CN104732015B - 一种基于cfd技术分析三元催化转化器的模拟分析方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于CFD技术分析三元催化转化器的模拟分析方法，包括：基于待处理的三元催化器，进行CFD前处理；基于CFD前处理的结果，进行CFD求解；基于CFD求解的结果，进行CFD后处理。本发明所述基于CFD技术分析三元催化转化器的模拟分析方法，可以克服现有技术中操作过程复杂、适用范围小和可靠性低等缺陷，以实现操作过程简单、适用范围广和可靠性高的优点。

Description

一种基于CFD技术分析三元催化转化器的模拟分析方法

技术领域

本发明涉及计算流体力学（Computational Fluid Dynamics，简称CFD）技术领域，具体地，涉及一种基于CFD技术分析三元催化转化器的模拟分析方法。

背景技术

从发动机释放出来的气体通常含有剧毒，在排向大气前需要净化处理，三元催化转化器（Three-Way Catalytic Converter，TCC，简称三元催化器或催化器）就是用来降低排放气体毒性的一个设备。三元催化器内包覆一枚或多枚催化剂载体，称为三元催化体，其材质为陶瓷材料，内部结构非常复杂，为多孔介质，表面积十分庞大，因涂覆了一层高效活性催化剂（注：文中“催化体”指涂覆有高效活性催化剂的载体，文中“催化器”指三元催化器），可与汽车尾气之间发生最大可能的氧化还原反应，达到净化尾气的目的，但同时也限制气体的流动，增大了背压。常用的催化体有两种结构：一种是各向同性，一种是单向。

目前，国内未见有基于CFD技术优化车用催化转化器的发明专利公开，但在汽车设计相关企业内部，存在基于CFD技术优化车用催化转化器的现象。但皆涉及使用复杂的全英文FLUENT或Star CD等软件进行求解，前处理需要一种专门划网络的软件，例如GAMBIT和后处理又要使用一种专门软件，如Tecplot，这样一来模拟分析流程非常复杂和繁琐，对工程技术人员的技术背景和英文水平要求极高。而且，这些CFD技术的应用，未涉及到如何用一种直观简单方便快捷的软件来高效率模拟车用催化转化器，以便优化催化器外形结构的方法。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在操作过程复杂、适用范围小和可靠性低等缺陷。

发明内容

本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种基于CFD技术分析三元催化转化器的模拟分析方法，以实现操作过程简单、适用范围广和可靠性高的优点。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于CFD技术分析三元催化转化器的模拟分析方法，包括：

a、基于待处理的三元催化器，进行CFD前处理；

b、基于CFD前处理的结果，进行CFD求解；

c、基于CFD求解的结果，进行CFD后处理。注：本专利中“催化体”或“三元催化体”指涂覆有高效活性催化剂的载体，本专利中“催化器”指三元催化器或三元催化转化器。三元催化体是安装在三元催化器内的一个蜂窝状陶瓷载体，该载体上涂覆了化学催化剂，用以净化有毒气体。这三元催化体和催化体是同一物，三元催化器、三元催化转化器或催化器是同一物。催化体因自身材质易脆裂，需要用衬垫和外壳包覆，因此“催化体外壳”专指包覆在催化体外面的那一层不锈钢外壳。

进一步地，所述步骤a，具体包括：

（1）确定模拟催化器的简化模型；

（2）初始设置及边界条件设置；

（3）网格划分。

进一步地，所述步骤⑴，进一步包括：

使用SolidWorks软件CAD模块，根据所需对含有三元催化体的整根三元催化器建立三维结构，并根据求解CFD前处理需要，对三元催化器的三维结构进行简化：1.对表面的小圆角进行了去除处理、小尖角进行平滑处理；2.对三元催化器内入口和出口进行封闭处理；3.对原则上没有空气流经的部位进行封闭处理等。进一步地，所述步骤⑵，进一步包括：

使用SolidWorks软件CFD模块Flow Simulation插件，根据所需模拟的实际情况，将分析类型定义为内部，流体选择为空气（汽车尾气），还可以定义流经催化器内气体的物理性质、设置边界条件和流场初始化；

