梅德纯，刘智鑫，涂立志，张宏春

（1.江苏省交通技师学院，江苏 镇江 212028；2.江苏大学汽车与交通工程学院，江苏 镇江 212013）

设计研究

催化转化器内部瞬态流动过程CFD分析

梅德纯1，刘智鑫2，涂立志2，张宏春1

（1.江苏省交通技师学院，江苏 镇江 212028；2.江苏大学汽车与交通工程学院，江苏 镇江 212013）

运用计算流体力学(computational fluid dynamics, CFD)方法分析了催化转化器内部瞬态流场的变化。结果表明：沿催化转化器载体轴向，由于入口处壁面的影响及尾部发生边界层分离，在进出口处分别出现两个气流速度低峰；在载体某一截面径向方向上，气流速度和温度都呈现中央高而边缘低的分布；由于固相热导率和热容量大，催化转化器固相上的温度变化很小；在一个工作循环中，随着曲轴转角变化，由于管壁处形成的漩涡区，催化转化器中气流均匀性系数先降低后升高，而由于流动阻力的影响，压力损失先上升后下降。研究可为催化转化器设计及性能分析提供依据与参考。

催化转化器；流固耦合；流场；热应力

CLC NO.: U464 Document Code: A Article ID: 1671-7988 (2017)20-03-05

引言

三效催化转化器(Three way convertor, TWC)可以高效地将发动机排放的CO、HC和NOx等有害物转化为无害物质，是满足日益严格排放法规的重要的机外净化装置。净化器是排气系统中的高温元件，其内部流动的均匀性及高温尾气产生的热应力极大地影响着净化器的转换效率及工作可靠性。

目前对于净化器的 CFD研究主要集中于其内部稳态流场的数值模拟，对流场结构、速度分布及压力损失等进行分析，但很少考虑实时瞬态条件下的流动特性。……