考虑人群移动影响的二维室内污染物扩散模拟方法研究

陈力; 杨康; 张静刚; 黄明华; 崔海航

应用力学学报 ›› 2026, Vol. 43 ›› Issue (2) : 440 -452.

陈力, 杨康, 张静刚, 黄明华, 崔海航

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摘要

本研究提出一种耦合流体力学与人群动力学的模拟方法，旨在探索室内大量人群移动对污染物扩散的影响。经典动网格技术在模拟大量人群时对计算资源需求巨大，并考虑到预测群体行为模式的复杂性，采用致动点模型替代具有真实体积的人体几何以模拟尾流现象，引入社会力模型来描述微观人群运动，并结合浅通道近似方法将三维模型简化为二维模型以提高计算效率。流动模型采用格子Boltzmann方法(lattice Boltzmann method, LBM)耦合大涡模拟，以分布力源项的形式将人体运动引入LBM的演化方程。污染物扩散模型采用LBM中经典的双分布函数模型。通过与经典动网格三维模型结果的比较验证了方法的准确性与可靠性，并通过具体案例分析，进一步验证了该方法在实际应用中的可行性。