定义求解目标、设置收敛因子。

进一步地，所述步骤⑶，进一步包括：

按三元催化器内部结构具体情况划分，将狭小通道、间隙及要观察位置的网格细化，在整个催化器内空间划分结构化网格。

进一步地，所述步骤b，具体包括：

经过相关参数设置后，开始迭代运算，系统会根据当定义的求解目标值的稳定性判断收敛情况。这里，相关参数设置可以包括：（1）固体区与流体区物性参数均设为常数；（2）流动为定常流动中的湍流；（3）忽略管内壁的摩擦阻力；（4）忽略流体温度的影响。

进一步地，所述步骤c，具体包括：

对结果进行分析，应用后处理观察催化器内空气流动场，以流体在催化器内的速度均匀性、速度切片云图、压力切片云图、流线轨迹、背压来综合预测催化体的净化效率。

本发明各实施例的基于CFD技术分析三元催化转化器的模拟分析方法，由于包括：基于待处理的三元催化器，进行CFD前处理；基于CFD前处理的结果，进行CFD求解；基于CFD求解的结果，进行CFD后处理；从而可以克服现有技术中操作过程复杂、适用范围小和可靠性低的缺陷，以实现操作过程简单、适用范围广和可靠性高的优点。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明中三元催化器模型简化；（a）处理前：催化器外部结构模型；（b）处理后：催化器内部流体模型；

图2为本发明中速度场云图；（a）项目1：各向同性；（b）项目2：单向；

图3为本发明中催化体轴向速度切片；（a）项目1：各向同性；（b）项目2：单向；

图4为本发明中催化体径向速度切片；（a）项目1：各向同性；（i）S1面；（ii）S2面；（iii）S3面；（b）项目2：单向；（i）S1面；（ii）S2面；（iii）S3面；

图5为本发明中内部流场的流动轨迹；（a）项目1：各向同性；（b）项目2：单向。

结合附图，本发明实施例中附图标记如下：

1-入口；2-前端锥；3-催化体外壳（内包覆催化体）；4-后端锥；5-氧传感器；6-波纹管；7-中间管；8-出口；9-隔热衬垫；10-催化体。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

根据本发明实施例，如图1-图5所示，提供了一种基于CFD技术分析三元催化转化器的模拟分析方法。

本发明的技术方案，涉及一种基于计算流体力学（Computational FluidDynamics，简称CFD）技术对催化器结构选择的模拟分析方法，尤其针对汽车行业常见的两种催化体，各向同性及单向催化体，进行选择。需要先对三元催化器进行三维建模，再应用CFD软件（本发明以SolidWorks Flow Simulation软件为例）对三元催化器内的流体构建网格，根据实际情况定义气体物理性质、设置初始条件和边界条件，求解后，应用后处理观察催化器内空气流动场，以流体在催化器内的速度均匀性、速度切片云图、压力切片云图、流线轨迹、背压来综合预测催化体的净化效率。

本发明的技术方案，采用CFD技术模拟催化器内气流情况，预测催化器内净化效果来判断催化体及催化器总体设计的合理性，利用分析、比较和评价，选出最优方式，可改善设计，指导现场净化效果的设置，对设计不当的地方提出修改意见。

本发明的技术方案，可预测了三元催化器的背压、并可直观地观察到催化体内流体的分布，可间接反映出催化体对汽车尾气的净化效率，以便于在实际中，对不同排放要求的车型，选择合适的催化体。

本发明的技术方案，仅需要使用一款软件——SolidWorks，首先使用其CAD模块进行三维建模，再使用其CFD模块进行前处理（结构简化、网格划分）、求解器计算、后处理（速度场、压力场及均匀性分析），操作简单快捷！

本发明的技术方案，属车用零部件设计领域，也可属于计算机软件分析领域，特别是提出了一种基于CFD技术分析催化器效果的模拟分析，主要应用于催化体选择、催化器净化效果预测、催化器结构设计等。

本发明的技术方案，采用CFD技术，可预测出催化器内有毒气体轨迹运动，通过SolidWorks Flow Simulation软件实现有毒气体的浓度场分布情况。

本发明的技术方案，基于先进 CFD 技术对催化器内流场预测和验证，再通过样机进行实验检测，最终定型，实现了减少物理样机的制作次数和成本，缩短了产品开发的周期，还提高了产品的综合性能与质量，充分体现了运用 CFD 技术分析优势，在汽车行业，具有实用性。

具体地，本发明的技术方案，提供了一种基于CFD技术的催化器结构优化模拟分析方法；采用 SolidWorks软件实现气流在三元催化器内模拟，可协助预测催化器的净化效果；详细步骤如下：

