病毒擴散仿真
關注創建者：匿名 創建時間：2022-01-18
病毒擴散仿真的視頻教程
噴嚏中的學問——病毒飛沫傳播方式的CFD 仿真
通過CFD仿真的形式，觀察病毒飛沫的傳播方式。 視頻內容： 1.病毒傳播的一般方式； 2.病毒傳播方式對應的CFD仿真方法； 3.飛沫傳播CFD仿真方法詳述； 4.應用實例：噴嚏過程的模擬。
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病毒擴散仿真的實例教程
仿真意義
CFD/DPM與STEPS的聯合仿真能夠直觀的顯示病毒氣溶膠在人群中的擴散路徑。
瞬時濃度、累計濃度可以作為公共衛生安全風險示警的指標參數，用以幫助評估、優化軌道交通空間內部的通風設計對噴嚏氣溶膠擴散的控制效果，當遭遇COVID-19病毒攜帶者傳染的緊急情況時，能夠提供疑似病源的臨時安置建議。
同時，還可以將CFD、STEPS的聯合仿真模擬與建筑信息化BIM模型相結合，進行城市公共衛生安全以及人群疏散的設計與優化。
ANSYS CFD Fluent
可以精確模擬空氣流動，有毒氣體、生化病毒以及氣溶膠污染物的擴散分布，計算建筑內外的空氣齡、空氣潔凈度以及HVAC能耗等。
STEPS
結合人群的心理學和行為學特征，考慮了人的主觀（耐性、家庭觀念、群體組成、避讓病患等）和客觀（身高腿長、年齡、性別、健康等）特性，可自定義人群運動特征和移動規律。
建筑信息模型（BIM）
通過數字信息仿真建筑實體模型的工具和手段，打通了建筑全生命周期的各個階段，可以在設計階段就考慮公共衛生安全這個重要因素，對公共衛生安全的合理設計能有效降低病毒傳染擴散。
三種工具結合使用，將極大地保證公共衛生安全設計的便利和可靠。
新冠病毒正在改變我們的世界，反之，我們看待世界的方式也在發生改變，更多新的科學技術應用也在不斷涌現。以此為契機，特別構建此案例的假設場景，希望能對大家起到參考的意義。如果有具體的、多樣的實際應用場景，歡迎與我們交流討論。最后，向國內外全體抗疫工作者們致敬！
小編提醒
為了自身的健康安全和社會經濟的正常穩定，搭乘公共軌道交通時務必帶好口罩！
*本文版權歸上海安世亞太所有，如需轉載，請與我們聯系。
展開 1，快速
2，簡單
仿真意義
CFD/DPM與STEPS的聯合仿真能夠直觀的顯示病毒氣溶膠在人群中的擴散路徑。
瞬時濃度、累計濃度可以作為公共衛生安全風險示警的指標參數，用以幫助評估、優化軌道交通空間內部的通風設計對噴嚏氣溶膠擴散的控制效果，當遭遇COVID-19病毒攜帶者傳染的緊急情況時，能夠提供疑似病源的臨時安置建議。
同時，還可以將CFD、STEPS的聯合仿真模擬與建筑信息化BIM模型相結合，進行城市公共衛生安全以及人群疏散的設計與優化。
ANSYS CFD Fluent
可以精確模擬空氣流動，有毒氣體、生化病毒以及氣溶膠污染物的擴散分布，計算建筑內外的空氣齡、空氣潔凈度以及HVAC能耗等。
STEPS
結合人群的心理學和行為學特征，考慮了人的主觀（耐性、家庭觀念、群體組成、避讓病患等）和客觀（身高腿長、年齡、性別、健康等）特性，可自定義人群運動特征和移動規律。
建筑信息模型（BIM）
通過數字信息仿真建筑實體模型的工具和手段，打通了建筑全生命周期的各個階段，可以在設計階段就考慮公共衛生安全這個重要因素，對公共衛生安全的合理設計能有效降低病毒傳染擴散。
三種工具結合使用，將極大地保證公共衛生安全設計的便利和可靠。
新冠病毒正在改變我們的世界，反之，我們看待世界的方式也在發生改變，更多新的科學技術應用也在不斷涌現。以此為契機，特別構建此案例的假設場景，希望能對大家起到參考的意義。如果有具體的、多樣的實際應用場景，歡迎與我們交流討論。最后，向國內外全體抗疫工作者們致敬！
小編提醒：為了自身的健康安全和社會經濟的正常穩定，搭乘公共軌道交通時務必帶好口罩！
