2.1.1  等温模型

本文考虑了氢气-空气云团扩散、氦气扩散以及两者混合扩散三种等温扩散模型，粒子随机生成在立方模拟盒子中，模拟盒子采用周期性边界条件，以模拟气体泄漏后粒子的布朗运动状态。模拟体系采用正则（NVT）系综，前2 ns用于平衡演化，后8 ns用于数据统计，时间步长为0.1 fs。

对于氢气-空气云团扩散模型，为氢气-空气云团扩散模型的粒子示意图。模拟中使用langevin控温方法，分别设置300 K、250 K、200 K、150 K、125 K和100 K六组不同温度进行模拟，不同温度下的系统，根据理想气体状态方程，随温度相应改变立方模拟盒子的尺寸，以维持不同温度下模拟过程中压力恒定为1 atm。为了模拟实际情况下氢气泄漏后氢气-空气的混合物，氢气-空气云团中粒子数比例为H₂：Air=9：1（其中Air中N₂:O₂=4：1）。对于氦气扩散模型，模拟体系只包含一定数量的氦气分子，压力、温度和模拟盒子尺寸与氢气-空气云团模型一致。