1）CFD前处理

（1）确定模拟催化器的简化模型（使用SolidWorks软件CAD模块）

根据所需对含三元催化体的整根催化转化器建立三维结构，并根据求解需要进行简化；

（2）初始设置及边界条件设置（使用SolidWorks软件CFD模块Flow Simulation插件）

根据所需模拟的催化器内实际情况，选择分析类型、定义流经催化器内气体的物理性质、设置边界条件和流场初始化。定义求解目标、设置收敛因子。

（3）网格划分

按催化器内结构具体情况划分，将狭小通道、间隙及要观察位置的网格细化，在整个催化器内空间划分结构化网格。

2）CFD求解

经过相关参数设置后，可开始迭代运算，系统会根据当定义的求解目标值的稳定性判断收敛情况，一般认识本步计算与上一步计算值相差小于一个微小值（通常是10^-5）时，可认为求解达到收敛。

3）CFD后处理

即结果分析，应用后处理观察催化器内空气流动场，以流体在催化器内的速度均匀性、速度切片云图、压力切片云图、流线轨迹、背压来综合预测催化体的净化效率。

本发明采用CFD技术模拟催化器内气流情况，预测催化器内净化效果来判断催化体及催化器总体设计的合理性，利用分析、比较和评价，选出最优方式，可改善设计，指导现场净化效果的设置，对设计不当的地方提出修改意见。

本发明可预测了三元催化器的背压、并可直观地观察到催化体内流体的分布，可间接反映出催化体对汽车尾气的净化效率，以便于在实际中，对不同排放要求的车型，选择合适的催化体。

更具体地，本发明的基于CFD技术分析催化器净化效果的方法，包括以下步骤：

S1：建立催化器三维模型；

S2：确定催化器进口和出口的具体设置；

S3：确定网格划分设置；

S4：设定其他边界条件和初始条件；

S5：求解；

S6：后处理，根据s1-s5的设置求解收敛后，可通过模拟计算出有毒气体在催化器内的扩散路径、速度分布、浓度场分布等，以流体在催化器内的速度均匀性、速度切片云图、压力切片云图、流线轨迹、背压来综合预测催化体的净化效率。

本发明采用CFD技术模拟催化器内气流情况，预测催化器内净化效果来判断催化体及催化器总体设计的合理性，利用分析、比较和评价，选出最优方式，可改善设计，指导现场净化效果的设置，对设计不当的地方提出修改意见。

S7：综合判断所有指标是否合理，若是，则可确定净化效果的设计方案；

S8：若否，则根据预测情况对催化器内三维模型进行修改调整，重新设计催化器内结构和净化效果，并返回步骤S1进行重新建模。

S9：对比从多个设计方案，选出最佳，确定并输出催化器内净化效果的最终方案。

与现有的技术相比，本发明的技术方案带来的优点或有益效果：

⑴本方法集前处理、求解、后处理于一体，避免了之前用三种软件分开处理的繁琐流程，不再像原来那么复杂繁琐，大大节约时间。

⑵本方法的网格处理可直接根据计算域内的流体所存在空间生成，无需进行空间逆向建流体的三维模型，大大节约时间。

⑶本方法的后处理比已公开的方法更直观，后处理的展示，流体可与实物结构模型共同展示，无需逆向思维观察，方便无CFD经验的人理解，通俗易懂。

⑷目前暂未有基于CFD技术分析三元催化转化器的模拟分析方法的专利公开。

本发明的技术方案，应用SolidWorks软件的Flow Simulation插件对一款典型的汽车排气管三元催化器进行计算流体动力学（CFD）分析，设计了2个CFD项目：（1）催化体为各向同性的多孔介质；（2）催化体为单向的多孔介质。通过CFD模拟仿真，获得了在相同边界条件下，两种CFD项目不同的速度场及压力场；预测了两种催化体的背压、直观地观察到催化体内流体的分布，间接反映出两种催化体对汽车尾气的净化效率，以便于在实际中，对不同排放要求的车型，选择合适的催化体。

