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尿素SCR(SelectiveCatalyticReduction)技术已成为目前降低柴油机NOx排放的重要手段。SCR催化器作为SCR系统的重要组成部分,它的结构对SCR系统性能有重要影响。催化器结构参数主要通过试验确定,缺乏系统优化,很难同时兼顾NOx转化率与压力损失。为此,本文采用数值模拟的方法,研究了SCR系统NOx转化率及压力损失的影响规律,并对催化器载体结构进行了优化设计,主要研究工作和创新之处如下:(1)采用SCR催化器单孔道一维简化模型,研究了催化器载体结构参数对SCR系统NOx转化率及压力损失的影响规律。结果表明,横截面积大、长度短、壁厚较薄的催化器载体,SCR系统性能较好;目数、涂层厚对SCR系统性能的影响较复杂,它们的变化使NOx转化率及压力损失相互矛盾,相互制约。(2)根据拉丁超立方选取的样本点,建立了催化器载体的二次多项式及Kriging近似模型。对两近似模型的拟合精度进行对比分析,结果表明Kriging模型的近似结果稍好于二次多项式模型,可以在优化计算过程中较好的替代复杂耗时的数值模拟计算。(3)以较高的NOx转化率及低压力损失为优化目标,以催化器载体体积、载体长度、目数、壁厚、涂层厚5个结构参数为设计变量,采用改进的多目标遗传算法NSGA-II(non-dominatedsortinggeneticalgorithm-II)对建立的Kriging近似模型进行了优化分析,优化结果经数值模拟计算验证,NOx的转化率可以达到95%以上,压力损失低于1kPa,可较好的满足设计要求。