[发明专利]基于CFD仿真的歧管净化器结构优化方法

权利要求书

1.基于CFD仿真的歧管净化器结构优化方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一.基于现有歧管净化器，对现有歧管净化器进行CFD分析；

步骤二.对步骤一得到的CFD计算结果进行分析，根据分析结果提出2种歧管净化器优化方案；

2种歧管净化器的优化方案分别为：为优化方案一的歧管净化器，包括歧管1及与所述歧管1连接的三通型端盖3；为优化方案二的歧管净化器，包括歧管1及与所述歧管1连接的沙漏型端盖4；

步骤三.对2种优化方案的歧管净化器分别进行CFD分析；

步骤四.比对现有方案及2种优化方案的CFD分析结果，选取歧管净化器进出气口压差△P小及催化剂载体流动均匀性系数UI高的设计方案；

歧管净化器的进气口包括四个缸，四个缸为四个工况，所述步骤四中可得到不同方案不同工况下的输出参数，选取歧管净化器进出气口压差△P小及催化剂载体流动均匀性系数UI高的设计方案；

所述CFD分析包括如下步骤：

步骤一.基于歧管净化器，进行CFD前处理；

所述CFD前处理包括如下步骤：

第一步.几何前处理：采用三维建模工具建立歧管净化器的三维模型，并将所述三维模型的流体域提取出来；

第二步.网格前处理：所述网格前处理是采用网格划分工具对整个流体域进行网格划分；

所述第二步中网格划分包括面网格划分和体网格划分，全局网格尺寸设置为2mm，且催化剂载体区域的网格为结构网格，所述结构网格方向与多孔介质和流体交界面垂直；

第三步.设置边界条件：根据所需模拟的歧管催化剂的三维模型，确认CFD计算边界条件，包括歧管净化器的初始进气温度、进气流量、初始进气压力、初始出气压力和催化剂载体参数；

所述第三步中催化剂载体参数包括载体长度、直径、目数、催化剂涂层厚度、粘性阻力系数和惯性阻力系数；

步骤二.进行CFD求解器的设置；

步骤三.进行CFD仿真运算；

所述步骤三中CFD仿真运算具体为，经过相关参数的设置，开始进行运算，并观察残差曲线的收敛情况，当残差值不大于1×e^-4时，停止运算；

步骤四.分析CFD仿真运算结果。

2.根据权利要求1所述的基于CFD仿真的歧管净化器结构优化方法，其特征在于：所述步骤二中，所述求解器的设置为：采用选择稳态计算模型和多孔介质模型，将初始边界条件代入模型方程式中，并设置计算结果的输出参数及收敛因子。

3.根据权利要求1所述的基于CFD仿真的歧管净化器结构优化方法，其特征在于：所述计算结果的输出参数为进出气口压差△P及催化剂载体流动均匀性系数UI， 所述催化剂载体流体均匀性系数UI满足公式为：

其中，γ为均匀性系数；A为载体截面积，Ai为单元i面积，Vi为单元i轴向速度，为平均速度。

4.根据权利要求3所述的基于CFD仿真的歧管净化器结构优化方法，其特征在于：所述化剂载体流体均匀性系数UI测试位置选取距离载体前端面10mm处载体内部的截面。