(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210751365.2 (22)申请日 2022.06.29 (71)申请人 天津电子信息职业 技术学院 地址 300350 天津市津南区海河教育园区 雅深路4号 (72)发明人 焦鹏昊　 (74)专利代理 机构 天津盛理知识产权代理有限 公司 12209 专利代理师 董一宁 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06T 17/00(2006.01) G06F 111/10(2020.01) G06F 113/08(2020.01) (54)发明名称 一种DPF物性参数的模拟计算方法 (57)摘要 本发明公开了一种DPF物 性参数的模拟计算 方法， 包括以下步骤： 步骤 一： 构建DPF流场模型； 步骤二： 构建DPF内部压降模型； 步骤三： 构建DPF 碳烟预测模型； 步骤四： 构建DPF再生化学反应模 型； 步骤五： 判定DPF再生反应机理； 步骤六： 建立 DPF一维及三维实体计算模型。 该方法选用了 AVL‑Fire和Boost两款数值仿真软件对DPF气体 流动、 壁面传热、 柴油机排气组分反应等方面进 行模拟仿真计算， 依据实际工况中的涉及的试验 条件转化设置了仿真模型的一系列参数。 对比了 仿真计算与实际工况涉及的试验 数据， 从而对本 发明建立的DPF数值仿真模型的准确性有了较为 可靠的验证。 此模型可为DPF捕集和再生性能的 研究提供高精度的数据支撑 。 权利要求书4页 说明书12页 附图2页 CN 115186461 A 2022.10.14 CN 115186461 A 1.一种DPF物性参数的模拟计算方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 步骤一： 构 建DPF流场模型， 在柴油机排气进入DPF后， 由一维稳态的连续性方程和动量 方程计算 孔道内部的D PF流场模型； 步骤二： 构建DPF内部压降模型， 并分别计算壁面压降、 深床层碳烟压降、 滤饼层碳烟压 降及进、 出口孔道摩擦损失压降； 步骤三： 构建DPF碳烟预测模型， 分别计算深床层碳烟厚度及滤饼层碳烟厚度， 并得出 深床层碳烟的质量守恒方程及滤饼层碳烟的质量守恒方程； 步骤四： 构建DPF再生化学反应模型， 根据气相和固相两种表面反应判断DPF内部气体 组分的变化， 并求得D PF内部碳烟量随时间的变化关系； 步骤五： 判定包括C ‑O2反应、 C ‑ONO2反应及C ‑ONO‑NO2反应在内的D PF再生反应机理； 步骤六： 建立D PF一维及三维 实体计算模型。 2.根据权利要求1所述的一种DPF物性参数的模拟计算方法， 其特征在于： 所述步骤一 中的一维稳态的连续 性方程如式(1)和式(2)所示： ρg,n代表DPF孔道内部的气相密度(n＝1代表进口孔道， n＝2代表出口孔道)， vg,n代表气 相流速， AF,n代表过滤体孔道前端表面积， vw,n代表壁面流速， AS,n代表过滤体孔道的湿周半 径； DPF流体在入口和出口孔道符合动量平衡方程条件， 其动量方程如式(3)和式(4)所示： 其中pg,i代表孔道气体压力， i＝1代表进口孔道； i＝2代表出口孔道； Fi代表DPF载体孔 道内气体摩擦损失系数， μ代 表流体动力粘度； 壁面流速： 其初始条件为： vg,1＝vinl@z＝0 (6) vg,1＝0@z＝leff (7) vg,2＝vinl@z＝0 (8) pg,2＝pout@z＝leff (9)。 3.根据权利要求1所述的一种DPF物性参数的模拟计算方法， 其特征在于： 所述步骤二 的DPF内部压降模型中D PF载体进、 出口孔道的压降模型如式(10)所述：权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 115186461 A 2其中壁面压降： 深床层碳烟压降： 滤饼层碳烟压降： 进、 出口孔道摩擦损失压降： 式中Fnfw,A， Fnfw,B代表过滤体孔道几何系数， 作用是确定入口孔道的位置； Kw代表壁面渗 透率， Ksd代表深床层碳烟渗透 率， Ksc代表滤饼层碳烟渗透 率， μ为流体的运动粘性系数， δw代 表壁面厚度， δsd代表深床层碳烟厚度， δsc代表滤饼层碳烟厚度， ζ为摩擦损失系数； ρsd和ρsc 分别代表深床层碳烟和 滤饼层碳烟的碳烟填充密度， msd和msc分别代表深床层碳烟和 滤饼 层碳烟的碳烟填充质量。 4.根据权利要求1所述的一种DPF物性参数的模拟计算方法， 其特征在于： 所述步骤三 的DPF碳烟预测模型中： 深床层碳烟厚度用下式表达： 滤饼层碳烟厚度用下式表达： 权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 115186461 A 3