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    界上的三大法规体系,其规定的CO、 HC和NOx比未控制前,美国分别下降了96%、
    98%和 90%,日本分别下降了 95%、96%和 92%,欧洲分别下降了 85%(CO)、
    78%(HC+NOx)[2]
    。其他各国和地区都不同程度地引用他们的标准。
    我国的排放标准主要是参照欧洲排放标准体系而制定的。从 1983 年开始,
    我国相继颁布的汽油车排放标准有[3]
    :汽油机怠速污染物排放标准(GB3842一83);轻型汽车排气污染物排放标(GB11641-89);B14761.1-93轻型汽车排气污染物排
    放标准;GB24762.2一93车用汽油机排气污染物排放标准; GB14761.5一93汽油
    车怠速污染物排放标准,GB18352.1-2001和GB18352.2-2001。2005年 4月巧日
    国家环境保护总局和国家质量监督检验检疫总局发布 GB18352.3-2005,标准于
    2007 年 7 月 1 日开始实施,其中国Ⅲ(汽油机)排放限值如表 1-1 所示。通过近
    年来法规的建设工作,汽车排放限值有了显著的降低,现行法规限值仅为14年前
    限值的10%左右。可见,汽车排放的控制应着重在减少每个车的排放上。这就使
    得汽车的排放法规越来越严格。
    表1-1 国Ⅲ(汽油机)排放限值
    车辆类型  基准质量 RM/KG  限值(g/km)
    (CO)L1  HC L2  NOX L3
    点燃式  点燃式  点燃式
    第一类车  全部  2.3  0.20  0.15
    第二类车  RM<= 1305  2.3  0.20  0.15
    1305<=RM<=1760  4.17  0.25  0.18
    RM>1760  5.22  0.29  0.21  
    催化转化器内部流动非常复杂(包括传热、传质和化学反应等现象),受到
    转化器内部结构复杂和恶劣工作环境的限制,要想针对转化器流动特性进行优化
    设计非常困难。同时,依靠试验的方法来设计和优化催化转化器要耗费大量的人
    力、物力和时间。但是随着计算机技术的发展,计算流体力学技术(Computational
    Fluid Dynamics)在改善流速分布,提高催化剂的使用效率,延长其使用寿命等
    方面发挥了很大的作用。应用 CFD 技术对转化器进行优化设计可以缩短开发周
    期,减少开发费用,提高催化转化器的转化性能。在国内,车用催化转化器的开
    发起步较晚,在催化转化器的结构设计方面与国外有较大的差距。我国对催化器
    的研究主要集中在催化剂制备上,而对催化器的设计还停留在传统的经验设计法
    上,缺乏有效的理论指导。采用建立数学模型、进行数值模拟的方法研究排气系
    统性能,可以减少试验量,并为催化器的设计和优化提供理论指导。本文就是在
    这样的背景下研究催化器载体入口的气流分布、优化排气系统的设计,这种研究
     具有重要的社会价值和经济价值。  
    1.2 CFD 技术在发动机排气系统中的应用
    1.2.1简介
    计算流体动力学(computational fluid dynamics,简称CFD)是在计算机
    上求解流体运动、传热和传质的偏微分方程组,并且对上述现象进行过程模拟。
    CFD辅助发动机工程主要指基于CAD/CFD技术的发动机内流系统(性能)的数值
    模拟技术[4]
    。虽然依靠先进的测试仪器也可以对缸内气体流动进行测量,但由于
    仪器本身的局限和发动机复杂结构的限制,往往很难得到十分详尽的信息,而这
    正好是CFD的优点。应用CFD进行内流系统的模拟计算,不仅能够提供试验研究
    不能提供的详尽信息,而且花费小、周期短、适用性强,并能充分考虑结构参数
    几何形状的影响,有关参数的获取、分析与试验相比要来得简单迅速。而且,现
    在许多大型商业化软件也已经较好地解决了精度问题,可以适应发动机研究的需要。
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