从二十世纪80年代,学者开始对DPF的仿真研究。从零维到三维模型的建立模拟,从稳态到瞬态模型的计算。内容涉及各个方面:气体流动特性、压力升降特性、微粒捕集、沉积特性和再生特性。
最早对DPF建立模型仿真的是Bisset。1984年他通过建立一维柴油机微粒捕集器模型,模拟过滤体内部轴向温度与时间的变化关系[8]。同年Pauli为了描述过滤体内微粒再生的化学反应中过滤体内的最低再生温度与气体内氧气含量有关,使用了阿累尼乌斯函数[9]。Garner和Dent开发了一种广义DPF模型,在他们的模型中发生煤烟气相氧化和气相反应,这种模型不仅适用于壁面流DPF,也适用于纤维DPF,质量平衡和能量平衡和废气流被运用于这个模型当中。Johnson建立了一个二维DPF再生模型,发现再生过程可以在过滤器上孔道和下孔道完全氧化后排出。Knoth等人使用FEMLAB建立了一个二维壁面流过滤器催化反应模型,然而他们还没有考虑气相的反应。Konstandopolous等人开发了一种三维CFD模型,通过它可以研究温度分布对整个DPF再生的影响。尽管2d和3d模型可以给出一个清晰的描述DPF再生过程中,但上述模型没有详细的讲述再生过程中发生的化学反应。konstantas等人建立了有效的一维模型,模拟出在Matlab/Simulink环境下对发动机壁温度和压力降的影响[10]。中国关于PDF的研究国外一直处于劣势,二十世纪八十年代刘翼俊做过大量关84104
于DPF的研究性实验[11]。在此之后中国关于DPF的研究出现了十多年的空白期。二十一世纪初期才出现关于DPF的大量论文与研究。2001年宇智等人的实验最先涉及关于DPF的再生实验[12]。谭丕强2008年第一次研究碳烟捕集中的颗粒直径对捕集效率[13]。论文网
综上所述,目前在国内关于DPF仿真模拟计算,相对于国外是很落后的,只有少数的比较有代表性的研究论文出现,但大多数还是对国外研究的补充与优化。而且国外的DPF仿真计算已经处在瓶颈处,对再生的研究处于探索阶段,使得DPF的先进技术不能得到有效的推广。