本发明的技术方案采用专业的计算流体动力学（CFD）分析软件SolidWorks FlowSimulation对气流经过一典型三元催化器过程进行数值模拟，对复杂的催化体结构，应用“多孔介质”功能。本发明的技术方案设计了两个CFD项目（详见表1），定义了“各向同性”及“单向”两种的催化体，在相同边界条件下，获得了不同的速度场、压力场及温度场；预测了两种催化体的背压、直观地观察到催化体内流体的分布，间接反映出两种催化体对汽车尾气的净化效率，以便于在实际中，对不同排放要求的车型，选择合适的催化体^[1-6,8]。

1数值模拟前提及模型简化

1.1数值模拟前提

本数值模拟基于封闭状态下的CFD湍流模型，分析对象是基于完好无损条件下催化器内的空气流体，为了简化问题，设置选用标准κ-ε两方程模式计算，并对计算对象作如下假设：（1）固体区与流体区物性参数均设为常数；（2）流动为定常流动中的湍流；（3）忽略管内壁的摩擦阻力；（4）忽略流体温度的影响^[5]。

1.2简化模型创建

催化器的真实模型含有进气管、前后端锥、催化体、隔热衬垫、催化剂外壳、氧传感器、波纹管、中间管等部件，相对复杂，因CFD的分析对象为流体，需对原始模型进行简化及封闭处理，处理前后模型如图1所示，在（a）中，催化器外部结构模型包括依次配合设置的入口1、前端锥2、催化体外壳（内包覆催化体）3、后端锥4、波纹管6、中间管7和出口8，以及安装在后端锥4和波纹管6之间连接管上的氧传感器5；在（b）中，催化器内部流体模型包括催化体10，以及设置在催化体外壳外表面的隔热衬垫9。

2前处理

2.1多孔介质及边界条件设置

多孔性是指总的流体体积与整个多孔介质的体积之间的比率，可在多孔介质的通道中调控流动速度。多孔性为0.5，表示多孔介质区域内50%都是流体。因汽车中常用各向同性及单向两种结构，则建立两个项目：1. 渗透类型为各向同性，多孔性设为0.5（催化体在各个方向上多孔性皆为0.5）；2. 渗透类型为单向（类似蜂窝煤的结构，但孔隙极密），多孔性设为0.5（介质仅在轴向多孔性为0.5）。此外，其他边界条件及参数均设为：以SGMW四缸1.5L排量的汽车为例，进气温度880℃，进气290kg/h（即0.0806kg/s），边界层为湍流，出口方式选择压力出口^[1-4]。

2.2网格划分及求解

因结构相对复杂，取消“自动设置”选项，将“细小固体特征细化级别”设为3级，“细化流体网格”设为2级，启用狭长通道细化，其中网格数目为6，细化级别为4级。因结构相同，在相同的设置下，两个项目划分的网格数相同，用SolidWorks Flow Simulation画出的均是结构化网格，网格总数为95万个网格，详见表2，使用高配置流体分析工作站（8核处理器+16G内存、固态硬盘及专业显卡）计算，CPU时间均达5200s左右。

3结果分析

3.1 气流速度场分析

3.1.1 催化器内的速度场分布

图2是两个项目催化器内部流体速度场分布云图，从图中可知，项目1和项目2的气流速度在整体上趋势相近，无太大区别。经分析，最大速度区域皆位于氧传感器周围，这与实际情况非常吻合，因传氧感器只有当气流速度达到150m/s以上才能进行探测工作。为方便分析背压及速度，用A1代表催化器入口面，A2代表催化器出口面，S0代表催化体前端面，S4代表催化体后端面面，如图2（a）所示。

3.1.2 催化体速度场分布

图3是两个项目催化体轴截面速度场带矢量的云图，图4是对两个项目制作多个径向截面速度切片，所取切片位置示于图3（a）中，与S0分别相距10mm（S1）、20mm（S2）、30mm（S3），以便观察气体在催化体内部的流动特性。

由图3（a）可知：气流从入口进入，与催化体前端面相遇，因各向同性催化体在各个方向上多孔性皆为0.5，则绝大部分气流集中从催化体前端中部进入，随后从中部向催化体各方向扩散。图4（a）（i）-（iii）也证实了这一流动特性。

由图3（b）可知：气流从入口进入，与催化体前端面相遇，因单向催化体只在轴向上多孔性为0.5（可想象成“蜂窝煤”状），气流仅能沿轴向方向流动，因此仅有一部分气流能直接流入催化体，其他部分气流在催化体前端向边缘扩散，从周边进入催化体，在催化体内单向流动。图4（b）（i）-（iii）正好证实了这点。

