一种SCR系统转化效率一维仿真模拟方法及系统

本发明涉及scr系统仿真计算，具体涉及一种scr系统转化效率一维仿真模拟方法及系统。

背景技术：

1、柴油机广泛应用于公路运输、农业机械、工程机械以及船舶等各领域。柴油机高温燃烧产生的氮氧化物（nox），会对环境造成危害，以及对人体健康产生影响。因此，降低nox的排放量，是柴油机排放控制的重点之一。

2、选择性催化还原技术（selective catalytic reduction，scr）是目前降低柴油机氮氧化物排放最常用的后处理技术，nh3-scr采用nh3作为催化剂，在氧气充足的条件下可以高效地还原nox，净化排气污染物。

3、scr载体入口截面nh3分布均匀性是scr系统nox转换效率的重要影响因素之一。相关技术中，一维仿真是研究scr系统催化转化的重要方法，然而，一维仿真是从整体上进行分析，没有局部的细节结构，无法兼顾scr系统均匀性的影响，仿真准确性不高。

技术实现思路

1、为了解决现有技术的不足，本发明的目的是提供一种scr系统转化效率一维仿真模拟方法及系统，将计算流体动力学与一维仿真结合，以实现在结合scr系统均匀性的影响因素下进行一维仿真，提高一维仿真的准确性。

2、为了实现上述目的，根据一些实施例，本发明的第一方面，提供了一种scr系统转化效率一维仿真模拟方法，包括：

3、s1、建立后处理三维模型，对三维模型进行计算域划分及数学模型设置；

4、s2、设置三维模型初始条件，对三维模型进行cfd仿真计算，得到scr载体前端面nh3质量分数分布云图；

5、s3、对scr载体前端面nh3质量分数分布云图上的不同nh3浓度区域进行划分，得到若干个scr一维仿真计算子区域；

6、s4、对各子区域进行一维仿真，得到各子区域的一维仿真结果；各子区域的一维仿真结果为各子区域对应的scr载体出口处nox输出量；

7、s5、叠加各子区域的一维仿真结果，与原始nox输入量比较，得到scr系统转化效率模拟结果。

8、本发明的第二方面，提供了一种scr系统转化效率一维仿真模拟系统，包括：

9、三维模型建立模块，被配置为建立后处理三维模型，对三维模型进行计算域划分及数学模型设置；

10、cfd仿真模块，被配置为设置三维模型初始条件，对三维模型进行cfd仿真计算，得到scr载体前端面nh3质量分数分布云图；

11、子区域划分模块，被配置为对scr载体前端面nh3质量分数分布云图上的不同nh3浓度区域进行划分，得到若干个scr一维仿真计算子区域；

12、一维仿真模块，被配置为对各子区域进行一维仿真，得到各子区域的一维仿真结果；各子区域的一维仿真结果为各子区域对应的scr载体出口处nox输出量；

13、输出模块，被配置为叠加各子区域的一维仿真结果，与原始nox输入量比较，得到scr系统转化效率模拟结果。

14、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

15、本发明提供了一种scr系统转化效率一维仿真模拟方法及系统，将一维仿真与计算流体动力学（computational fluid dynamics，cfd）仿真计算结合，通过cfd划分scr一维仿真计算子区域，再对每个子区域分别进行一维仿真，最终将各子区域对应的一维仿真结果叠加作为最终的一维仿真结果，与原始nox输入量进行比较即可得到转化效率模拟结果。在一维仿真的基础上引入cfd，通过cfd将scr系统均匀性这一影响因素引入一维仿真过程中，提高了一维仿真的准确性。

16、本发明附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

技术特征：

1.一种scr系统转化效率一维仿真模拟方法，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的一种scr系统转化效率一维仿真模拟方法，其特征在于，步骤s2中，所述三维模型初始条件为原始排气温度、原始排气流量、原始气体组分质量分数，所述原始气体组分质量分数包括原始nh3输入量和其余气体原始输入量。

3.如权利要求1所述的一种scr系统转化效率一维仿真模拟方法，其特征在于，步骤s3中，得到若干个scr一维仿真计算子区域后，还包括，获取各子区域的面积占比和各子区域的nh3浓度占比。

4.如权利要求1所述的一种scr系统转化效率一维仿真模拟方法，其特征在于，步骤s3中，根据nh3质量分数分布云图的图例颜色，对不同nh3浓度区域进行划分。

5.如权利要求1所述的一种scr系统转化效率一维仿真模拟方法，其特征在于，步骤s4中，各子区域对应的一维仿真模型初始条件包括排气温度、排气流量、气体组分质量分数、scr载体尺寸。

6.如权利要求5所述的一种scr系统转化效率一维仿真模拟方法，其特征在于，所述排气温度根据步骤s2三维模型初始条件中的原始排气温度得到。

7.如权利要求5所述的一种scr系统转化效率一维仿真模拟方法，其特征在于，所述排气流量根据步骤s2三维模型初始条件中的原始排气流量，以及子区域的面积占比计算得到。

8.如权利要求5所述的一种scr系统转化效率一维仿真模拟方法，其特征在于，所述气体组分质量分数包括nh3输入量和其余气体输入量；所述nh3输入量根据步骤s2三维模型初始条件中的原始nh3输入量，以及子区域的nh3浓度占比计算得到；所述其余气体输入量根据步骤s2三维模型初始条件中的其余气体原始输入量，以及子区域的面积占比计算得到。

9.如权利要求5所述的一种scr系统转化效率一维仿真模拟方法，其特征在于，所述scr载体尺寸根据scr载体原始尺寸以及子区域的面积占比计算得到。

10.一种scr系统转化效率一维仿真模拟系统，其特征在于，包括：

技术总结
本发明提供了一种SCR系统转化效率一维仿真模拟方法及系统，涉及SCR系统仿真计算技术领域，包括，建立后处理三维模型，对三维模型进行计算域划分及数学模型设置；设置初始条件，对三维模型进行CFD仿真计算，得到SCR载体前端面NH<subgt;3</subgt;质量分数分布云图；对SCR载体前端面NH<subgt;3</subgt;质量分数分布云图上的不同NH<subgt;3</subgt;浓度区域进行划分，得到若干个SCR一维仿真计算子区域；对各子区域进行一维仿真，得到各子区域的一维仿真结果；各子区域的一维仿真结果为各子区域对应的SCR载体出口处NO<subgt;x</subgt;输出量；叠加各子区域的一维仿真结果，与原始NO<subgt;x</subgt;输入量比较，得到SCR系统转化效率模拟结果。本发明能够提高一维仿真的准确性。

技术研发人员：孙柯,彭滔,白书战,李国祥
受保护的技术使用者：山东大学
技术研发日：
技术公布日：2024/9/12