展開 此時仿真專家想的更多的是：我們究竟可以幫著做些什么？他們深信平日里使用的這項技術對許多行業都有所裨益，其中自然也少不了醫療健康行業。在當下病毒肆虐，又將如何利用這項技術與人們共同戰疫呢？
在新冠肺炎疫情期間，Ansys聯合客戶、合作伙伴積極努力為抗擊疫情做出貢獻，通過運用我們的軟件、可用資源和員工的集體智慧，全力幫助受疫情影響的群體。本文將詳細介紹Ansys及其客戶和合作伙伴目前在抗擊病毒中采取的部分措施，以及更多知識分享。
防擴散之「保持適當社交距離（Social Distance）」
如今，全球人民被告知并知曉人與人之間最好保持2米（約6英尺）的人際距離。通過仿真技術，可以呈現出噴嚏和咳嗽飛沫究竟是如何在人際距離間進行傳播的，一目了然。該模型顯示病毒飛沫在空氣中迅速傳播，咳嗽時產生的飛沫會擴散到1米外的人的臉部、頸部和衣服上，而當相距2米時，由于重力將攜帶病毒的飛沫墜向地面，這種傳播風險就會顯著降低。
大量研究人員正借助仿真技術來深入了解可能包含病原體的飛沫如何傳播和感染他人，這些洞察將有助于研究如何能夠更有效地遏制飛沫型傳播
防擴散之「鍛煉時請保持更大距離」
以當前多國和地區建議的2米（6英尺）社交距離為例，試想，這一社交距離是放諸任何情境下都足夠安全嗎？當進行戶外鍛煉時，這個標準的社交距離是不夠的。Ansys合作伙伴也是來自埃因霍溫理工大學和魯汶大學的Bert Blocken與Fabio Malizia，他們構建的模型表明，為避免前面跑步或騎行者中的飛沫傳播，人們在運動的時候應保持更遠距離，如果緊跟在他人身后跑步，將會有極高的感染風險。
防擴散之「佩戴口罩，而且是正確的。」
那么戴口罩會有幫助嗎？已經感染者如果佩戴口罩，能將傳染他人的風險降低6倍。
展開 污染物擴散預測預警
CFD（Computational Fluid Dynamics，計算流體動力學）是一種通過數值計算方法模擬流體流動、傳熱、傳質等物理過程的工程技術。在污染物擴散的仿真中，通常會利用CFD方法模擬空氣或水中的流動，同時考慮污染物的排放、擴散、沉降等過程。通過CFD仿真，可以得到污染物在空間和時間上的分布情況，從而為預測預警提供數據支撐。這包括污染物的濃度分布、擴散范圍、傳輸路徑等方面的信息，這些信息對于預測預警是非常重要的。
例如，在空氣污染物的擴散模擬中，通過CFD仿真得到不同高度和距離的污染物濃度分布。這可以幫助預測不同區域的空氣質量，從而為決策者提供數據支撐，制定合理的污染控制措施；在水質預報中，可以模擬水體中的流動和污染物傳輸。通過模擬結果，預測未來水質的變化趨勢，為水資源的保護和管理提供數據支持。
具體步驟
1.建立模型：使用適合河流污染物擴散的模型，例如對流-擴散模型或水動力-水質模型等。這些模型會考慮河流中的水流、污染物擴散、化學反應等物理和化學過程。
2.輸入參數：根據實際情況，確定模型所需的參數，例如河流的水流速度、流量、污染物排放量、初始濃度等。
3.數值模擬：利用計算機程序對模型進行數值求解，得到污染物在時間和空間上的分布情況。
4.結果分析：根據模擬結果，分析污染物的擴散趨勢、影響范圍、濃度分布等。
5.預測預警：根據模擬結果，對未來污染物擴散情況進行預測，并制定相應的預警方案。
【計算軟件】OpenFOAM開源平臺
【仿真平臺】自建高性能計算集群
【算例說明】通過CFD數值仿真，可得到污染物擴散的時空分布，為預測預警提供數據支撐
【工程應用】污染物預測預警、水質預報等
【創新貢獻】自動化計算流程+計算參數優化
！！
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病毒擴散仿真的相關專題、標簽、搜索
病毒擴散仿真的最新內容
