病毒擴散仿真的案例
公共衛生安全-新冠病毒擴散仿真STEPS
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 案例分享 | 基于Cradle的飛機艙內新冠病毒擴散分析
1，快速
2，簡單
新冠病毒氣溶膠傳播路徑的仿真模擬
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 污染物擴散預測預警——河流污染物擴散數值仿真
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
！！
展開 
解密 | 仿真揭曉抑制病毒傳播的多個面
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 污染物擴散仿真軟件
為了滿足我國大氣擴散與環境保護的需求,將計算流體力學(Computational Fluid Dynamics,CFD)的理論用于研究污染物擴散分析中的實際工程問題，具有重要的工程價值和社會意義。
二、軟件介紹
針對污染物擴散問題的工程特點，軟件集前處理器、求解器、后處理器于一身，大大降低了軟件使用的門檻，用戶僅僅需要通過簡單的操作，便可完成建模、求解、結果分析，大大提高了工程師的工作效率。
2.1 幾何建模
軟件內建了基本實體、地形、任意多面棱柱體等場用的幾何模型，僅僅需要指定模型的基本參數，軟件就可以完成模型的構建與渲染。
2.2 生成網格
依據有限體積法(Finite Volume Method,FVM)的原理，采用正交網格可以最大程度的減少界面插值引起的數值誤差，軟件可以生成六面體占優的計算網格。網格生成的原理是：采用正六面體單元生成背景網格，然后給句網格參數與建立的幾何模型(幾何模型可以由外部導入，也可以利用軟件內建的工具生成)迭代切分成最終的計算網格。目前，軟件支持自動化的非均勻網格，同時可以方便地生成邊界層網格。
2.2求解器
針對所研究問題的特殊性，軟件求解器分成內流、外流兩大模塊，內流可以求解速度、壓力、溫度等變量；外流除了可以求解速度、壓力、溫度以外，還可以求解空氣齡、SO2、NOX、PM2.5等流動變量。同時軟件提供了粒子追蹤模塊，可以方便輸入計算條件，方便研究工程中顆粒物的遷移演化過程。
2.3 后處理器
軟件提供了方便、快捷的后處理模塊，可以快速地讀入計算結果，可以以不同的方式查看計算結果，自動生成計算報告，提高了用戶工作效率。
展開 基于FLUENT中PDF模型的射流擴散火焰仿真 ￥299
基于EDC模型的噴射擴散火焰Fluent仿真帖子中利用edc模型仿真計算了火焰D。
本算例將基于FLUENT中PDF模型再次仿真火焰D。主噴嘴直徑為7.2 mm，被外徑為18.2 mm的燃燒過的先導環空包圍。引火器用于延遲火焰吹滅。主要的噴射成分是25%的CH4和75%的空氣(按體積計算)，化學計量值混合比例為0.351，火焰長度(定義為混合比例在軸上的化學計量點)約為47倍噴嘴直徑。PDF傳輸解決方案則分為兩步，首先利用FLUENT中部分預混合模型獲得穩態的燃燒初始流場，然后利用復合的PDF傳輸模型仿真獲得更加精細的瞬態燃料流程。
部分預混燃燒模型仿真溫度分布
PDF傳輸模型仿真計算得到的co質量分布
PDF傳輸模型仿真的精細燃料流場，溫度分布收費文件列表
展開 基于EDC模型的噴射擴散火焰Fluent仿真 ￥299
軸對稱射流擴散火焰，因為廣泛和準確的實驗測量是可行的。數據收集于Sandia國家實驗室，包括同步點測量ofT, N2, O2, CH4, CO2, H2O, H2 OH,NO，和CO。實驗數據鏈接，即測量了一組火焰，范圍從層流(表示火焰A)到近全滅(火焰F)，本算例選擇中等程度局部腐蝕的火焰(火焰D)。
火焰D是軸對稱射流擴散火焰。該燃燒器的主噴嘴直徑為7.2 mm，被外徑為18.2 mm的燃燒過的先導環空包圍。引火器用于延遲火焰吹滅。主要射流成分為25%的ch4和75%的空氣(按體積計)，為便于造型而選擇了減小煤煙。混合物的化學計量值為0.351，火焰長度(定義為混合物在軸上的化學計量點)約為47個噴嘴直徑。
網格模型
EDC模型優化計算結果
收費文件列表
CH4-skel.che 為燃料和燃燒化學反應專用文件，可以導入。flameD.pdf.gz為部分預混燃燒參數設置好以后的導出文件，也可以直接導入Fluent使用。其他為Fluent常見文件及數據結果文件。
展開 潮汐力作用下飽和滲流運動以及鹽分輸送擴散的數值仿真 ￥800
