一种巷道多通道环境瓦斯浓度场可视化模拟方法与流程

本发明涉及一种巷道瓦斯浓度处理方法，具体是一种巷道多通道环境瓦斯浓度场可视化模拟方法，属于巷道瓦斯浓度监测技术领域。

背景技术：

在煤矿的开采过程中，煤气事故引起的煤气泄漏频繁，对煤矿生产安全构成了巨大威胁。其中，煤气是各类有毒气体的总称，甲烷占其总成分九成以上。

当发生瓦斯泄漏事故时，由于地下矿采的环境十分复杂，救援任务难以实施，国家需要投入大量的人力与物力来开展救援任务。面对地下频繁发生的瓦斯泄漏事故，管理者有必要实现对地下的实时监控，提前预防，避免瓦斯事故，来确保安全高效的生产。

煤矿井下巷道瓦斯的存在是一个不确定的因素，如果不对瓦斯浓度进行合理监测，并根据监测结果采取合理的通风方式，会增加巷道内瓦斯聚积的情况发生。

目前对于瓦斯气体扩散的研究，目前大多归为以下三类方法：现场试验、风洞试验和数值模拟。现场试验指的是建立一个类似实际事故现场的场景，并保证模拟场景中泄漏物质的数量和速度，以及气象环境与地形条件与真实的事故现场相一致，因为实验场景与实际场景相一致，可以获得较为真实可靠的数据，甚至可以从模拟场景中找到一些真实场景中未被发现的问题；风洞试验指的是模拟在自然环境中人工风危险气体的泄露，可以研究气体扩散的整个过程，风洞试验方法的优势是可以很容易地调整和控制一些试验参数，因此试验的重复性很好，但是因为现场试验和风洞试验都需要建立仿真环境，因此需要投入大量的试验资金，并且试验条件很难普遍的实施与广泛的推广。

技术实现要素：

针对现有技术存在的问题，本发明提供一种巷道多通道环境瓦斯浓度场可视化模拟方法，该方法能够及时分析出巷道瓦斯的分布特点，并了解巷道内瓦斯的分布规律，进而实现井下采场监测并且确立合理的通风方式，减少巷道内瓦斯聚积的情况发生。

为解决上述技术问题，本发明提供一种巷道多通道环境瓦斯浓度场可视化模拟方法，包括以下步骤：

步骤一：建立三维环境下单通道瓦斯气味源扩散的模型，研究瓦斯气味源扩散的动态特性；

步骤二：建立三维环境下巷道壁面均匀涌出的瓦斯扩散的模型，研究巷道壁面均匀涌出的瓦斯扩散的动态特性；

步骤三：将步骤一中的瓦斯气味源与步骤二中的巷道壁面均匀涌出的瓦斯相结合，实现三维环境下多通道瓦斯的数值模拟。

步骤一中建立三维环境下单通道瓦斯气味源扩散的模型，利用前处理器软件进行前期网格划分，划分网格的步骤为：

①先创建一个空间环境的大体结构，建立空间体积；

②在空间体积的基础上，建立进风口和出风口所需的平面，并将这些平面从整个空间体积中切割出去；

③加入气味源0.04m×0.04m×0.04m的小体积，并将这个小体积从整个空间体积中挖去，但是要保留下来，若需要创建障碍物，同样的方法建立体积，但是不需要保留；

④将重合的线还有平面都要合并，不能出现重叠部分，否则会影响到后期的数据分析，可能导致出错；

⑤划分网格，划分网格时，先将出风口和进风口对应的平面进行划分，然后将气味源和整个体积分开进行划分；

⑥对气流进口、出口、墙面以及气味源的类型进行边界条件定义；

⑦进行网格检查，通过检查，及时发现网格划分中出错的地方，对其进行调整，避免后期进行数据分析时出现错误；

⑧选择相应的求解器；

⑨导出msh网格文件。

步骤二中建立三维环境下巷道壁面均匀涌出的瓦斯扩散的模型，利用前处理器软件进行前期网格划分，划分网格的步骤为：

①先创建一个空间环境的大体结构，建立空间体积；

②在空间体积的基础上，建立进风口和出风口所需的平面，并将这些平面从整个空间体积中切割出去；

③加入气味源0.04m×0.04m×0.04m的小体积，并将这个小体积从整个空间体积中挖去，但是要保留下来，若需要创建障碍物，同样的方法建立体积，但是不需要保留；

