车载热电发电装置将汽车尾气中的热量转化为可利用的电能,可以提高汽车燃油利用率,但是转化效率较低是阻碍其推广使用的主要因素。为了提高车载热电发电装置的效率,本文提出在热电装置与消声器集成的基础上,引入多孔材料,改善系统发电性能的同时,解决消声性能降低的问题。本文基于传热学、计算流体力学基本理论,建立了集成式热电装置中换热器的流场、温度场、压力场的多场耦合数值模型。以换热器壁面温度和压力损失作为评价指标,运用流体分析软件FLUENT,采用多孔介质模型模拟多孔材料的流场特性,通过迭代计算分析多孔材料对热电装置热流场的影响特性。利用声学仿真软件LMS Virtual.Lab和声学有限元计算的方法,采用Johnson-Champoux-Allard等效流体模型描述多孔材料的声学特性,研究换热器不同频段的传递损失,归纳多孔材料对热电发电装置消声性能的影响规律。首先,在分析热电发电装置与消声器集成结构特征的基础上,结合其内流场和声场分布特点,提出了在换热器内壁面、穿孔管壁面、穿孔板壁面和管尾四种多孔材料可能布置方式,针对每一种布置方式分别建立了换热器的流体和声学计算模型,通过对换热器进行热流场和声场仿真,分析不同布置方式的多孔材料对热电发电装置性能的影响特性。结果表明:方案一对壁面整体温度的提高效果最好,方案四对壁面温度均匀性的改善效果最佳,对热电装置压力损失影响也最大;方案二和方案三的方式对消声器的综合声学性能提高较好。依据对布置方式影响规律的研究基础,针对孔隙率、孔密度、材料厚度三个参数,分别分析了其对热电发电装置的热流场影响特性,并得出结论低孔隙率、高孔密度和一定厚度的材料具有最佳温度和发电效果,而高孔隙率、低孔密度和最低厚度的材料对减小压力损失最有利。然后分析了孔隙率、孔密度、材料厚度三个参数对热电发电装置声学性能的影响规律,研究结论为提高孔隙率、孔密度和厚度均可提高装置传递损失。为了深入了解多孔材料各参数对热电发电装置综合性能的影响重要程度,采用层次分析法对各个参数进行评价,计算结果表明,对综合性能的影响权重由高到低依次为材料厚度、孔隙率和孔密度。本研究创新的提出在热电装置中应用多孔材料的思路,并对其参数特性进行分析,为热电发电装置的设计和优化提供了理论依据。