<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2所示。</p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/202201/54bf832538954207947a77895b23c394.png" alt="m1.png"></p><p class="ql-align-center">圖2</p><p>鹽濃度動態分布結果如圖3所示：</p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/202201/eb01daf4f5c5494dabe39cd2e8ba6d3a.gif" alt="鹽分輸送.gif"></p><p class="ql-align-center">圖3</p><p>滲流場速度流線變化如圖4所示：</p><p><img src="https://img.jishulink.com/upload/202201/54476f02153a47ed9fdffa05fbcbaf77.gif" alt="流線.gif"></p><p class="ql-align-center">圖4</p><p>感興趣的朋友，如想詳細了解仿真過程，可下載模型源文件進行查看，歡迎進行交流！</p><p><br></p><p><br></p>
展開 AMESIM學習——氣體擴散模型學習&房間通風問題仿真嘗試
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。
35 Fluent實用案例 | 摻氫天然氣管道泄露擴散過程仿真
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
依據相關文獻，對幾何模型進行建立，其中管道為wall，y軸上方壁面為壓力出口，其他面位symmetry，管道泄露孔為φ=10mm的壓力入口，具體幾何尺寸如下：
2.2 網格設置
采用Fluent meshing進行網格劃分，對泄漏孔附近網格進行加密，具體的網格劃分如下圖所示：
3 FLUENT 設置
3.1 General設置與網格導入
首先導入網格，因為是研究擴散規律，因此需要開始瞬態，具體設置如下圖所示。
展開 
Fluent 摻氫天然氣管道泄露擴散過程仿真(一)
wx_fmt=png&from=appmsg"></p><p><br></p><p><strong>4 后處理結果</strong></p><p><strong>4.1 后處理結果</strong></p><p>對管道泄露擴散仿真的計算結果進行可視化處理，土壤中的CH4濃度結果云圖如下圖所示：</p><p><img src="https://mmbiz.qpic.cn/mmbiz_png/6OCfD1OjTxpXGRhdSbGgRj7IyicwxCoUy2b7UXNZic5SRdFBQEWq1S12ycfZWTLVCIeAsmrrVx2qedbIXRmBuWpw/640?wx_fmt=png&from=appmsg"></p><p>3000s計算結果</p><p>擴散過程云圖動畫結果如下圖所示：</p><p><br></p><p>https://mp.weixin.qq.com/s/we5K_FCMA5tlKadi1YSrkw</p>
展開 混凝土內干濕交替環境下的氯離子擴散數值仿真 ￥1500
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
圖3 氯離子擴散動態分布
感興趣朋友可下載模型源文件。歡迎合作交流
CFD仿真VOF界面捕捉穩定性研究：數值擴散與表面張力偽速度的影響及優化
</p><p> </p><p>【更多CFD流體仿真分析技術，歡迎關注積鼎科技官網www.simpop.cn；公眾號“多相流在線”】</p><p class="ql-align-justify">積鼎科技成立于2008年，是專注于自主知識產權的流體仿真軟件研發及技術服務的高新技術企業。公司具有10多年CFD仿真技術開發應用經驗積累，自主開發的核心產品與技術已成功應用于航空航天、能源電力、石油化工、水務水利、汽車等領域，是專業的流體仿真解決方案提供商。</p><p><br></p>
展開 【環境仿真專題第三講】基于Code_Saturne對生化污染在城區室內及室外環境下的擴散過程預測
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，是我們必須要思考的問題。
《環境仿真專題》第三講
基于Code_Saturne對生化污染在城區室內及室外環境下的擴散過程預測
01
研究背景
根據歐洲的公共安全法規，在大城市公共場所設計和建造過程中，需要考慮遭受可能的生化武器恐怖襲擊后生化污染的擴散情況，并為相應的緊急情況響應機制的制定提供依據。
通過數值模擬的方法，可以建立全尺度的CFD模型，使用Code_saturne對具體的公共場所，如地鐵站、火車站、商場進行小尺度上的模擬，同時與適用于大尺度的城市簡化流場與擴散模型（Urban simplified flow and dispersion model, PMSS）耦合，計算大范圍公共場所周邊地區的污染擴散情況，以確定污染是否會僅影響局部區域，或是擴散至周圍的臨近城區。
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