在我国海洋运输业迅猛发展的同时,船用柴油机会排放对人体、环境和整个生态系统有害的物质,像NOx、SOx、HC和颗粒物等。在人们对居住环境的要求日益严格下,我国国内和国际海事组织均对船舶排放物出台了一系列法规,要求控制船用柴油机NOx等的排放量。其中采用Urea-SCR系统(尿素选择性催化还原反应系统)降低船用柴油机氮氧化物排放是一种颇为有效的方式,因此,对Urea-SCR系统进行深入的研究,有利于控制船用柴油机氮氧化物排放,有利于为人们提供一个健康的居住生活环境,有利于减缓全球污染进程。本论文首先针对某型船用柴油机的主机运行参数和废气排放参数,计算了与该款船用柴油机匹配的Urea-SCR系统各部件参数,建立了Urea-SCR装置的三维物理模型,并与相关文献和实验比对了本文数值模拟方法的可行性;其次,采用FLUENT流体仿真软件对影响尿素喷射的各因素进行了探究;再次,采用数值模拟方法对影响SCR催化转化器中催化还原反应的各因素进行了探究;最后,采用数值模拟方法探究了Urea-SCR系统中各部件之间安装方式及系统外部几何尺寸对整个Urea-SCR系统的影响。通过本论文的研究,验证了本论文采取的数值模拟方法的可行性。此外,采用六喷嘴壁面喷射方式、喷嘴直径为0.3mm、喷射速度为10.6m/s、较高的排气温度和较低的排气流量有利于提高Urea-SCR系统尿素喷射雾化效果;较低的空速、较高的排气温度、氮氨比在1附近和适当加长的催化剂有利于提升氮氧化物的转化率和降低氨气的泄漏量;较小的扩张角有利于提高氨气分布均匀性指数,提升氮氧化物转化率和降低系统的压力损失,适当增加尿素喷嘴与SCR催化剂前端面距离有利于提高氨气分布均匀性指数,提升氮氧化物转化率,但不会改变系统的压力损失。本论文的研究工作可以为船用柴油机Urea-SCR系统的设计研究提供一定的参考依据。