发动机催化器的分析方法
【专利摘要】本发明公开了一种发动机催化器的分析方法，包括以下步骤：S11、获取催化器的几何模型；S12、对所述几何模型进行网格划分，形成体网格模型；S13、输入边界条件，设置求解器参数；S14、根据所述边界条件和所述求解器参数计算所述催化器的性能指标；S15、判断所述性能指标是否位于目标范围内，如果否，则对所述催化器进行优化设计。采取上述分析方法后，在催化器的设计阶段即可分析催化器的性能指标是否满足要求，如果不满足，则可对催化器进行优化设计，而非在制造催化器之后再进行试验。因此，本发明提供的分析方法能够缩短催化器的开发周期，同时降低催化器的开发成本。
【专利说明】发动机催化器的分析方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及分析方法【技术领域】，尤其涉及一种发动机催化器的分析方法。
【背景技术】
[0002] 随着环境状况不断恶化，我国对汽车排放提出了更严格的要求。为了达到上述要 求，排气系统中的催化器必须有较高的转换效率，同时还必须有较好的耐久性和较低的成 本。
[0003] 催化器的入口处的气体分布均匀性对催化器的转化效率有比较重要的影响，均匀 的气流分布可以提高催化器的转化效率，而且可以避免局部气流速度过高，从而避免局部 热负荷过高。相反，气流分布不均匀时，流速较高的区域的气流经过载体的时间较短，导致 转化效率降低；而流速较低的区域的气体流量较小，载体中的催化剂得不到充分利用。局部 速度过高会带来较高的热负荷，造成热应力破坏，载体的阻力也会比较大，增加排气背压。 而上述缺陷均与催化器的结构设计息息相关。
[0004] 基于上述内容，传统技术中，当发动机加工并封装完成后，将对发动机进行试验， 以此检验催化器工作时其载体入口处的气体分布均匀性是否合适，进而评价催化器的设计 是否符合要求。当催化器的载体入口处的气体分布均匀性不符合要求时，就需要重新设计 催化器，并再一次进行试验，直至催化器的结构满足要求。显然，此种方式将延长催化器的 开发周期，并导致催化器的开发成本较高。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供一种发动机催化器的分析方法，该分析方法能够缩短催化器 的开发周期，并降低催化器的开发成本。
[0006] 为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
[0007] 一种发动机催化器的分析方法，包括以下步骤：
[0008] S11、获取催化器的几何模型；
[0009] S12、对所述几何模型进行网格划分，形成体网格模型；
[0010] S13、输入边界条件，设置求解器参数；
[0011] S14、根据所述边界条件和所述求解器参数计算所述催化器的性能指标；
[0012] S15、判断所述性能指标是否位于目标范围内，如果否，则对所述催化器进行优化 设计。
[0013] 优选地，在上述分析方法中，所述性能指标包括所述催化器的载体入口处的气体 均匀性，以及所述催化器的载体入口与所述催化器的载体出口之间的压力降。
[0014] 优选地，在上述分析方法中，所述气体均匀性通过速度均匀性系数衡量，所述速度 均匀性系数的计算采用下述公式：
[0015]
【权利要求】
1. 一种发动机催化器的分析方法，其特征在于，包括以下步骤： 511、 获取催化器的几何模型； 512、 对所述几何模型进行网格划分，形成体网格模型； 513、 输入边界条件，设置求解器参数； 514、 根据所述边界条件和所述求解器参数计算所述催化器的性能指标； 515、 判断所述性能指标是否位于目标范围内，如果否，则对所述催化器进行优化设计。
2. 根据权利要求1所述的分析方法，其特征在于，所述性能指标包括所述催化器的载 体入口处的气体均匀性，以及所述催化器的载体入口与所述催化器的载体出口之间的压力 降。
3. 根据权利要求2所述的分析方法，其特征在于，所述气体均匀性通过速度均匀性系 数衡量，所述速度均匀性系数的计算采用下述公式：
其中A为所述体网格模型中的体网格的单元面积，其单位为m2;A为所述载体入口的 面积，其单位为m2 ; I； i为所述体网格的单元气流速度，其单位为m/s ;获为平均气流速度， 其单位为m/s。
4. 根据权利要求1所述的分析方法，其特征在于，所述步骤S12包括步骤： 将所述几何模型转化为stl格式文件； 将所述stl格式文件导入计算流体动力学软件中，对所述stl格式文件对应的模型进 行体网格划分，得到体网格模型。
5. 根据权利要求1所述的分析方法，其特征在于，所述S12包括步骤： 将所述几何模型导入前处理软件中，对所述几何模型进行面网格划分，形成面网格模 型； 将所述面网格模型导入计算流体动力学软件中，对所述面网格模型进行体网格划分， 得到体网格模型。
6. 根据权利要求1所述的分析方法，其特征在于，所述步骤S12之后还包括步骤： 检查所述体网格模型的网格质量，当所述网格质量符合要求时，进入所述步骤S13,否 则返回步骤S12。
7. 根据权利要求6所述的分析方法，其特征在于，所述步骤S14之后还包括步骤： 判断所述性能指标的计算结果是否收敛，如果否，则返回步骤S13。
8. 根据权利要求1所述的分析方法，其特征在于，所述步骤S12还包括步骤：在所述体 网格模型上加密网格，以此在所述体网格模型上形成主网格和次网格，所述主网格和所述 次网格的网格尺寸互不相等。
9. 根据权利要求1-8中任一项所述的分析方法，其特征在于，所述边界条件包括：所述 体网格模型的模型入口处的质量流量值和温度值，以及所述体网格模型的模型出口处的压 力值和温度值。
10. 根据权利要求1-8中任一项所述的分析方法，其特征在于，所述求解器参数包括载 体目数、载体壁厚、涂层厚度和载体压力降曲线。
【文档编号】G06F17/50GK104281744SQ201410502782
【公开日】2015年1月14日 申请日期:2014年9月26日 优先权日:2014年9月26日
【发明者】张超, 钱德猛, 穆立侠, 姚炜, 雷蕾, 王宏大, 王军, 常耀红, 胡昌良, 马勇, 喻春凤, 邹凯, 孙飞, 高延新, 胡帅, 王强, 崔宁 申请人:安徽江淮汽车股份有限公司