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壁流式陶瓷颗粒过滤器是柴油车上有效净化碳颗粒的装置。随着汽车排放标准要求的日益严格,在过滤器工艺的微观结构上、性能上提出了更高的要求,力求更高的过滤效率、尽量低的排气阻力。壁流式陶瓷颗粒过滤器内部由许多狭长的微通道组成。常规的流场模拟是将过滤器整体看作多孔介质,得不到狭长微通道上的气流分布及粒子沉积浓度等特性参数。本文的工作集中在狭长的微通道内部的流动特性分析,选取四个1/4气道及四个多孔壁作为计算区域,分析微通道壁面两侧的流动参数,寻求微通道结构尺寸的的最优值。主要考虑了半边长分别为1.2mm、1.0mm、0.8mm的三种模型,应用FLUENT软件,建立了三维六面体网格结构,用k-ε湍流模型进行了模拟,对其静压力场、速度场、碳颗粒浓度场进行了分析。不同边长微通道的计算结果表明,半边长为1.2mm的模型具有较低的排气阻力、较好的碳颗粒沉积特性。针对半边长1.2mm的模型,选取入口速度分别为20m/s、30m/s、40m/s进行模拟,结果显示20m/s的模型具有较好的流动特性。据此得出,结构尺寸一定的过滤器只能在一定的流动特性下得到理想的结果。增加微通道边长和增加目数都有利于过滤效率的提高、排气阻力的降低。在过滤器横截面积一定的情况下,过滤器的目数与孔道边长和壁厚的和的平方成反比。因此,为提高过滤器性能而增加目数或增加边长是矛盾的。在两者不能兼得的情况下,增加目数成为通常的选择,带来的问题是对工艺要求的提高。现行的数值模拟方法对分析问题提供了便利,但对于多参数优化还有许多不足。