④划分网格，划分网格时，先将出风口和进风口对应的平面进行划分，然后将气味源和整个体积分开进行划分；

⑤对气流进口、出口、墙面以及气味源的类型进行边界条件定义；

⑥进行网格检查；通过检查，及时发现网格划分中出错的地方，对其进行调整，避免后期进行数据分析时出现错误；

⑦选择相应的求解器；

⑧导出msh网格文件。

步骤三中数值模拟的步骤如下：

①msh网格文件的读入、检查及显示

选择由前处理器软件导出的msh文件进行导入，点击check，便会自动完成对网格的检查，并在控制窗口中给出网格的计算域、节点和面统计信息，当有错误存在时，流体动力学设计软件会给出错误信息，这时需要重新进行网格划分；

②求解器的选择

由于建立的模型中只存在两种类型的流体，气味源释放的气体和空气，在这种简单的情况下，采用的是分离式求解器

③激活能量方程和选择湍流模型

室内通风连续烟羽的扩散属于湍流流动，这里选择湍流的计算模型为k-ε双方程模型；此模型是是从实验中总结出来的，目前使用比较广泛，且具有经济、精度合理的特点，相比其他的湍流模型，可以使计算更加的封闭。

④加入组分输运方程

由于仿真烟羽模型属于物种运输问题，要选取speciestransport，打开组分运输方程，然后在选项中加入物质扩散和入口扩散；本文采取了ch4作为气体扩散源，选取空气作为气味源扩散的介质，同时两种气体不发生化学反应。在右侧将ch4和空气加入计算域。

⑤设置边界条件

边界条件的设置会影响到气体扩散的情况，本文的定义如下：

在气味源的设置中，设置整个计算域的总释放率为1000kg/m3-s，ch4气体的释放率为500kg/m3-s，对于入口的设置，窗口作为风的入口，风速可以自己设定，门作为风的出口，其它为墙壁。

⑥初始化

选择solve-initialize-initialize进行初始化，初始化时，不需要选择任何的计算域，只需要保持默认即可。

⑦迭代计算

初始化流场后，进入迭代计算求解，设置每一步的时间和总步数，每个步长都会生成三个不同格式的文件：.cas文件、.date文件和.txt文件，前两个文件可以在后处理软件中生成那一时刻的仿真图片，.txt文件包含了每个网格的浓度信息。

在步骤⑤中划分网格时，由于气味源所占体积较小，需要划分的更加细致，将气味源部分按0.01划分，空间体积按0.1划分。

在步骤⑥中对气流进口、出口、墙面以及气味源的类型进行边界条件定义时，定义气流进口的边界条件类型为velocity-inlet，气流出口的边界条件类型为outflow，其他定义边界类型为wall，气味源定义的边界类型为fluid。

在步骤④中划分网格时，由于气味源所占体积较小，需要划分的更加细致，将气味源部分按0.01划分，空间体积按0.1划分。

在步骤⑤中对气流进口、出口、墙面以及气味源的类型进行边界条件定义时，定义气流进口的边界条件类型为velocity-inlet，气流出口的边界条件类型为outflow，其他定义边界类型为wall，气味源定义的边界类型为fluid。

本发明通过分别建立三维环境下单通道瓦斯气味源扩散的模型、巷道壁面均匀涌出的瓦斯扩散的模型，并分别研究瓦斯气味源扩散以及巷道壁面均匀涌出的瓦斯扩散的动态特性，再将步骤一中的瓦斯气味源与步骤二中的巷道壁面均匀涌出的瓦斯相结合，实现三维环境下多通道瓦斯的数值模拟，该方法能够及时分析出巷道瓦斯的分布特点，并了解巷道内瓦斯的分布规律，进而实现井下采场监测并且确立合理的通风方式，减少巷道内瓦斯聚积的情况发生。

附图说明

图1是三维环境下单通道瓦斯气味源生成的网格图；

图2是h＝2m时分别选取了不同时刻下甲烷气体的扩散情况：(a)迭代时间为1s时甲烷气体的扩散情况；(b)迭代时间为10s时甲烷气体的扩散情况；(c)迭代时间为50s时甲烷气体的扩散情况；(d)迭代时间为100s时甲烷气体的扩散情况；(e)迭代时间为200s时甲烷气体的扩散情况；(f)迭代时间为500s时甲烷气体的扩散情况；

