船用柴油机颗粒物捕集器试验及仿真计算分析
发布时间：2021-08-31 19:44
颗粒物（PM）作为柴油发动机排放主要产物之一,对环境的污染越发严重。相比于汽油发动机,柴油发动机排放出的颗粒物含量是其几十倍以上。因此,目前世界各个国家都对于柴油机排放颗粒物提出了严格的标准,并且日益严格,这使得柴油机一定要建立后处理系统,才能达到其排放标准。柴油机颗粒物捕集器（DPF）是降低排放颗粒物含量最有效的后处理装置之一,然而DPF的加装使得柴油机排气背压升高,降低了发动机效率,对其性能产生了一定影响,因此DPF结构设计的合理性成为设计中的重点。随着CFD计算技术的发展与完善,它早已应用到DPF性能分析与结构设计之中,弥补了传统设计中的不足,使其设计过程得到完善。本文以颗粒物捕集器为研究对象,采用试验和模拟计算结合的方法对其内部流场速度与压力进行分析,在分析结果基础上展开DPF结构优化设计。首先,根据现有的试验设备与文献资料,设计出DPF的结构方案,并完成试验台的搭建工作。在柴油机不同工况下,对DPF进行性能检测试验,包括捕集效率试验、压降特性试验和温度特性试验等。其次,根据设计方案利用三维Creo软件对实体外壳建立仿真模型,再利用ANSYS FLUENT软件搭建完整的DPF三...
【文章来源】：大连交通大学辽宁省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１全球ＰＭ２．５含量平均值分布图??Ｆｉｇ．?１．１?Ｇｌｏｂａｌ?ＰＭ２．５?ｃｏｎｔｅｎｔ?ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ?ｍａｐ??
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【参考文献】：
期刊论文
[1]可压缩流体体积黏性的连续介质理论[J]. 李馨东,胡宗民,姜宗林. 中国科学:物理学 力学 天文学. 2016(03)
[2]机车牵引电机通风道性能的计算分析和优化[J]. 杜礼明,张进,孙丽萍. 内燃机车. 2013(06)
[3]柴油机颗粒捕集器内颗粒沉积结构的实验研究[J]. 孟忠伟,宋蔷,姚强,徐旭常. 燃烧科学与技术. 2012(01)
[4]机车散热器空气流动的数值模拟分析[J]. 周国强. 内燃机车. 2010(09)
[5]柴油车尾气微粒捕集器技术研究现状及发展趋势[J]. 王逢瑚,郭秀荣,马岩,杜丹丰. 小型内燃机与摩托车. 2010(01)
[6]计算流体力学在车辆冷却风道设计中的应用[J]. 黄小辉,毕小平. 兵工学报. 2008(11)
[7]对不可压缩流体连续性方程的讨论[J]. 徐哓菊. 科技咨询导报. 2007(28)
[8]壁流式过滤体捕集微细颗粒过程的数值模拟[J]. 孟忠伟,宋蔷,姚强,何百磊,徐旭常. 清华大学学报(自然科学版). 2006(05)
[9]三维CAD技术在机车车辆可视化设计中的应用[J]. 徐武彬,罗玉军,李宝灵,李健. 内燃机车. 2006(04)
[10]车用柴油机微粒捕集器流场的数值模拟与分析[J]. 龚金科,赖天贵,董喜俊,梅本付,刘金武,袁文华. 汽车工程. 2006(02)
博士论文
[1]壁流式柴油机微粒捕集器捕集及微波再生机理研究[D]. 刘云卿.湖南大学 2009
硕士论文
[1]管翅式双流道散热器的数值模拟与结构优化研究[D]. 李景涛.大连交通大学 2017
[2]机车牵引电动机冷却通风道设计研究[D]. 秦一鹏.大连交通大学 2016
[3]柴油机颗粒物捕集器设计与仿真分析[D]. 薛惠文.燕山大学 2016
[4]微粒后处理器结构参数对柴油机超细微粒捕集特性的影响[D]. 李楠.吉林大学 2015
[5]160km/h交流传动客运电力机车牵引通风系统性能研究[D]. 罗猛.大连交通大学 2013
[6]DOC+POC在直列泵柴油机上的应用研究[D]. 高新文.武汉理工大学 2012
[7]柴油机微粒捕集器流场均匀性试验及仿真研究[D]. 刘大文.吉林大学 2011
[8]柴油机微粒捕集器内气粒两相流动特性的数值研究[D]. 刘云卿.湖南大学 2007
本文编号：3375504
【文章来源】：大连交通大学辽宁省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１全球ＰＭ２．５含量平均值分布图??Ｆｉｇ．?１．１?Ｇｌｏｂａｌ?ＰＭ２．５?ｃｏｎｔｅｎｔ?ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ?ｍａｐ??
