發動機催化器的分析方法
【專利摘要】本發明公開了一種發動機催化器的分析方法，包括以下步驟：S11、獲取催化器的幾何模型；S12、對所述幾何模型進行網格劃分，形成體網格模型；S13、輸入邊界條件，設置求解器參數；S14、根據所述邊界條件和所述求解器參數計算所述催化器的性能指標；S15、判斷所述性能指標是否位于目標范圍內，如果否，則對所述催化器進行優化設計。采取上述分析方法后，在催化器的設計階段即可分析催化器的性能指標是否滿足要求，如果不滿足，則可對催化器進行優化設計，而非在制造催化器之后再進行試驗。因此，本發明提供的分析方法能夠縮短催化器的開發周期，同時降低催化器的開發成本。
【專利說明】發動機催化器的分析方法

【技術領域】
[0001] 本發明涉及分析方法【技術領域】，尤其涉及一種發動機催化器的分析方法。

【背景技術】
[0002] 隨著環境狀況不斷惡化，我國對汽車排放提出了更嚴格的要求。為了達到上述要 求，排氣系統中的催化器必須有較高的轉換效率，同時還必須有較好的耐久性和較低的成 本。
[0003] 催化器的入口處的氣體分布均勻性對催化器的轉化效率有比較重要的影響，均勻 的氣流分布可以提高催化器的轉化效率，而且可以避免局部氣流速度過高，從而避免局部 熱負荷過高。相反，氣流分布不均勻時，流速較高的區域的氣流經過載體的時間較短，導致 轉化效率降低；而流速較低的區域的氣體流量較小，載體中的催化劑得不到充分利用。局部 速度過高會帶來較高的熱負荷，造成熱應力破壞，載體的阻力也會比較大，增加排氣背壓。 而上述缺陷均與催化器的結構設計息息相關。
[0004] 基于上述內容，傳統技術中，當發動機加工并封裝完成后，將對發動機進行試驗， 以此檢驗催化器工作時其載體入口處的氣體分布均勻性是否合適，進而評價催化器的設計 是否符合要求。當催化器的載體入口處的氣體分布均勻性不符合要求時，就需要重新設計 催化器，并再一次進行試驗，直至催化器的結構滿足要求。顯然，此種方式將延長催化器的 開發周期，并導致催化器的開發成本較高。


【發明內容】

[0005] 本發明的目的是提供一種發動機催化器的分析方法，該分析方法能夠縮短催化器 的開發周期，并降低催化器的開發成本。
[0006] 為了實現上述目的，本發明提供如下技術方案：
[0007] 一種發動機催化器的分析方法，包括以下步驟：
[0008] S11、獲取催化器的幾何模型；
[0009] S12、對所述幾何模型進行網格劃分，形成體網格模型；
[0010] S13、輸入邊界條件，設置求解器參數；
[0011] S14、根據所述邊界條件和所述求解器參數計算所述催化器的性能指標；
[0012] S15、判斷所述性能指標是否位于目標范圍內，如果否，則對所述催化器進行優化 設計。
[0013] 優選地，在上述分析方法中，所述性能指標包括所述催化器的載體入口處的氣體 均勻性，以及所述催化器的載體入口與所述催化器的載體出口之間的壓力降。
[0014] 優選地，在上述分析方法中，所述氣體均勻性通過速度均勻性系數衡量，所述速度 均勻性系數的計算采用下述公式：
[0015]

【權利要求】
1. 一種發動機催化器的分析方法，其特征在于，包括以下步驟： 511、 獲取催化器的幾何模型； 512、 對所述幾何模型進行網格劃分，形成體網格模型； 513、 輸入邊界條件，設置求解器參數； 514、 根據所述邊界條件和所述求解器參數計算所述催化器的性能指標； 515、 判斷所述性能指標是否位于目標范圍內，如果否，則對所述催化器進行優化設計。
2. 根據權利要求1所述的分析方法，其特征在于，所述性能指標包括所述催化器的載 體入口處的氣體均勻性，以及所述催化器的載體入口與所述催化器的載體出口之間的壓力 降。
3. 根據權利要求2所述的分析方法，其特征在于，所述氣體均勻性通過速度均勻性系 數衡量，所述速度均勻性系數的計算采用下述公式：
其中A為所述體網格模型中的體網格的單元面積，其單位為m2;A為所述載體入口的 面積，其單位為m2 ; I； i為所述體網格的單元氣流速度，其單位為m/s ;獲為平均氣流速度， 其單位為m/s。
4. 根據權利要求1所述的分析方法，其特征在于，所述步驟S12包括步驟： 將所述幾何模型轉化為stl格式文件； 將所述stl格式文件導入計算流體動力學軟件中，對所述stl格式文件對應的模型進 行體網格劃分，得到體網格模型。
5. 根據權利要求1所述的分析方法，其特征在于，所述S12包括步驟： 將所述幾何模型導入前處理軟件中，對所述幾何模型進行面網格劃分，形成面網格模 型； 將所述面網格模型導入計算流體動力學軟件中，對所述面網格模型進行體網格劃分， 得到體網格模型。
6. 根據權利要求1所述的分析方法，其特征在于，所述步驟S12之后還包括步驟： 檢查所述體網格模型的網格質量，當所述網格質量符合要求時，進入所述步驟S13,否 則返回步驟S12。
7. 根據權利要求6所述的分析方法，其特征在于，所述步驟S14之后還包括步驟： 判斷所述性能指標的計算結果是否收斂，如果否，則返回步驟S13。
8. 根據權利要求1所述的分析方法，其特征在于，所述步驟S12還包括步驟：在所述體 網格模型上加密網格，以此在所述體網格模型上形成主網格和次網格，所述主網格和所述 次網格的網格尺寸互不相等。
9. 根據權利要求1-8中任一項所述的分析方法，其特征在于，所述邊界條件包括：所述 體網格模型的模型入口處的質量流量值和溫度值，以及所述體網格模型的模型出口處的壓 力值和溫度值。
10. 根據權利要求1-8中任一項所述的分析方法，其特征在于，所述求解器參數包括載 體目數、載體壁厚、涂層厚度和載體壓力降曲線。
【文檔編號】G06F17/50GK104281744SQ201410502782
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年9月26日 優先權日:2014年9月26日
【發明者】張超, 錢德猛, 穆立俠, 姚煒, 雷蕾, 王宏大, 王軍, 常耀紅, 胡昌良, 馬勇, 喻春鳳, 鄒凱, 孫飛, 高延新, 胡帥, 王強, 崔寧 申請人:安徽江淮汽車股份有限公司