催化转化器是降低汽车有害物排放的有效装置,电控燃油喷射技术加三效催化转化器已成为现代汽车的一种基本配置。近年来,随着计算机技术和CFD的快速发展,一大批CFD软件开发出来,如STAR一CD、FLU-ENT、HDENICS等,使得人们可以采用数值模拟的方法来研究催化转化器的流场速度分布、压力损失、起燃特性和转化效率等,为催化转化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。
本文简化催化转化器内的流动为绝热、无化学反应流,将催化器内部流动分为自由流动区域和载体内的流动两部分。应用流体力学软件Fluent对不同材料、孔密度、壁厚的催化转化器载体小孔的流动进行数值模拟,得到相应的流动特性。建立了车用催化转化器蜂窝载体的流体动力学模型,采用CFD软件对催化转化器的流场进行了二维稳态流动数值模拟,分析和评价了催化转化器的设计性能和试验方法,为催化转化器的结构优化设计提供了依据。