在汽车市场,柴油机具有热效率高、耐久性好、可靠性高等特点,但同时柴油机的碳烟微粒尾气排放污染已严重地危害了环境以及人类身体健康。单纯依靠改进发动机燃烧而改善机内净化技术,已经难以满足逐年严格的排放要求。目前柴油机微粒捕集器(DPF)已成为降低柴油机微粒排放的必备装置,而过滤体的再生技术是DPF技术的关键。热再生技术与众多过滤体再生方法相比具有诸多优点,如加热迅速、均匀,热耐久性好,温度控制精确等。过滤体再生时的传热特性将直接影响过滤体在生时的安全性能,因此针对过滤体再生时的传热性能进行研究,具有重要的科学意义和应用价值。为此,论文以国家自然科学基金项目“微粒捕集器过滤体复合再生与多场协同机理及优化研究[51176045]”和国家自然科学基金项目“Pd/石墨烯催化型旋转式微粒捕集器过滤体分区微波加热再生与热-电-化-力学耦合协同优化研究[51676066]”为依托,采用数值仿真、多场协同和实验验证相结合的研究方法,对排气流量对微粒捕集器微波加热再生过程传热性能的影响以及速度矢量与温度梯度的协同机理等进行了辨析,论文的主要创新点与研究内容如下:(1)根据微粒捕集器微波加热再生特性的研究,建立了 DPF微波加热再生数学模型,对微粒捕集器进行了热再生仿真,得出了不同排气流量下的DPF微波加热再生过程过滤体传热特性规律。(2)分析关键几何结构参数(导热系数λ、与孔隙率P)与再生气体条件参数(加热最高温度Tmax、来流氧含量),对DPF传热性能的影响。进而综合分析温度梯度的分布变化规律,为降低DPF内部温度梯度极值和保证DPF的高效能比提供理论依据。(3)采用多场协同方法对微粒捕集器微波加热再生进行多场协同分析,研究不同排气流量下载体中温度梯度与速度矢量的协同作用,得出了对微波再生中温度场与速度场协同度最好的最佳流量区域。