本案例對埋地摻氫天然氣管道在土壤多孔介質影響下的氣體泄漏擴散規律展開了仿真計算。主要涉及到多孔介質，組分傳輸，局部初始化三個部分。計算模型依據相關文獻進行設置，對摻氫20%的天然氣泄漏擴散情況展開分析，通過對該案例的學習與掌握，后續可以對制定管道泄露應急決策方案進行相關指導。
1 workbench 設置
本案例的計算模塊如下圖所示：
2 SCDM 設置
2.1 導入幾何
<p>本案例對埋地摻氫天然氣管道在土壤多孔介質影響下的氣體泄漏擴散規律展開了仿真計算。主要涉及到多孔介質，組分傳輸，局部初始化三個部分。計算模型依據相關文獻進行設置，對摻氫20%的天然氣泄漏擴散情況展開分析，通過對該案例的學習與掌握，后續可以對制定管道泄露應急決策方案進行相關指導。</p><p><br></p><p><strong>1 workbench 設置</strong></p><p>本案例的計算模塊如下圖所示
<p><strong>1. 界面穩定性問題分析</strong></p><p>在VOF方法中，界面穩定性是多相流模擬的核心問題之一。界面捕捉的穩定性直接影響模擬結果的物理準確性，尤其在處理復雜界面形變、表面張力驅動流動以及高密度比流體時，數值誤差可能導致非物理現象。以下是界面穩定性中兩個主要問題的分析：<strong>數值擴散</strong>和<strong>表面張力偽速度</strong
污染物擴散預測預警
CFD（Computational Fluid Dynamics，計算流體動力學）是一種通過數值計算方法模擬流體流動、傳熱、傳質等物理過程的工程技術。在污染物擴散的仿真中，通常會利用CFD方法模擬空氣或水中的流動，同時考慮污染物的排放、擴散、沉降等過程。通過CFD仿真，可以得到污染物在空間和時間上的分布情況，從而為預測預警提供數據支撐。這包括污染物的濃度分布、擴散范圍、傳輸路徑等方面的信息
1，快速
2，簡單
氣體擴散模型學習&房間通風問題仿真嘗試
根據這個Demo，這里提出一個問題：我們假設有一個房間內充滿了一氧化碳，現在需要開窗通風降低一氧化碳的濃度才能進入。根據百度，5000ppm即0.5%，也就是說CO濃度降低到0.5%以下，才有進門的可能。為了安全，我們設置0.1%為進門的條件。那么從開窗通風到能夠進門，需要多久呢？這里我們來仿真一下。
SKETCH
本案例建立了帶有骨料的混凝土結構模型，如圖1所示。干濕交替環境下需要考慮混凝土內非飽和水環境下的氯離子傳遞過程，推導建立了液態孔隙溶液的遷移擴散系數和氣態孔隙溶液的遷移擴散系數，對于孔隙水整體遷移系數，即通過以上推導的兩個遷移系數表示，在此基礎上，計算得到氯離子在本身濃度差影響下以及孔隙溶液遷移影響下的干濕交替環境下的擴散分布結果，如圖2所示。
圖1 幾何模型
圖2 孔隙內溶液飽和度的動態變化分布
<p>本案例模擬了一海灘表面上的潮汐力作用下飽和滲流運動以及鹽分的遷移擴散運動，模型如圖1所示。</p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/202201/b18f177f79114a919fe6083a5e71b5da.png" alt="m2.png"></p><p class="ql-align-center">圖1</p><p>鹽分場的濃度擴散分布結果如圖
本周還是圍繞環境污染問題
帶來環境仿真專題的第四個案例
圖文詳解 仿真思路更清晰
一起來學習吧
評估污染物通過復雜地形（如山地上和城市中的高樓大廈之間）的擴散對環境造成的影響，可以將這類污染的影響降至最低。
《環境仿真專題》第四講
使用Code_Saturne模擬化學污染物在復雜建筑環境下的大氣擴散
近日北方多地遭受沙塵暴襲擊
惡劣的天氣導致空氣中有害物質的濃度驟然升高
造成了嚴重的環境污染問題
本周的環境仿真專題將圍繞環境污染問題
為大家帶來第三個案例
突發環境事件不僅僅會威脅人類的生存環境，也會威脅到國家的安全。如何減少環境污染對于國家安全的影響
