气体泄漏后空气污染物输送的侵入式与非侵入式模型降阶：比较分析与不确定性量化
计算工程、金融与科学
2026-03-05 v2
摘要
污染物扩散的数值模拟（如化工厂发生气体泄漏后）为应急响应和准备提供了有价值的见解。仿真方法将不可压缩Navier-Stokes(INS)方程与输运扩散(AD)过程相结合，用于模型风场和浓度场。然而，此类高保真仿真在像城市环境这样的复杂几何结构下计算成本会迅速增加，使其在时间关键或多查询"情景分析"场景下难以实现。因此，本研究聚焦于应用模型降阶(MOR)技术，以实现快速且准确的预测。为此，对针对计算更昂贵的参数INS问题（具有 varying 风速）进行的侵入式和非侵入式MOR方法进行了彻底比较。基于这些见解，构建了一个考虑风速和风向的非侵入式简化模型(ROM)。该研究在源自真实建筑轮廓的二维域上进行，保留了分析稀释性污染物扩散（例如更密的污染物）的关键特征。所得ROM实现了来自瞬时源在 varying 风条件下空间-时间污染物扩散的快速于实时预测。该能力允许通过蒙特卡罗分析评估风测量不确定性。为 demonstrate practical applicability，一个交互式仪表板提供对仿真结果的直观访问。
引用
@article{arxiv.2602.21996,
title = {Intrusive and Non-Intrusive Model Order Reduction for Airborne Contaminant Transport: Comparative Analysis and Uncertainty Quantification},
author = {Lisa Kühn and Jacopo Bonari and Max von Danwitz and Alexander Popp},
journal= {arXiv preprint arXiv:2602.21996},
year = {2026}
}