流式碳化硅过滤体单孔道的二维流动数学模型．‘～１，研究了孔道二维流动特性以及微粒在孔道内的沉积规律。

Ｋｏｎｓｔａｎｄｏｐｏｕｌｏｓ于２００１年建立了壁流式蜂窝陶瓷过滤体单孔道三维流动数学模型ｂ¨，研究了由于惯性造成的一部分压力损失，为更精确地预测过滤体的压力损失奠定了基础；

Ｐａｒａｓｃｈｉｖｏｉｕ于２００１年建立了包括扩口、过滤体、缩口在内完整的颗粒过滤器流动模型口到，研究了颗粒过滤器系统流动的均匀性；

Ｚ．Ｚｈａｎｇ与Ｓ．Ｌ．Ｙａｎｇ于２００２年建立了二维壁流式蜂窝陶瓷过滤体单孔道流动及传热的数学模型口３１，描述了过滤体的流动、传热以及再生特性，研究了长径比、入口排气温度、排气速度对过滤体压力损失的影响以及微粒初始沉积质量对再生过程下过滤体温度的影响；

目前国内对颗粒过滤器对理论模型的研究处于起步阶段。

宋金瓯于２００１年建立了颗粒过滤器系统的一维流动模型阻１；

姚春德于２００４年建立了壁流式蜂窝陶瓷过滤体阻力特性的数学模型口朝，对过滤体内的阻力特性和颗粒过滤器系统内部的气流运动进行了数值研究；

龚金科于２００６年建立了壁流式蜂窝陶瓷过滤体内部稳态层流流动的ＣＦＤ仿真模型啪３，研究了过滤体内部流动特性。

２００６年，宁智、资新运等提出柴油机用壁流式过滤体结构参数优化啪１。指出用一种区域优化与二次优化相结合的优化方法。利用区域优化确定了过滤体过滤通道宽度和过滤壁面厚度，利用二次优化确定了过滤体孔隙率和微孔径，得出了不同规格过滤体在不同过滤效率下的优化结构参数范围。

１．５本课题的研究内容及意义、

颗粒过滤器是降低汽车有害物ＰＭ排放的有效装置，已成为现代汽车满足欧３以上标准不可缺少的一个组成部分。

以往采用的针对不同设计方案分别试制样品、再进行试验分析后才能确定设计方案的模式已经无法满足市场需要。随着商用计算软件的日臻完善及各行业对计算方法和结果评价方法的标准化要求的提出，使得利用数值模拟的手段解决产品开发研制中的问题成为可能。基于计算流体力学开发出的通用计算软件是目前用于解决三维流动问题的有效手段。人们采用数值模拟的方法来研究过滤器的流动特性，期望为过滤器的优化设计提供指导，从而可以减少试验工作量，缩短设计周期。本课题属汽车排气与净化研究领域，主要工作包括以下几个方面的内容：