随着我国经济的快速发展,汽车已经成为人们生活中重要的一部分,随之而来产生的尾气污染也逐渐成为一个严重的问题。目前三元催化器(Three-Way Catalyst,TWC)是控制排放、解决尾气污染的重要装置之一,且效果明显,广泛应用。三元催化器的使用寿命和转化效率很大程度受限于催化器内部的流场,主要包括流动均匀性和流阻特性,因此研究车用三元催化器的流动性能具有重要的实用意义。基于三元催化器流场包含多孔介质和温度场的特性,本文构建了三元催化器多孔介质流场和温差发电模块结合的装置,利用格子Boltzmann方法对其速度场和温度场进行模拟。格子Boltzmann方法(Lattice Boltzmann Method,LBM)是近几十年来发展产生的一种新的解决复杂流动建模和模拟的工具。与传统的流体计算方法不同,格子Boltzmann方法基于分子动理论,在微观上连续,在宏观上离散,因此被称为介观模拟方法。相比于传统的CFD方法,格子Boltzmann方法具有编码容易、边界处理简单,并行运算等优点。本文将运用格子Boltzmann方法对三元催化器内部流场进行模拟和分析。通过建立不同物理模型和模拟不同物理参(如入口速度、入口温度、扩张角角度,收缩角度,多孔介质滤芯孔隙度和滤芯间隙等)对三元催化器流场的影响,得出三元催化器流场的最优设计。模拟温差发电模块在不同的物理参数情况下的温度分布情况,得到影响发电效率的原因,证明了设计的可靠性。本文的研究对三元催化器以及温差发电装置的设计与开发提供了一定的理论基础。