图3是横坐标x＝4.5m时分别选取了不同时刻下甲烷气体的扩散情况：(a)迭代时间为1s时甲烷气体的扩散情况；(b)迭代时间为10s时甲烷气体的扩散情况；(c)迭代时间为50s时甲烷气体的扩散情况；(d)迭代时间为100s时甲烷气体的扩散情况；(e)迭代时间为200s时甲烷气体的扩散情况；(f)迭代时间为500s时甲烷气体的扩散情况；

图4是对风速入口的窗口位置进行了调整再进行网格划分后的网格图；

图5是h＝3.04m时分别选取了不同时刻下甲烷气体的扩散情况：(a)迭代时间为1s时甲烷气体的扩散情况；(b)迭代时间为10s时甲烷气体的扩散情况；(c)迭代时间为50s时甲烷气体的扩散情况；(d)迭代时间为100s时甲烷气体的扩散情况；(e)迭代时间为200s时甲烷气体的扩散情况；(f)迭代时间为500s时甲烷气体的扩散情况；

图6横坐标x＝4.96m时分别选取了不同时刻下甲烷气体的扩散情况：(a)迭代时间为1s时甲烷气体的扩散情况；(b)迭代时间为10s时甲烷气体的扩散情况；(c)迭代时间为50s时甲烷气体的扩散情况；(d)迭代时间为100s时甲烷气体的扩散情况；(e)迭代时间为200s时甲烷气体的扩散情况；(f)迭代时间为500s时甲烷气体的扩散情况；

图7是巷道壁面均匀涌出的瓦斯生成的网格图；

图8是巷道壁面均匀涌出的瓦斯扩散情况：(a)迭代时间为1s时甲烷气体的扩散情况；(b)迭代时间为40s时甲烷气体的扩散情况；(c)迭代时间为41s时甲烷气体的扩散情况；(d)迭代时间为43s时甲烷气体的扩散情况；(e)迭代时间为44s时甲烷气体的扩散情况；(f)迭代时间为50s时甲烷气体的扩散情况；(g)迭代时间为55s时甲烷气体的扩散情况；(h)迭代时间为60s时甲烷气体的扩散情况；(i)迭代时间为70s时甲烷气体的扩散情况；

图9是巷道局部瓦斯浓度分布平面图：(a)靠近入风口隅角z＝1.5m处瓦斯浓度分布平面图；(b)靠近出口隅角z＝1.5m处瓦斯浓度分布平面图；

图10是巷道局部空气流场速度矢量图：(a)靠近入风口隅角z＝1.5处空气流场平面速度矢量图；(b)靠近出口隅角z＝1.5处空气流场平面速度矢量图；

图11是风速分别在3m/s和1m/s的情况下，瓦斯涌出量和步数保持相同时巷道内x＝98.5，y＝4.5，z＝3处的浓度分布图：(a)风速在3m/s；(b)风速在1m/s；

图12是求解器(fluent)设置示意图；

图13是激活能量方程的设置示意图；

图14是选择激活组分输运方程的设置示意图；

图15是种类面板设置示意图；

图16是大环境内计算域的总释放率设置示意图；

图17是大环境内计算域的点源瓦斯气体的释放率设置示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步说明。

一种巷道多通道环境瓦斯浓度场可视化模拟方法，包括以下步骤：

步骤一：建立三维环境下单通道瓦斯气味源扩散的模型，研究瓦斯气味源扩散的动态特性；

步骤二：建立三维环境下巷道壁面均匀涌出的瓦斯扩散的模型，研究巷道壁面均匀涌出的瓦斯扩散的动态特性；

步骤三：将步骤一中的瓦斯气味源与步骤二中的巷道壁面均匀涌出的瓦斯相结合，实现三维环境下多通道瓦斯的数值模拟。

步骤一中建立三维环境下单通道瓦斯气味源扩散的模型，利用前处理器软件进行前期网格划分，划分网格的步骤为：

①先创建一个空间环境的大体结构，建立空间体积；

②在空间体积的基础上，建立进风口和出风口所需的平面，并将这些平面从整个空间体积中切割出去；

③加入气味源0.04m×0.04m×0.04m的小体积，并将这个小体积从整个空间体积中挖去，但是要保留下来，若需要创建障碍物，同样的方法建立体积，但是不需要保留；

