邓召文，高伟

（湖北汽车工业学院 汽车工程系，湖北 十堰442002）

催化转化器是降低汽车有害物排放的有效装置，催化转化器的内部流动十分复杂，受催化器内部复杂结构和恶劣工作环境的限制，要完全地了解其流动特性十分困难。催化器的研究成为目前我国汽车排放控制技术中急需突破的一个研究领域。计算流体动力学（CFD）技术被用来研究催化器的流动特性、温度场、转化效率等问题。它在改善载体内的流速分布和减小压力损失，提高催化剂的转化效率，减小载体内的热应力梯度，延长使用寿命，减少催化剂的体积和贵金属催化剂的用量，降低催化转化器的成本，降低排气背压对发动机动力性与燃油经济性的负面影响等方面起到了积极的作用［1］。在这样的背景下，建立催化转化器的流动模型，采用计算流体力学（CFD）方法对其进行流动分析，研究入口管结构和载体结构参数对其流动性能的影响，从而为催化转化器的结构设计提供指导。

1 催化转化器内流动数学模型

本文主要研究结构设计因素对催化转化器内流场特性的影响，暂时不考虑发动机排气通道内的压力波动和在催化转化器中发生的化学反应。将催化器内部的流动简化为绝热、无化学反应的三维稳态模型，以定性分析催化器的内部流动特性［2］。

1.1 流动控制方程

在催化转化器内除载体外的自由流动区域，对稳定不可压缩三维流动，雷诺平均守恒方程如下：

1）质量守恒方程