于 DPF 的研究性实验[11]。在此之后中国关于 DPF 的研究出现了十多年的空白期。二 十一世纪初期才出现关于 DPF 的大量论文与研究。2001 年宇智等人的实验最先涉及 关于 DPF 的再生实验[12]。谭丕强 2008 年第一次研究碳烟捕集中的颗粒直径对捕集效 率[13]。

综上所述，目前在国内关于 DPF 仿真模拟计算，相对于国外是很落后的，只有 少数的比较有代表性的研究论文出现，但大多数还是对国外研究的补充与优化。而且 国外的 DPF 仿真计算已经处在瓶颈处，对再生的研究处于探索阶段，使得 DPF 的先 进技术不能得到有效的推广。

1。4 本文的主要研究内容

本文利用 Fluent 仿真软件对 DPF 流场、碳烟捕集与再生模拟计算研究。大量的 科学的物理化学模型与数值处理的先进计算使 Fluent 广泛运用于换热制冷领域、化工 设备领域、流体机械领域、热力设备领域和汽车工程领域等方面。本文主要利用 Fluent 多孔介质的湍流与层流模型来模拟 DPF 内的流场分布；利用欧拉多相流来模拟 DPF 孔道内碳微粒的捕集；利用多孔介质内生成的碳与气体中的氧气的反应来实现碳微粒 的燃烧代替 DPF 再生,来模拟整个过程温度分布以及反应情况。

第二章 DPF 过滤体内的碳烟捕集模拟

2。1 干净 DPF 过滤体内的流场论文网

DPF 过滤体内部结构非常复杂，而且进气口的对面是用陶瓷材料封堵的，内部的 小孔道不但数量庞大而且尺寸非常的小。如果在仿真模拟的中将模型结构全部建立出 来不但结构十分复杂，而且网格十分繁多，高达几十万个，一般电脑中的 Fluent 不能 运行计算出结果。因此我们相对简化了 DPF 尺寸，减少网格数量,在流场模拟阶段我 们将过滤体当做 Fluent 中的多孔介质来看，多孔介质由固体骨架和气体组成，多孔介 质内分布着固体骨架，气体在骨架的缝隙中以流体（fluid）的形式流动[15]。多孔介质 内堇青石固体骨架是被当做没有参加计算的，为了约束气体在多孔介质内的流动，在 Fluent 的多孔介质设置惯性阻力系数、孔隙率和粘性阻力系数[16]，这样就会使整个流 场尽可能的简单化。从而可以模拟出气体在整个 DPF 的流速分布和压力分布情况进 一步探索影响他们的因素。

2。1。1 DPF 三维模型的建立

此处研究的是干净的流场，是指多孔介质内是没有沉淀物。具体尺寸[17]如下表

2-1。

表 2-1 DPF 的具体参数

项目 参数 项目 参数

扩张管直径比收缩管直径比

首先打开 Gambit 软件，为了后期更好的观察和图片处理在这里将画板背景设置 成白色：点击 edit 选项，选择 dafaults 在 dafaults 面板中选取 graphics 点击 windows background color，填写 white，如图 2-1。

图 2-1：Gmite 背景设置

点击 operation 的建图工具→volume→在绘制体中选中圆柱→分别输入：高 0。15m，两个半径为 0。07m→在 axis location 栏中选取 positive X，点击 Apply，如图 2-2。

图 2-2：过滤体的建立

在绘制体中选中圆台体→分别输入：高 0。05m，半径 1 为 0。07m，半径 2 为 0。07m， 半径 3 为 0。022m→axis location 栏中选取 positive X，点击 Apply，如图 2-3。

图 2-3：扩张管的建立

Gambit 绘图平移、旋转功能： 点击 volume→选择复制平移按钮选项，弹出 move/copy 界面，点击 volumes 右侧箭头→选取 volume 2→close。选取 copy→translate→ 在 X 栏输入 0。15→apply。完成对圆台体的复制，移动，如图 2-4。