④将重合的线还有平面都要合并，不能出现重叠部分，否则会影响到后期的数据分析，可能导致出错；

⑤划分网格，划分网格时，先将出风口和进风口对应的平面进行划分，然后将气味源和整个体积分开进行划分；

⑥对气流进口、出口、墙面以及气味源的类型进行边界条件定义；

⑦进行网格检查，通过检查，及时发现网格划分中出错的地方，对其进行调整，避免后期进行数据分析时出现错误；

⑧选择相应的求解器；

⑨导出msh网格文件。

步骤二中建立三维环境下巷道壁面均匀涌出的瓦斯扩散的模型，利用前处理器软件进行前期网格划分，划分网格的步骤为：

①先创建一个空间环境的大体结构，建立空间体积；

②在空间体积的基础上，建立进风口和出风口所需的平面，并将这些平面从整个空间体积中切割出去；

③加入气味源0.04m×0.04m×0.04m的小体积，并将这个小体积从整个空间体积中挖去，但是要保留下来，若需要创建障碍物，同样的方法建立体积，但是不需要保留；

④划分网格，划分网格时，先将出风口和进风口对应的平面进行划分，然后将气味源和整个体积分开进行划分；

⑤对气流进口、出口、墙面以及气味源的类型进行边界条件定义；

⑥进行网格检查；通过检查，及时发现网格划分中出错的地方，对其进行调整，避免后期进行数据分析时出现错误；

⑦选择相应的求解器；

⑧导出msh网格文件。

数值模拟的作用：数值模拟的过程观察到了在有风流的条件下，巷道壁面均匀涌出的瓦斯浓度高于单通道瓦斯气味源的瓦斯浓度，导致单通道瓦斯气味源的瓦斯阻碍巷道壁面均匀涌出的瓦斯排出；由此可以分析出，当巷道中存在多通道瓦斯来源时，容易造成巷道瓦斯积聚，瓦斯难以排出的现象。

步骤三中数值模拟的步骤如下：

①msh网格文件的读入、检查及显示

选择由前处理器软件导出的msh文件进行导入，点击check，便会自动完成对网格的检查，并在控制窗口中给出网格的计算域、节点和面统计信息，当有错误存在时，流体动力学设计软件会给出错误信息，这时需要重新进行网格划分；

②求解器的选择

由于建立的模型中只存在两种类型的流体，气味源释放的气体和空气，在这种简单的情况下，采用的是分离式求解器；

③激活能量方程和选择湍流模型

室内通风连续烟羽的扩散属于湍流流动，这里选择湍流的计算模型为k-ε双方程模型；此模型是是从实验中总结出来的，目前使用比较广泛，且具有经济、精度合理的特点，相比其他的湍流模型，可以使计算更加的封闭；

④加入组分输运方程

由于仿真烟羽模型属于物种运输问题，要选取speciestransport，打开组分运输方程，然后在选项中加入物质扩散和入口扩散；本文采取了ch4作为气体扩散源，选取空气作为气味源扩散的介质，同时两种气体不发生化学反应。在右侧将ch4和空气加入计算域；

⑤设置边界条件

边界条件的设置会影响到气体扩散的情况，本文的定义如下：

在气味源的设置中，设置整个计算域的总释放率为1000kg/m3-s，ch4气体的释放率为500kg/m3-s，对于入口的设置，窗口作为风的入口，风速可以自己设定，门作为风的出口，其它为墙壁；

⑥初始化

选择solve-initialize-initialize进行初始化，初始化时，不需要选择任何的计算域，只需要保持默认即可；

⑦迭代计算

初始化流场后，进入迭代计算求解，设置每一步的时间和总步数，每个步长都会生成三个不同格式的文件：.cas文件、.date文件和.txt文件，前两个文件可以在后处理软件中生成那一时刻的仿真图片，.txt文件包含了每个网格的浓度信息。

在步骤⑤中划分网格时，由于气味源所占体积较小，需要划分的更加细致，将气味源部分按0.01划分，空间体积按0.1划分。

在步骤⑥中对气流进口、出口、墙面以及气味源的类型进行边界条件定义时，定义气流进口的边界条件类型为velocity-inlet，气流出口的边界条件类型为outflow，其他定义边界类型为wall，气味源定义的边界类型为fluid。

在步骤④中划分网格时，由于气味源所占体积较小，需要划分的更加细致，将气味源部分按0.01划分，空间体积按0.1划分。

在步骤⑤中对气流进口、出口、墙面以及气味源的类型进行边界条件定义时，定义气流进口的边界条件类型为velocity-inlet，气流出口的边界条件类型为outflow，其他定义边界类型为wall，气味源定义的边界类型为fluid。

