八十三、Fluent计算空气停留时间-空气龄
1. 空气龄概念
空气龄（Air Age）是指空气在特定位置或区域内的停留时间。它反映了空气从进入室内到达到某一位置所经历的时间。
某点的空气龄越小，说明该点的空气越新鲜，空气品质就越好。空气龄是研究室内空气质量、通风效率以及污染物分布的重要指标。
2. 空气龄计算方程
在稳态条件下，空气龄偏微分方程可以表示为
其中，τ 为室内某点的空气龄，为标量；ρ 为空气密度；u为空气速度，为矢量；ΓA为空气龄的扩散系数。
空气龄的扩散系数 ΓA可以表示为分子扩散和湍流扩散之和：
μ 为空气动力粘度
μt为空气湍流粘度
Sc为分子Schmidt数（取值为1）
Sct为湍流Schmidt数（取值为0.7）
从方程中可以看到，这是一个典型的标量输运方程，包含了对流项、扩散项和源项。由于是稳态条件，因此没有瞬态项。因此可以使用UDS来进行求解。对于UDS的使用，可参考文章：七十三、Fluent UDS案例;七十二、Fluent UDS基础
3. UDS标准输运方程
与标准方程对比，稳态条件空气龄忽略的瞬态项，只保留了对流项和扩散项，同时考虑了源项。
既然有稳态条件下的空气龄，那是否有瞬态条件下的空气龄呢？按照稳态下的空气龄方程，瞬态条件下空气龄：(是否正确？？)
不管正确与否，Fluent UDS的瞬态计算，瞬态项可以选择none或者default。default就是方程中的瞬态项，因此对于瞬态项不需要写任何代码
4. UDS代码
利用UDS求解空气龄，对流项是标准形式，不需要设置。扩散项需要设置扩散系数ΓA。源项需要设置为ρ。因此需要写扩散系数和源项的UDS代码
#include <udf.h>
DEFINE_SOURCE(mean_age_source,c,t,dS,eqn)
{
real source = C_R(c, t);
dS[eqn] = 0.0;
return source;
}
DEFINE_DIFFUSIVITY(mean_age_diff, c,t, i)
{
return C_MU_L(c, t) / 1.0 + C_MU_T(c, t) / 0.7;
}
5. Fluent操作设置
本例提供了cas、dat和udf文件，模型如下图：
空气龄的求解实际上就是UDS的求解，操作上和UDS相同。参考文章：七十二、Fluent UDS基础;七十三、Fluent UDS案例
需要设置UDS的扩散项和源项。
需要设置UDS边界条件。
空气龄计算操作步骤：
将材料物性的扩散系数更改为空气龄扩散系数
设置Fluid源项
设置空气龄UDS边界条件，模型的所有进出口UDS都设置为0。
在进行计算前，在Solution Controls界面点击下面的Equations，在Equations先不选择User Scalar 0。先将其他物理场计算完成后，在回到Solution Controls勾选Solution Controls，进行空气龄的计算。
按照上述步骤后，一般只需几个迭代步即可完成空气龄的计算
空气龄云图
