本文概述了车用催化转化器近年来内部流动数值模拟的发展现状,并就催化转化器的性能评价指标,流动特性,结构设计等相关问题展开了讨论。针对国内外催化转化器的流场、压力损失和结构设计方面进行大量调研的基础上,以改进催化转化器的性能为目标,从催化转化器的流场与压力损失入手,采用计算流体动力学软件STAR-CD建立了催化转化器的三维流动模型,并通过试验验证了模型的可行性。在验证模型可靠性的基础上,对催化器的内部流场进行了多维数值模拟,并详尽分析了载体各结构参数和催化转化器各结构设计参数对流速分布和压力损失的影响,并对各结构参数的合理设计提出了自己的见解。计算结果表明,在相同排气流量下,减小入口扩张管锥角,可明显改善载体的流动性能,出口收缩管锥角对流速分布的影响比较小,入口大管总的来说对流场的影响不大,对压力损失的影响也很小,出口大管对流速分布的影响最小,对压力损失的影响也不大。载体沿基线向后移动距离的大小基本不影响载体的流动特性,载体长度会使载体的压力损失增大,但流速分布均匀性变好,载体长径比加大,流速分布趋于均匀,但压力损失增加,耦合载体的间距对流动性能影响明显,两耦合载体的大小比例对第一段载体内的速度分布比第二段影响明显。本文研究体现了采用CFD数值模拟省时、省力,具有试验研究无法比拟的优点。依照本文的研究结果采用合适的催化转化器结构,可以获得较好的流动均匀性和较低的压力损失,从而减小对内燃机动力性、经济性的影响,同时也可明显改善催化转化器的转化效率、加快其起燃、延长其使用寿命,充分表明了本文在排放和节能研究中的理论意义和实际价值。本研究为优化催化转化器的结构,提高其整体性能提供了依据。