矿井灾害气体传播：时间-事件混合步长法模拟

"灾害气体在风网中传播的时间-事件混合步长法" 本文主要探讨了在矿井通风网络中，如何有效地模拟灾害气体（如瓦斯）的传播过程。研究中，作者李宗翔等人提出了一种创新的“时间-事件混合步长法”，旨在提高仿真计算的精度和效率。 在传统的风网模拟中，通常采用固定或变步长的时间步进方法，这可能在处理快速变化或复杂流动情况时导致较大的截断误差。为了克服这一问题，该方法将风网中气体组分到达特定节点视为独立的“事件”，并以这些事件发生的时间为依据来确定下一步的计算步长。具体来说，每个事件的时间步长被设定为同一时刻所有分支事件中最短的那个，这样可以确保对气体流动的快速变化保持敏感。 在实施过程中，为了避免过大的时间步长导致的截断误差，研究者设定了对事件时间步长的上限，从而形成了“时间-事件混合步长”策略。通过这种方式，每次迭代都能够确保至少有一个节点会受到外源气体的影响，进而使用节点分支汇流法来更新节点处的气体浓度，实现网络中气体浓度的实时更新。 文章通过矿井瓦斯突出案例分析，展示了新方法在模拟瓦斯在不同时间点达到网络各节点过程中的应用效果。研究表明，这种时间-事件混合步长法能自动捕捉到网络中气体流动的微小变化，显著提高了计算的精确性，减少了由传统时间步长法可能导致的误差，使得模拟仿真更为准确。 该研究对于矿井通风安全及灾害预防具有重要意义，尤其是在预测和控制瓦斯等灾害性气体的传播方面，提供了更高效、更精确的计算工具。同时，这种方法也对其他涉及气体流动模拟的领域，如化工、环境工程等，具有一定的参考价值。