前处理器软件(icemcfd)作为一款数值计算前处理的软件，拥有出众的网格生成功能和几何编辑功能，具体功能如下：

①几何兼容性：前处理器软件(icemcfd)作为前处理的软件，其输入的文件通常为几何模型，其还支持导入刻面数据、点云数据，具有极强的几何兼容性。

②几何创建功能：其建模方式包括以下两种；

由点→线→面逐层构建的方式。

由基本几何组合，编辑曲面的方式。

③几何编辑功能：前处理器软件(icemcfd)的几何编辑功能和几何创建功能位于同一功能按钮中。其几何编辑功能包括点编辑、线编辑和面编辑，为辅助几何编辑，前处理器软件(icemcfd)还提供了part方法组织几何，同时也具备几何体变换功能。

④网格生成功能：前处理器软件(icemcfd)的网格生成功能十分全面，支持大多数类型的网格；前处理器软件(icemcfd)提供如下两类网格生成方式。

block网格生成。采用构建block的方式生成六面体或四边形网格。

非结构网格生成。常用的网格生成方法，包括八叉树法、阵面推进法等。

⑤网格输出功能：前处理器软件(icemcfd)支持包括cfx、fluent等100种以上输出求解器。

⑥结构计算前处理：前处理器软件(icemcfd)支持结构计算前处理，包括网格属性设置、材料本构设置、边界约束设置、载荷设置、接触设置等。

求解器(fluent)的优势在于可完成多种参考系下流场模拟，不可压流和可压流计算、层流和湍流模拟；

(1)求解器(fluent)软件简介

求解器(fluent)作为市面上最流通的数值模拟软件，具有最佳的精度与和最快的收敛速度等优点；适用于不可压缩与高度可压缩等复杂流动的场合。

(2)求解器(fluent)使用及功能

包括以下步骤:

①借助简单函数来近似待求的流动变量

②将近似关系与连续型的控制方程求解得到离散方程组

③求解上述代数方程组

实施例

首先是建立三维环境下单通道瓦斯气味源的扩散模型，研究瓦斯气味源的扩散特性；图1三维环境下单通道瓦斯气味源生成的网格图；

为了更好的展现甲烷(ch4)气体扩散后的浓度分布情况，选取与气味源相同高度的截面h＝2m和与气味源相同横坐标x＝4.5m的截面进行观察。如图2是h＝2m时分别选取了不同时刻下甲烷(ch4)气体的扩散情况。图3是横坐标x＝4.5m时分别选取了不同时刻下甲烷(ch4)气体的扩散情况；

由图2通过对h＝2m这一高度不同时刻甲烷气体扩散图像可以看出，在室内无障碍物且存在一定风速(2m/s)时，气味扩散初期围绕气味源在进行一个呈现四叶草型的扩散，随着时间的变长，整个扩散浓度变化是无规则的，发生不均匀分布情况，整个模型是动态且呈现出湍流特性，即空间内任一点的浓度是随时间变化的，空间中浓度的变化是呈现波浪状的。

由图3对x＝4.5m这一平面的气体扩散图像可以看出，不同高度的气体浓度情况呈现不同的特征和形态。甲烷气体刚开始主要以自身的扩散和受风速的影响为主，垂直平面的气体浓度分布同样以四叶草的形状进行扩散。在迭代时间timestep＝100时，空间的上半部地方开始呈现出气体浓度值比较高的情况，这是因为在建立模型仿真时考虑了重力对气体扩散的影响，由于甲烷(ch4)的分子质量小与空气的分子质量，所以甲烷(ch4)会出现向高的地方扩散的趋势，这一点在迭代时间timestep＝500往后可以明显的看出来，说明此模型是符合实际情况的。

为探究单通道瓦斯气味源扩散的稳定特性，在图1的基础上对室内通风环境进行修改，如图4对风速入口的窗口位置进行了调整再进行网格划分后的网格图；

由图5通过对h＝3.04m这一高度不同时刻甲烷(ch4)气体扩散图像可以看出，虽然瓦斯气味源周围的通风环境发生了改变，风流的方向也发生了改变，但是气味源的初期扩散依然呈现一个四叶草的扩散造型；后期随着扩散的加剧，可以清晰的观察出扩散的边界为锯齿形波纹形状；随着步数的增加，向四周的扩散方向受风速的影响，但是总体呈现自由无规律的状态。

由图6对x＝4.96m这一平面的气体扩散图像与图3对比可以看出，甲烷(ch4)气体仍然呈现垂直平面为四叶草形的扩散模式进行扩散；当迭代时间timestep＝200时，空间的上半部地方开始呈现出气体浓度值，说明由于重力的作用，瓦斯已经运动到了房间的上半部分。

