柴油机热效率高、可靠性好、燃油经济性强,但柴油机的颗粒物排放量大,对环境的危害和人类健康的威胁已经受到越来越多的关注。随着排放法规的日益严格,单纯依靠改善机内燃烧已难以满足排放要求。目前,柴油机微粒捕集器被认为是解决柴油机微粒排放问题最有效的手段,而其再生是DPF技术的关键。微粒捕集器微波加热再生技术是众多过滤体再生方法中较为有发展前景的一种。目前对车用柴油机微粒捕集器过滤体再生技术的研究主要集中在加热再生技术与降低PM起燃温度技术相结合的方面,而开展载体结构变化对车用柴油机微粒捕集器微波再生温度场的影响规律研究不仅能有益于车用柴油机微粒捕集器微波加热再生机理辨析,而且还可为设计车用柴油机微粒捕集器微波再生装置提供理论依据和技术支持作用。本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其优化研究”[51176045]为依托,采用数值仿真、实验验证和多场协同相结合的研究方法,对不同载体结构微粒捕集器微波再生过程中的温度特性、速度场与温度场的协同机理辨识等进行了研究与分析,论文主要创新点和研究工作如下:(1)针对柴油机微粒捕集器过滤体微波再生特性,建立了基于微波再生微粒捕集器过滤体内多孔介质数学与物理模型,并在此基础上设计了3种不同结构的微粒捕集器三维仿真模型,并对不同结构过滤体进行了压力特性分析,为研究的有效性提供了依据。(2)利用FLUENT软件对3种不同载体结构的微粒捕集器进行微波再生仿真,得出在不同速度下不同载体结构的温度特性规律,揭示了载体结构变化给微波再生带来的影响,并且计算结果与实验结果吻合较好,初步验证了仿真模型的正确性。(3)采用多场协同理论建立了微粒捕集器微波再生过程中多场协同数学模型,研究了不同载体结构中温度梯度和速度矢量的变化规律特性,得出了不同载体结构微粒捕集器微波再生过程中速度场和温度场协同性最好时的过滤体再生结构和其最优的再生燃烧区域。