顆粒物（PM）作為柴油發(fā)動機排放主要產(chǎn)物之一,對環(huán)境的污染越發(fā)嚴重。相比于汽油發(fā)動機,柴油發(fā)動機排放出的顆粒物含量是其幾十倍以上。因此,目前世界各個國家都對于柴油機排放顆粒物提出了嚴格的標準,并且日益嚴格,這使得柴油機一定要建立后處理系統(tǒng),才能達到其排放標準。柴油機顆粒物捕集器（DPF）是降低排放顆粒物含量最有效的后處理裝置之一,然而DPF的加裝使得柴油機排氣背壓升高,降低了發(fā)動機效率,對其性能產(chǎn)生了一定影響,因此DPF結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性成為設(shè)計中的重點。隨著CFD計算技術(shù)的發(fā)展與完善,它早已應用到DPF性能分析與結(jié)構(gòu)設(shè)計之中,彌補了傳統(tǒng)設(shè)計中的不足,使其設(shè)計過程得到完善。本文以顆粒物捕集器為研究對象,采用試驗和模擬計算結(jié)合的方法對其內(nèi)部流場速度與壓力進行分析,在分析結(jié)果基礎(chǔ)上展開DPF結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計。首先,根據(jù)現(xiàn)有的試驗設(shè)備與文獻資料,設(shè)計出DPF的結(jié)構(gòu)方案,并完成試驗臺的搭建工作。在柴油機不同工況下,對DPF進行性能檢測試驗,包括捕集效率試驗、壓降特性試驗和溫度特性試驗等。其次,根據(jù)設(shè)計方案利用三維Creo軟件對實體外殼建立仿真模型,再利用ANSYS FLUENT軟件搭建完整的DPF三... 

【文章來源】：大連交通大學遼寧省

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１全球ＰＭ２．５含量平均值分布圖??Ｆｉｇ．?１．１?Ｇｌｏｂａｌ?ＰＭ２．５?ｃｏｎｔｅｎｔ?ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ?ｍａｐ??

圖１．２?ＤＰＦ過濾裝置結(jié)構(gòu)簡圖??

?大連交通大學全日制專業(yè)碩士學位論文???（４）建立離散方程組。求解偏微分方程需要耗費人員大量的時間和精力，??造成一定難度，所以一般在連續(xù)點上采用一些方法將偏微分方程轉(zhuǎn)化為代數(shù)方??程，求解代數(shù)方程組得到節(jié)點值。其中，離散方法有三種：有限差分法、有限體??積法和有限元法，普遍采用的有限差分法。本文在數(shù)值模擬顆粒物捕集器結(jié)構(gòu)時，??離散方法采用的是有限體積法。??（５）離散初始條件和邊界條件。在結(jié)束節(jié)點上的偏微分方程轉(zhuǎn)為代數(shù)方程??之后，初始值與邊界條件只有離散成網(wǎng)格節(jié)點上的特定值后才可以帶入線性方程??組，并進行求解。??（６）求解離散方程。求解代數(shù)方程組的方法有三種，分別為高斯消去法、??高斯一賽德爾迭代法和牛頓迭代法。一般地，線性方程組常采用前兩者進行求解，??非線性方程組常采用后者進行求解。選擇合適的求解方法會節(jié)省計算時間、計算??結(jié)果更為準確。??本文柴油機顆粒物捕集器的研宄采用ＣＦＤ方法進行數(shù)值仿真的工作流程如??圖２．１所示。??確Ａ仞始條件及邊羿杰件??劃分計算Ｍ格生成計筇竹點??確始糸件及ｉｉｉ猝糸件??給定求解技釗餐數(shù)??求解離散方杓??ｉ??Ｓ示和輸絕＿丨＿｜？算結(jié)果??圖２．１?ＣＦＤ工作流程圖??Ｆｉｇ．?２．１?Ｔｈｅ?ｗｏｒｋ?ｆｌｏｗ?ｃｈａｒｔ?ｏｆ?ＣＦＤ??９??

【參考文獻】：
期刊論文
[1]可壓縮流體體積黏性的連續(xù)介質(zhì)理論[J]. 李馨東,胡宗民,姜宗林.  中國科學:物理學 力學 天文學. 2016(03)
[2]機車牽引電機通風道性能的計算分析和優(yōu)化[J]. 杜禮明,張進,孫麗萍.  內(nèi)燃機車. 2013(06)
[3]柴油機顆粒捕集器內(nèi)顆粒沉積結(jié)構(gòu)的實驗研究[J]. 孟忠偉,宋薔,姚強,徐旭常.  燃燒科學與技術(shù). 2012(01)
[4]機車散熱器空氣流動的數(shù)值模擬分析[J]. 周國強.  內(nèi)燃機車. 2010(09)
[5]柴油車尾氣微粒捕集器技術(shù)研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J]. 王逢瑚,郭秀榮,馬巖,杜丹豐.  小型內(nèi)燃機與摩托車. 2010(01)
[6]計算流體力學在車輛冷卻風道設(shè)計中的應用[J]. 黃小輝,畢小平.  兵工學報. 2008(11)
[7]對不可壓縮流體連續(xù)性方程的討論[J]. 徐嘵菊.  科技咨詢導報. 2007(28)
[8]壁流式過濾體捕集微細顆粒過程的數(shù)值模擬[J]. 孟忠偉,宋薔,姚強,何百磊,徐旭常.  清華大學學報(自然科學版). 2006(05)
[9]三維CAD技術(shù)在機車車輛可視化設(shè)計中的應用[J]. 徐武彬,羅玉軍,李寶靈,李健.  內(nèi)燃機車. 2006(04)
[10]車用柴油機微粒捕集器流場的數(shù)值模擬與分析[J]. 龔金科,賴天貴,董喜俊,梅本付,劉金武,袁文華.  汽車工程. 2006(02)

博士論文
[1]壁流式柴油機微粒捕集器捕集及微波再生機理研究[D]. 劉云卿.湖南大學 2009

碩士論文
[1]管翅式雙流道散熱器的數(shù)值模擬與結(jié)構(gòu)優(yōu)化研究[D]. 李景濤.大連交通大學 2017
[2]機車牽引電動機冷卻通風道設(shè)計研究[D]. 秦一鵬.大連交通大學 2016
[3]柴油機顆粒物捕集器設(shè)計與仿真分析[D]. 薛惠文.燕山大學 2016
[4]微粒后處理器結(jié)構(gòu)參數(shù)對柴油機超細微粒捕集特性的影響[D]. 李楠.吉林大學 2015
[5]160km/h交流傳動客運電力機車牽引通風系統(tǒng)性能研究[D]. 羅猛.大連交通大學 2013
[6]DOC+POC在直列泵柴油機上的應用研究[D]. 高新文.武漢理工大學 2012
[7]柴油機微粒捕集器流場均勻性試驗及仿真研究[D]. 劉大文.吉林大學 2011
[8]柴油機微粒捕集器內(nèi)氣粒兩相流動特性的數(shù)值研究[D]. 劉云卿.湖南大學 2007



本文編號：3375504