基于LBM柴油机壁流式微粒捕集器的流场模拟

发布时间：2025-01-14 21:34

　　近几十年以来,国内汽车工业得到了飞速发展,车用柴油机凭借其动力性佳、燃油经济性好、排放性能改造潜力大等优点,在重型汽车领域中,占据了绝对的领导地位。与此同时,柴油机带来严重环境污染问题,其中微粒排放问题受到人们的高度重视。为了应对这一严峻形势以及满足日益严格的排放法规,柴油机的微粒控制技术成为了研究重点。微粒捕集器(DPF)技术凭借过滤效率高、可靠性好被公认是解决柴油机微粒排放问题最有效的手段之一。目前,对于微粒捕集器的模拟研究大多集中宏观层面,无法刻画局部流动特征,但是柴油机尾气中微粒往往处于微米级别,而且微米级别的实验研究相对复杂,因此在孔隙尺度模拟研究微粒捕集器具有一定意义。本文中,首先采用随机配置方法生成三维微粒捕集器模型,基于体积格子Boltzmann方法,一种近几年由传统LBM方法基础上发展出来的新型数值模拟方法,设计算法、编写程序,对壁流式微粒捕集器孔道模型在孔隙尺度上进行模拟。由于捕集器多孔介质过滤体结构较为复杂且三维的模拟计算域大,传统的串行计算往往存在时间消耗大的问题。本文利用GPU通用计算技术,基于CUDA并行计算模型对算法进行改进,并从CPU内存的动态分配、访存全...

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-12012到2017年全汽车保有量变化情况

研究背景二十一世纪以来，经济持续高速发展，人民生活水平大幅提高，居民也随之提升。我国居民的汽车产品需求持续旺盛，汽车市场经历着快发展，我国汽车销售量每年保持稳定增长，汽车保有量不断攀升。得出，截至到2017年，全国汽车保有量达到2.08亿辆，与2016年增加2304....

图1-2柴油微粒组成

2017年，全国车用柴油机产销分别完成3570716年同期累计增长20.25个百分点，销量比同期累柴油车数量的上升，柴油机的污染问题也逐渐走进污染问题及排放法规的发展污染问题所示，汽车尾气中有害物质主要包括氮氧化合物（二氧化碳（CO2）、一氧化碳（CO）以及颗粒物（H....

图1-3雾霾

技学院硕士学位论文造成支气管的通气功能下降以及细支气管与肺泡换气功能下降在微粒上的有害成分会刺激或腐蚀部分组织，会导致肺气肿、支气管炎等呼吸道疾病。微粒也对心血管系统健康产生严重的破栓、动脉粥化硬化斑块和血压升高等问题，另一方面，还可能影经系统。与此同时，检测发....

图1-4壁流蜂窝陶瓷过实物图

陶瓷纤维毡三种类型。是由廉价的堇青石材料制成，过滤效率能到不溶性有机物，也能过滤掉少部分可溶性有蜂窝陶瓷过滤体的实物图和结构简图。一般来长2mm的正方形孔道组成，相邻的孔道中间所示，相邻通道的进出口处交替被堵住。柴油经多孔介质壁，从相邻孔道流出，从而实现，市面上流通的蜂窝陶....

本文编号：4027153