对比图4（a）（i）-（iii）及图4（b）（i）-（iii），颜色的深度（红色最大、蓝色最小）代表流速，可观察到：（1）方案1-各向同性催化体：S1面上，高速气流几乎全部集中在催化体中部；S2面上，催化体中部速度有所下降，并向圆周扩散；S3面上，气流分布至催化体的各个部分，已非常均匀，可认为气流在该截面内已扩散得比较完全；（2）方案2-单向催化体：S1、S2、S3三个面无太大区别，气流在各截面均匀分布。需要注意的是，各向同性和单向的催化体各有优势：各向同性催化体的多孔介质，允许流体向各个方面扩散，因此流动相对自由，这样可让催化剂有更多的时间与尾气接触，提高净化效率，但因进气时高速气流集中在催化体的中部，对催化剂有强大的冲击，易产生催化体入口端中部磨损；单向催化体：气流进入催化体前被强制分流各个位置再进入催化体，催化体内是如蜂窝煤状的独立流道，因此催化体内的气体可一直保持均匀流动，这类催化体的磨损也相对均匀。两种催化体的流动性在3.2流线轨迹及表4均匀性指数中得到进一步证实^[9-10]。

3.2 流线轨迹

图5是用“流动轨迹”的方式直观地显示内部流体速度场分布，从图中颜色可看出流体的速度，而箭头表示出流体的运动轨迹，Flow Simulation还可以做出动画，能更直观模拟出流体从进到出的整个动态过程。项目1和项目2气体流动区别，详见图5中红圈位置所示：（1）项目1：气流首先直接从催化体端面的中部进入，然后再在催化体内向周边扩散，但总体仍是沿轴向（红箭头方向）流动；（2）项目2：气体在流进入催化体前被强制分流各个位置再进入催化体内的独立流道，已进入催化体的气体可一直保持均匀流动，这与实际情况非常吻合的。气流从两种催化体流出后的状态几乎一致，没有太大差别。

3.3 背压、速度及均匀性分析

对催化器入口（A1）、催化体前端面（S0）、催化体后端面（S4）、出口（A2）四个表面的静压平均值提取、列表，可计算出相应的理论背压值，由表3可见，两种催化体的背压仅相差-8.96Pa，两种催化器的总背压相差695.53Pa。进一步细化，发现项目1和项目2在A1面上相差695.53Pa，项目1和项目2在S0面上相差-78.86 Pa，A1-S0相当于是入口至催化体前端面的背压，这个值相差774.39 Pa。解释如下：1.两种催化体的背压相差仅-8.96Pa，可认为没有太大区别；2.催化体之前的背压相差774.39 Pa，是由气体进入催化体受阻而产生的，气体进入各向同性的催化体受到阻力比单向催化体的大，虽然气体在进入项目1（单向催化体）前被强制分流，但一旦进入，在单向催化体内流动就会很顺畅。因此，分析与实际情况相符^[7]。

对催化器入口（A1）、催化体前端面（S0）、催化体后端面（S4）、出口（A2）四个表面的轴向速度及总速度平均值提取，列于表4中，可观察到两种催化体的轴向速度几乎无相差别，但总速度可明显观察到在S0面上各向同性的总速度远远大于单向的总速度，可解释为在各向同性的催化体前端面内的一小段区间内，气体不光是向轴向流动，还向周边流动，因此总速度值大，分析与实际情况相符。

对催化器入口（A1）、催化体前端面（S0）、催化体后端面（S4）、出口（A2）四个表面的气流均匀性提取，列于表5中，可观察到A1面因为是入口，因此均匀性皆达到0.9997，对项目1而言：S0面上，各向同性的催化体因高速气流集中在中部，所以均匀性很差，仅为0.4825，越往后部，气流扩散得越均匀，因此S4均匀性提高至0.8778；对项目2而言：所有面上的均匀性都达到0.9以上，这与图4（a）（i）的结果一致，与实际情况非常符合^[1-10]。

4 结论

（1）一般认为，气体流入催化体越均匀，达到的净化效果越佳，从这个观点来看，单向催化体内气流的均匀性较佳。

（2）对催化器的应用而言，各向同性和单向的催化体各有优势：各向同性催化体的多孔介质，允许流体扩散更好自由，从而导致流动速度更低，这样可让催化剂有更多的时间与尾气接触，提高净化效率。

（3）从使用寿命而言，各向同性催化体前端中部长期受到高速气流的冲击，易于磨损，而单向催化体强制速度分布均匀，从而使催化体的磨损也更均匀。

（4）使用CFD技术，运用SolidWorks Flow Simulation模拟气流进入催化器后流体场，预测了两种催化体的背压、速度和均匀性，间接反映出两种催化体对汽车尾气的净化效率，以便于在实际中，对不同排放要求的车型，选择合适的催化体。

参考文献

[1] 陈超祥,胡其登.SolidWorks Flow Simulation教程（2013版）[M].北京:机械工业出版社,2013.

