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随着汽车工业的飞速发展以及人民生活水平的日益提高,城市汽车的保有量正在快速增长,由此而引发的空气污染、能源紧缺等问题也越来越引起人们的重视。近年来,随着排放法规的日益健全与严格,车辆燃油蒸发控制已经成为车辆排放控制的重要组成部分。炭罐作为车辆燃油蒸发控制系统中的核心部件,其性能对整个系统的性能起绝对作用,炭罐设计和研究中应当考虑其内部流场的性能,特别是炭罐吸脱附过程的压降对炭罐的性能影响最大。传统的实验方法即费时又费力,而借助电子计算机进行数值模拟的方法,得到炭罐内流场的压力、速度和流线分布情况,分析其内流场的性能,为炭罐的性能分析和改型设计提供依据,从而大大缩短开发周期,提高开发效率,降低实验成本。本文在结合实际项目的基础上,通过对车用活性炭罐进行建模、计算,分析其内流场分布规律,并与试验结果进行对比,分析炭罐内流场的性能,分析验证所模拟的炭罐是否满足技术条件的压降要求。本文首先介绍了数值模拟技术发展现状、车辆燃油蒸发污染物产生的机理、控制车辆蒸发排放的方法、车辆燃油蒸发控制系统的原理,简述了计算流体力学(CFD)的基本理论。着重介绍了多孔介质模型的基本理论,以达西定律和尔格方程为基础,利用水力半径模型,并结合流体力学的基本方程,推导出了Fluent软件中多孔介质阻力系数的计算公式。应用Fluent计算流体力学软件,结合多孔介质模型,模拟了某汽车炭罐内部流场,获得其压力场、速度场、流线的分布情况,分析了车辆活性炭罐内部流场的流动特性,并通过与试验结果的对比,验证Fluent软件和多孔介质模型模拟炭粉内部流场的准确性。仿真结果和试验结果表明该汽车炭罐在两个吸附工况下,均满足技术条件的压降要求,使炭罐在吸附和脱附两个方面性能均满足开发设计的要求。在验证了Fluent软件和多孔介质模型可以准确模拟炭粉内部流场后,应用Fluent计算流体力学软件模拟某摩托车用炭罐的内部流场,得到其内部的压力、速度和流线分布,分析其内流场的性能。仿真结果表明该摩托车用炭罐在两个吸附工况和两个脱附工况下,炭罐内流场的压降,均满足技术条件的压降要求。