综上可知，在室内无障碍物且存在一定风速情况下，实现了对单通道瓦斯气味源扩散的数值模拟；分析得出瓦斯源扩散初期呈现四叶草的形状，随着时间的变长，整个扩散浓度变化是无规则的且整个模型是动态且呈现出湍流特性的结果，并证明通风环境的改变对点源瓦斯扩散模型没有影响，瓦斯气味源呈现出的四叶草特性不是偶然，不受风速以及通风环境等外界因素影响而改变。

为研究巷道壁面均匀涌出的瓦斯浓度场分布，建立巷道长宽高为100m×3m×3m，巷道进口与出口均为3m×3m，进风口距离壁面深度为6m，具体剖面效果图如图7所示。设置右端为风流进风口(velocity-inlet)，左端定义为出风口(outflow)，巷道的上下壁面都有瓦斯均匀涌出。

巷道中的风速设置为3m/s，为了更好的观察单通道瓦斯气味源扩散与巷道壁面均匀涌出的瓦斯涌出的效果，在设置迭代时间timestep为40s之前，先对单通道瓦斯气味源扩散进行数值模拟。当迭代时间timestep累计达到40s以后，数值模拟结束；分别将巷道壁面均匀涌出的瓦斯涌出面的瓦斯涌出量分别设置为0.004kg/s和0.0004kg/s，继续对巷道壁面均匀涌出的瓦斯进行数值模拟运算。

根据图8，当迭代时间timestep达到41s后可以观察出巷道壁面的瓦斯以锯齿和波浪的形状垂直于壁面涌出，当迭代时间timestep累计达到50s时，均匀涌出的瓦斯已经掩盖住单通道气味源扩散瓦斯；当迭代时间timestep累计达到55s时，图片出现了巷道壁面的瓦斯均匀面涌出的瓦斯量完全大于单通道气味源扩散瓦斯的释放量，设置的点源小正方体类似于一个固体障碍物，致使点源本身的浓度低于四周瓦斯的浓度。

从图9可以看出，新鲜空气由入口垂直进入巷道，经过近直角转向进入工作面流场区域，空气流与由工作面、煤壁等区域渗漏出的瓦斯混合后再经近直角转向从巷道出口自由涌出；由图10中靠近入风口隅角空气流场平面速度矢量图可分析，空气刚刚进入巷道入口时，做类似于射流运动；刚进入巷道入口的风流高速垂直进入工作面，完成大角度的垂直转向，由图片可以观察出在该区域气流压力大于其他区域的气流压力；当混入了壁面涌出瓦斯和点源涌出瓦斯的风流由巷道拐入风流出口时，混合气流会再次形成垂直转向；由此看出巷道内的垂直入口垂直出口十分容易形成通风死角，继而造成瓦斯积聚。

图11为风速分别在3m/s和1m/s的情况下，瓦斯涌出量和步数保持相同时巷道内x＝98.5，y＝4.5，z＝3处的浓度分布图；对比两图明显可以分析出风速3m/s时巷道内的瓦斯更容易流通，当风速较低时，会导致巷道内的瓦斯堵塞难以排出，压力过大对地下工作环境十分危险。

关于求解器(fluent)具体的操作过程：

(1)求解器(fluent)的选择

求解器(fluent)中提供了基于压力和基于密度的两类求解器；本发明中由于包含了两种不同种类的气体，即单通道瓦斯气味源瓦斯气体和巷道壁面均匀涌出的瓦斯，在这种简单的情况下，如图12所示，采用压力式求解器即可；

(2)能量方程的选择

如图13所示，选用standardk-ε方程；

无反应组分输运模型适用不涉及化学反应的模拟过程，该模型可以解决对流和扩散过程中各组分的空间和时间分布；此处计算的瓦斯烟羽模型是气体运输问题，瓦斯气味源用作气体扩散源，选择空气作为气味源扩散的介质；且两种气体之间不发生化学反应，如图14所示，则应选取speciestransport方式，打开激活组分运输方程，并且在下方的选项中选中物质扩散和入口扩散，在右侧将甲烷(ch4)和空气加入计算域；

如图15所示，在成分表中添加甲烷与空气成分；

(3)流体域设置

如图16、图17所示，将气味源(fluid.1)设置为fluid类型，在气味源的设置中，设置整个大环境内计算域的总释放率为1000kg/m3-s，点源瓦斯气体的释放率为500kg/m3-s。