基于正交设计的船用柴油机SCR排气流场CFD优化

摘要

随着船舶保有量的不断攀升，船用发动机排放的控制问题也受到越来越多的重视。近年来，船舶设计院、发动机研发公司、后处理系统研发公司等机构都在不断加大在SCR技术研发领域的精力投入。
　　船用Urea-SCR系统相较于车用系统，虽然技术路线比较简单，但其需要在较低的系统背压下达到较高的排放性能指标，这些还往往需要克服排温较低造成的困难。
　　文中建立了Urea-SCR系统的三维计算模型，然后基于正交试验设计和优化设计理论，建立了系统评价指标如系统背压和出口氨分布均匀性等，与设计变量即结构参数之间的关系式，明确了各系统评价指标的优化方法。并且首次在国内进行船用大型发动机后处理系统的氨分布均匀性测。
　　并将试验结果与Fluent软件的模拟结果、正交实验设计拟合结果和进行了对比，结果显示Fluent软件模拟结果与实验结果吻合程度较高，正交试验拟合公式计算结果与试验结果有较小误差，但可以作为CFD结构优化设计的试验方法。

目录

声明

答辩决议书

第一章 绪论

1.1研究的背景及意义

1.2船用柴油机NOx排放控制技术

1.3 SCR系统模拟研究现状

1.4 本文研究内容

第二章 SCR系统数值模型

2.1 数值模拟方法

2.2FLUENT软件数值模拟简介

2.3SCR反应过程模型的选择

2.4本章小结

第三章 船机SCR系统排气流场CFD分析

3.1排气流场评价指标

3.2 仿真模型的建立

3.3排气流场分析

3.4本章小结

第四章 基于正交试验设计的SCR排气系统流场CFD分析与优化

4.1 正交试验基本理论

4.3正交试验设计

4.4正交试验结果回归分析

4.5 流场性能优化

4.6 本章小结

第五章 试验验证

5.1试验设备及样件

5.2试验方法和试验过程

5.3 试验结果分析

5.4 本章小结

第六章 总结与展望

6.1总结

6.2展望

参考文献

致谢

攻读硕士研究生期间发表的专利