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Special
Report
特別企劃

能」污染發生源機率 之組合應為 結果與分析

為 避免空間過大稀釋了濃度分布，

其中 導致結果難以觀測及計算機率分
布，因此我們以計算小區域驗證潔淨
(14)式表示多重偵測點條件下，空間某特定點成為污染源的機率 室內可能污染源的位置，以驗證理論
為該「特定點」為各個單一偵測點成為污染源機率的加權過的總 的證確性。本研究先考慮「小型」潔
和。其物理概念為以潔淨室的流場流型(Flow Pattern)以及強對 淨室如所示寬7.8m、寬3.6m的潔淨室
流條件考量，每一次內部的潔淨循環氣流幾乎呈現相同的流線 立面。該潔淨室鋪設17%開孔率的高
(Streamline)，倘若多重偵測點中某一點呈現出最大的數值，代表 架地板，其高度自地坪起算為1.6m；
該區成為污染源的可能性高，但也不能乎略其它偵測點所量測到較 高架地板到天花板的距離為3m，其
小數值。因此，對於各偵測點所得到的濃度以「權重」的方式可能 FFU之覆蓋率為50%。計算以甲苯模
分部進行疊加，而這種方法稱為「加權機率疊加模式」。 擬氣態分子污染物(AMC)，並假定污
本研究透過二維的潔淨室模型，來驗證本方法的可用性。首先 染物於機台與潔淨室的壓差為0.015Pa
依其外形建立物理計算網格，接著依據上述的計算方法，必須先產 的情況下以10ppm連續洩漏至潔淨室
生一正向流場後，再反轉流場並以偵測點當作污染源，觀測污染物 內。此外，潔淨室的排氣以0.025m/s
「循原路返回」的情況來求得每一偵測點所推得的污染源機率分 的速度排氣至外界。
布。本研究利用熱流分析軟體FLUENT計算三維暫態之歐拉守恆方 由前述的理論中，我們也瞭解偵測
程式(Eulerian conservation equation)計算「正向」流場以及「反 點選用越多，理論上推估的空間中特
向」的污染擴散；流場可用以下方程式來加以描述 定位置發生機率也會越高，從而提高
其準確性，因此本研究採用了八個偵
測點來量測間中污染物的濃度。為了
其中 代表每速度分量 ，紊流動能(turbulence kinetic 建立機率矩陣，我們將計算空間分割
energy, k)，紊流動能耗散(dissipation rate of the turbulence kinetic 為X×Y=10×10的矩陣，分別建立八
energy, )以及物種(species m i' )， 則為每一變數 之有效交換係 個偵測點所形成的機率矩陣。我們先
數(傳遞係數)， 代表源項。 產生一組正向流場的解，作為產生逆
求解多種純量場(Multi Specious，如污染物濃度等)如以下張量表 向解的起始條件，以及作為與逆方法
示： 所求得的污染源之對照。作為「對照
組」的濃度場正向運算分布如圖三所
示，接著建立其反向流場。由於本流
其中 ，N為物種項目。 場性質接近「週期性」的流場形態，
因此先行決定偵測點的取樣時間，若
為求解紊流動能(k)紊流動能消散量(ε)，以及純量擴散的漲落量
我們 選取洩 漏機 台下方三 點可 以發
，一般採用Two-equation模式(即標準 模式)對紊流場求解
現，在一週期內的50Sec左右時各點
出速度，並同時對本研究之其它擬分析之物理量求解。
均可量測到最大濃度數，因此本研究
依據上述計算得到FLP( )之後，本研究將空間區域分割為i×j 將取50Sec作為污染物濃度取樣的時
的區劃(即為i×j的矩陣)，先計算各個區劃內的無因次濃度(也就是 間點。各偵測點位置及濃度如表一所
值)，接著就可以計算多個偵測點所推求到不同的 。若考慮 示。
在二維空間有偵測點A與B，若考慮A偵測點所得到的ALP為 ， 依據上述正向流場的解將流場反向
偵測點B所得到的ALP為 ，其偵測點的濃度分別為 ，因 後，作為氣流的起始條件，再以各別8
此疊和後的機率 表示如下 個偵測點 分別作為新
流場的污染源進行釋放，所求得的污
染物濃度分布以及機率分布如圖四至
其中 圖十一所示。
與 的機率分布需各別對流場以計算流體力學方法求解(12) 由於潔淨室的強對流條件，使得污
式後，建立 與 的機率矩陣後，再帶入(17)計算便可得到「權 染物的擴散大多侷限在左潔淨室的左
[4]
重加總」後的機率矩陣。 側或右側(視來源決定)。依據Zhai 的

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