[2] 陈璟,梁健,周金卿,等.基于SolidWorks Flow Simulation的滤清器过滤效果流体分析[J].CAD/CAM与制造业信息化,2013（9）:56-59.

[3] 陈璟,余恒建,韦建敏,等.基于SolidWorks Flow Simulation乳化头效果分析[J].粘接,2014（2）:54-58.

[4] 陈璟,周金卿,李行可,等.基于“SolidWorks”软件的“Flow Simulation”插件选择分散盘[J].中国胶粘剂,2013（12）:13-15.

[5] 祁照岗,陈江平,胡伟.汽车空调风道系统CFD研究与优化[J].汽车工程,2005,27（1）:105-108.

[6] 陈璟,阮月丽,余恒建,等.基于CFD技术优化乳化头转子结构[J].粘接,2014,（10）:65-70.

[7] 陈璟,谢帮灵,周金卿,等.应用SolidWorks Flow Simulation优化定子结构[J].中国胶粘剂,2014（11）:7-10.

[8] 杨卫华,初金凤,吴哲,等.新能源汽车碳减排计算及其影响因素分析[J].环境工程,2014（12）:153-157.

[9]K Lim and C Lee. A numerical study on the characteristics of flowfiled, temperature and concentration distribution according to changing theshape of separation plate of kitchen hood system[J]. Energy and Building,2008,40（2）:175-184.

[10]Lopez A, Degrandi- Contraires E, Canetta E, et al.Waterbornepolyurethane-acrylic hybrid nanoparticles byminiemulsion polymerization：Applications in pressure-sensitive adhesives[J].Langmuir,2011,27（7）: 3878-3888.

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换（如其他技术人员，使用方法流程与本方法雷同，但使用的是其他软件，依然算是参考了本方法）。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种基于CFD技术分析三元催化转化器的模拟分析方法，其特征在于，包括：

a、基于待处理的三元催化器，进行CFD前处理；

b、基于CFD前处理的结果，进行CFD求解；

c、基于CFD求解的结果，进行CFD后处理；

所述步骤a，具体包括：

(1)确定模拟催化器的简化模型，其进一步包括：

使用SolidWorks软件CAD模块，根据所需对含三元催化体的整根催化转化器建立三维结构，并根据求解需要进行整个模型进行简化处理：

(1.1)对表面的小圆角进行了去除处理、小尖角进行平滑处理；

(1.2)对三元催化器内入口和出口进行封闭处理；

(1.3)对原则上没有空气流经的部位进行封闭处理；

(2)初始设置及边界条件设置，其进一步包括：

使用SolidWorks软件CFD模块Flow Simulation插件，根据所需模拟的三元催化器的内部实际情况，选择分析类型、定义流经催化器内气体的物理性质、设置边界条件和流场初始化；

定义求解目标、设置收敛因子；

(3)网格划分。

2.根据权利要求1所述的基于CFD技术分析三元催化转化器的模拟分析方法，其特征在于，所述步骤⑶，进一步包括：

按三元催化器内部结构具体情况划分，将狭小通道、间隙及要观察位置的网格细化，在整个催化器内空间划分结构化网格。

3.根据权利要求1所述的基于CFD技术分析三元催化转化器的模拟分析方法，其特征在于，所述步骤b，具体包括：

经过相关参数设置，开始迭代运算，系统会根据定义的求解目标值的稳定性判断收敛情况。

4.根据权利要求1所述的基于CFD技术分析三元催化转化器的模拟分析方法，其特征在于，所述步骤c，具体包括：

对结果进行分析，应用后处理观察催化器内空气流动场，以流体在催化器内的速度均匀性、速度切片云图、压力切片云图、流线轨迹、背压来综合预测催化体的净化效率。