CFD|隧道火灾烟雾扩散分析
什么是羽流模型？
羽流模型也称为大气羽流扩散模型。它们是基于软件的算法，用于计算空气污染物的路径和浓度。 一些羽流建模软件将来自气体和天气传感器的实时数据纳入先进算法。这就可以告诉您什么污染物正在释放，它来自哪里，以及羽流或云的去向。使用此信息，您可以识别泄漏源和受影响区域在两小时的窗口期内。这使您能够为工厂人员安全做出快速的安全决策。您可以立即通知第一反应人员，并向他们提供设置路障、疏散中心、指挥所所需的信息，以及净化、分流和临时区域。 羽流建模软件可以让您不再猜测气体扩散路径，您可以采取正确步骤，并在发生突发化学事故的情况下自信地处置。 您还可以使用羽流模型来规划和准备未来的场景。您可以收集历史气体和天气数据，以研究全厂停电情况下是否需要您燃尽产品。如果您必须这样做，会释放出什么气体？他们会分散在哪里？您什么时候需要通知当地政府？您需要疏散附近的房子吗？您需要关闭您的设施附近的道路吗？提前提出这些问题，可以为您提供制定应急预案的信息，以便在实际紧急情况下做好准备。
针对对这种物质质量传输过程的分析，NFX提供了组分传输模型来模拟这种物质在系统中的输运过程。
什么是组分传输？
如：不同的颜料在水中扩散和流动混合一样，组分传输模型用来描述混合物中一组或多组分间的混合状态以及输运过程。类似于多相流动，多相流动是指相态不同（气、液、固）的流体或相态相同但运动状态不同的流体在同一系统中的共同流动，在多相流动中相与相之间有清晰的运动着的相界面。
而组分传输则是针对于相态和运动状态相同的混合流体，这种混合流体没有清晰的相界面，不同流体之间的输运混合通过分子运动来完成，因此组分传输功能是用来解决这种混合流体中不同组分的分布情况及其混合状态的。
有效着火时间也称为潜伏期时间，是指可燃物产生火焰前的阴燃时间，该时间段内火源热释放速率很小，在实际火灾模拟时，潜伏期时间并非考虑的重点，通常 是指单位时间内燃烧释放的总热量，表征了火灾中可燃物包含的能量的释放强度，体现了火灾放热强度随时间的变化，决定了室内温度的高低及烟气产生量的多少。
火源功率是影响火灾规模的重要因素，同时也是研究火灾的基础。目前在国内，根据火源功率大小，可以将火灾分为三类：小型火灾-3MW，中型火灾-20MW，大型火灾-50MW。
通常实际项目中，应根据实验测量到达火灾规模的时间，从而反推α ，此处α是根据大量实验得到的经验值。理想羽流模型、Zukoski、Heskestad 、McCaffrey、NFPA 92B、CIBSE、Heskestad模型
质量传输：体系中一个或几个组分由高浓度区向低浓度区的转移速度梯度、温度梯度、浓度梯度是产生传输现象的驱动力动量、热量和质量传输的主要研究目的是确定其传输速率。
雷诺输运定理在物理意义上和物质导数相同，实质上都是描述了流体的物理量伴随着流体而输运的含义。那么流体到底是怎么输运的呢？
质量传递-对流现象
对流是依靠流体整体的运动传送物理量，可以理解为宏观上的机械运动。
扩散本质上是微观层面上，由分子热运动驱动的。粒子总是从高化学势向低化学势区域转移，直到两者相等并达到平衡。菲克第一定律：
以质量分率为标量变量定义混合气体的输运模型，利用混合定律（mixing law）将物质传递结果与流动的流动相关联。扩散率定义：分子扩散和物质浓度梯度(或扩散驱动力)的摩尔通量之间的比例常数，选择常数或稀薄气体近似。
初始场定义：混合物中某种物质质量占总质量的百分比，定义气体混合物中各组分的初始质量分数。 定义目标面的组分传输速率（通量或反应通量）或组分质量分数（不同组分之间的质量分数）
下面是一些组分传输模型在化工领域、工程建筑领域以及室内环境控制的案例，包括了单纯的组分传输模型用于气体混合、组分传输与动网格联合运用的气体搅拌混合、周期边界下的烟雾扩散分析、以及跟传热分析联合运用的室内空气湿度分析。
图1 氮氧搅拌混合效率仿真计算
图3 排气烟道废气排放烟雾分析
图4 室内晾衣空气湿度分析
