このモデルは、PHOENICS-FLAIR 2018の次期リリースで標準オプションとして実装されました。典型的な用途としては、室内の空気質の調査や、次のものに対処するための換気システムの設計があります。ヘルスケアまたは実験室環境における生物学的または放射線学的エーロゾルへのヒトの曝露、工業用エアロゾルによる健康被害、保護環境と隔離されたクリーンルーム、アートワーク、電子機器などの表面汚染などです。
エアロゾルモデルは、衝突や合体のない非常に希薄な粒子相（一方向結合）を仮定しており、重力効果による粒子相と気相間の滑りを表すためにドリフトフラックスモデリングが使用されています[2]。実際には、エアロゾルは様々なメカニズムによって表面に付着する可能性がある。例えば、粒子慣性、重力沈降、ブラウン拡散（流体分子との衝突の結果として粒子が表面に向かって輸送される場所）、乱流拡散（粒子が乱流渦によって表面に向かって輸送される場合）、ターボフォレシス（粒子の慣性と乱流場の不均一性との相互作用の結果として粒子が下降する乱流レベル）、および熱泳動（温度勾配が粒子を表面に近づけたり遠ざけたりする）である。
PHOENICSモデルは、将来のリリースで計画されている熱泳動とは別に、これらすべてのメカニズムを考慮しています。粒子サイズ、密度、摩擦速度の関数として半経験的壁モデル[3-7]を使用して、表面付着フラックス自体を計算し、付着速度はCFDソルバーによってすべての表面について自動的に報告されます。
新しいエーロゾルモデルの検証として、垂直換気ダクトおよびパイプ内の完全に発達した乱流からの粒子付着を調査するために数値研究が行われた。この状況では、慣性衝突と重力沈降は存在しないため、分子過程と乱流過程の影響を受けた付着物のテストとなります。
図１は、測定データを用いて、平滑壁上への無次元粒子付着速度V+対無次元粒子緩和時間t+のＰＨＯＥＮＩＣＳ結果を比較している。この図には、Lai and Nazaroff [5]とZhao＆Wu [6]の半経験的方法から得られた結果も含まれています。
無次元パラメータは次の式で定義されます。Vd + = Vd / V+およびt + = tV+ 2 /νここで、V*は壁の摩擦速度、Cはカニンガムスリップ補正係数（小さな粒子の抗力に対する非連続的な効果）です。dは粒子の直径、ρは密度、νは動粘度を意味します。粒子付着速度自体は、Vd ＝ m”/Yによって定義され、ここで、m”は粒子付着質量流束であり、Yは粒子質量分率です。測定はいくつかの異なる実験から来ており、粒子付着モデルを検証するために広く使用されているLiuとAgrawal [8]のものを含みます。図１から、最初に、測定された付着速度は「Ｓ字型」曲線を生成するのと同様の傾向において粒子サイズと共に変化するが、異なる実験間にはかなりのばらつきがあることが分かります。これは、例えば乱流レベルや表面特性など、粒子サイズ以外の要因も粒子付着速度に影響を与えることを示しています。測定値は3つの異なるカテゴリに分類されます[9]。
(1) 最初（t+ ＜0.1）に、t+が増加するにつれて、付着速度は減少する。これがいわゆる乱流拡散領域です
(2) 次のゾーン（0.1＜ t+ ＜10）、いわゆる渦拡散 - 衝突領域では、付着速度は３から４桁大きくなります。
(3) 通常、粒子慣性緩和レジームと呼ばれる第３の付着レジーム(t+ ＞ 10)は、大きな粒子サイズに対してVdの最終的な減少をもたらします。
このS字の曲線は、完全に発達した乱流から表面への粒子付着のベンチマークと見なされています。
ＰＨＯＥＮＩＣＳの結果は測定データとよく一致し、そして付着速度対粒子緩和時間のＳ字型曲線はモデルによって十分にシミュレートされています。ブラウン拡散および乱流拡散は、ターボフォレシスが小さい粒子に対して無視できる範囲である領域（１）において支配的になっています。
しかしながら、ターボフォレシスは、領域（２）および（３）で作用する主要な機構になります。領域（２）では、粒子は乱流の空気の変動に追従する傾向が少ないので、粒子の慣性と乱流の渦との間に相互作用があります。 領域（３）では、粒子は急速な変動に応答するには大きすぎるので、表面への乱流拡散による輸送は非常に弱い。領域（3）でのライナザロフモデルの失敗は、彼らのモデルがターボフォレシスを説明していないためです。
図1：滑らかな垂直ダクト壁への粒子付着速度の測定値と予測値の比較
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