柴油机相比汽油机油耗低三分之一,二氧化碳排放量低近二分之一,因其扭矩大、油耗低的优点被广泛的应用在商用车、乘用车、工程机械、船舶及其它各种非道路机械领域,为社会的经济发展输出了澎湃动力。但是柴油机颗粒物（PM）的排放量比汽油机高很多,占到汽车颗粒物排放总量的九成之多,降低尾气中的颗粒物排放是柴油机进一步广泛应用的前提。柴油机颗粒捕集器（DPF）是降低微粒排放最成功的后处理技术,现在陶瓷基DPF已经大规模商业应用,但其并不完美,在抗热冲击性和结构强度上有所欠缺,而金属材料DPF可以补足这个缺陷。本文基于金属材料DPF及与之组合使用的DOC实物进行了一系列的试验,探究了它的捕集特性,并根据试验得到的物性参数对它进行了计算流体力学（CFD）仿真分析,改善结构优化其流场分布。根据研究内容的需要,本研究搭建了相关柴油机试验台架。在发动机台架稳定运行的工况区间结合现行国六标准的WHSC测试循环标准选定了相关试验工况点。在选定工况下进行了柴油机氧化催化器（DOC）性能试验、DOC+金属材料DPF过滤效率试验、金属材料DPF压降试验、变喷油参数和边界参数影响试验。探究了了DOC和DPF的各种性能及加装后对发动机燃烧的影响。在压降试验数据的基础上获得金属材料DPF的粘性阻力系数和惯性阻力系数,然后在仿真软件FLUENT中建立了金属材料DPF的计算流体力学仿真模型。通过更改结构参数改善了DPF的流场分布。通过试验和仿真分析,主要得出如下结论:DOC对多种尾气有害物质有转化作用,对一氧化碳（CO）的转化效率最高,能达到90%以上,同时DOC对小于50nm的核态微粒有较强转化作用,使颗粒物粒径朝聚集态迁移,有利于提高金属材料DPF的捕集效率;DOC+金属材料DPF对颗粒物的总体捕集效率在90%以上,具体捕集特性表现为对小于30nm以下的核态颗粒物捕集效率较高,对110-120nm的聚集态颗粒物捕集效率最高,而对70-80nm以及280-320nm的聚集态颗粒物捕集效率相对低;少量后喷可以改善发动机颗粒物排放,以时间计的后喷角需根据转速的提高而缩短。废气再循环（EGR）率在8.3%以下颗粒物排放量与无EGR相差不大,EGR率提高到16.7%以上会使颗粒物粒径朝聚集态迁移,到达70-80nm金属DPF低效率捕集区间;排气速度的提高,过滤体前端高压力区域越来越大,中间部位存在应力。甚至会产生反弓状压力区域;过短或过长的收敛放缩段都能使DPF内部压力集中,气流分布不均匀,过短的入口锥角还会导致比较强的涡流,涡流的强度越大,气流在DPF留存时间越长,会增大气阻。加装导流板后两侧涡流区消失,证明导流板能够隔离涡流,且压力和流速在加装导流后能更快发散均匀,改善DPF颗粒物的捕集。