图１．２?ＤＰＦ过滤装置结构简图??
?大连交通大学全日制专业硕士学位论文???（４）建立离散方程组。求解偏微分方程需要耗费人员大量的时间和精力，??造成一定难度，所以一般在连续点上采用一些方法将偏微分方程转化为代数方??程，求解代数方程组得到节点值。其中，离散方法有三种：有限差分法、有限体??积法和有限元法，普遍采用的有限差分法。本文在数值模拟颗粒物捕集器结构时，??离散方法采用的是有限体积法。??（５）离散初始条件和边界条件。在结束节点上的偏微分方程转为代数方程??之后，初始值与边界条件只有离散成网格节点上的特定值后才可以带入线性方程??组，并进行求解。??（６）求解离散方程。求解代数方程组的方法有三种，分别为高斯消去法、??高斯一赛德尔迭代法和牛顿迭代法。一般地，线性方程组常采用前两者进行求解，??非线性方程组常采用后者进行求解。选择合适的求解方法会节省计算时间、计算??结果更为准确。??本文柴油机颗粒物捕集器的研宄采用ＣＦＤ方法进行数值仿真的工作流程如??图２．１所示。??确Ａ仞始条件及边羿杰件??划分计算Ｍ格生成计筇竹点??确始糸件及ｉｉｉ猝糸件??给定求解技钊餐数??求解离散方杓??ｉ??Ｓ示和输绝＿丨＿｜？算结果??图２．１?ＣＦＤ工作流程图??Ｆｉｇ．?２．１?Ｔｈｅ?ｗｏｒｋ?ｆｌｏｗ?ｃｈａｒｔ?ｏｆ?ＣＦＤ??９??
【参考文献】：
期刊论文
[1]可压缩流体体积黏性的连续介质理论[J]. 李馨东,胡宗民,姜宗林. 中国科学:物理学 力学 天文学. 2016(03)
[2]机车牵引电机通风道性能的计算分析和优化[J]. 杜礼明,张进,孙丽萍. 内燃机车. 2013(06)
[3]柴油机颗粒捕集器内颗粒沉积结构的实验研究[J]. 孟忠伟,宋蔷,姚强,徐旭常. 燃烧科学与技术. 2012(01)
[4]机车散热器空气流动的数值模拟分析[J]. 周国强. 内燃机车. 2010(09)
[5]柴油车尾气微粒捕集器技术研究现状及发展趋势[J]. 王逢瑚,郭秀荣,马岩,杜丹丰. 小型内燃机与摩托车. 2010(01)
[6]计算流体力学在车辆冷却风道设计中的应用[J]. 黄小辉,毕小平. 兵工学报. 2008(11)
[7]对不可压缩流体连续性方程的讨论[J]. 徐哓菊. 科技咨询导报. 2007(28)
[8]壁流式过滤体捕集微细颗粒过程的数值模拟[J]. 孟忠伟,宋蔷,姚强,何百磊,徐旭常. 清华大学学报(自然科学版). 2006(05)
[9]三维CAD技术在机车车辆可视化设计中的应用[J]. 徐武彬,罗玉军,李宝灵,李健. 内燃机车. 2006(04)
[10]车用柴油机微粒捕集器流场的数值模拟与分析[J]. 龚金科,赖天贵,董喜俊,梅本付,刘金武,袁文华. 汽车工程. 2006(02)
博士论文
[1]壁流式柴油机微粒捕集器捕集及微波再生机理研究[D]. 刘云卿.湖南大学 2009
硕士论文
[1]管翅式双流道散热器的数值模拟与结构优化研究[D]. 李景涛.大连交通大学 2017
[2]机车牵引电动机冷却通风道设计研究[D]. 秦一鹏.大连交通大学 2016
[3]柴油机颗粒物捕集器设计与仿真分析[D]. 薛惠文.燕山大学 2016
[4]微粒后处理器结构参数对柴油机超细微粒捕集特性的影响[D]. 李楠.吉林大学 2015
[5]160km/h交流传动客运电力机车牵引通风系统性能研究[D]. 罗猛.大连交通大学 2013
[6]DOC+POC在直列泵柴油机上的应用研究[D]. 高新文.武汉理工大学 2012
[7]柴油机微粒捕集器流场均匀性试验及仿真研究[D]. 刘大文.吉林大学 2011
[8]柴油机微粒捕集器内气粒两相流动特性的数值研究[D]. 刘云卿.湖南大学 2007
本文编号：3375504
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