ここで、

式 2.320で、混合物の量と質量拡散項は以下のように定義されます。

ここで、

動作圧力 (定数) を使用する場合、式 2.322はいわゆる非圧縮性理想気体の法則に書き換えられます。これは種の混合と輸送に適した仮定であり、ここでは通常、動作圧力と比較して、ゲージ圧力は無視できるほどの大きさです。

ただし、単一の速度だけを解くので、混合物の速度およびすべての成分の速度の値が同じであると見なします。

乱流の場合、式 2.320内の移流をファーブル平均することで導出した変動項が、乱流拡散としてモデリングされます。

ここで、

乱流拡散の影響は一般には層流拡散の影響よりも甚大です。乱流内の層流拡散の詳細特性の指定の重要性は乱流拡散の詳細特性の指定より低くなります。

混合物流れの質量連続方程式を導出するには、すべての成分の質量分率式を追加して式 2.319を適用します。

混合物流れの全質量保存を満たすには、すべての成分の拡散項の合計がゼロでなければなりません。

式 2.319および式 2.326から、乱流拡散項は常にゼロになります。したがって、完全な乱流では、通常は式 2.328が自動的に満たされるものと見なします。ただし、層流の場合、または乱流内の層流質量拡散を無視できない場合、式 2.328は以下の形式に書き換えられます。

式 2.329を満たすため、2 つの別個の制約を適用します。

これにより、多成分流れの連続方程式は最終的に以下のようになります。

ここで、

シュミット数は、分子 (質量) 拡散率に対する粘性拡散率の比率として定義されます。

1 つの値または 1 つの温度関数がすべての成分に適用される場合、式 2.333は以下のように書き換えられます

参照: H. A. McGee, "Molecular Engineering", McGraw-Hill, New York, 1991

参照: K. K. Y. Kuo, "Principles of Combustion", John Wiley and Sons, New York, 1986

この形式の熱拡散係数によって、熱せられたサーフェスへの重い分子の拡散速度は遅く、軽い分子の拡散速度は速くなります。

質量で重み付けされた特性と速度を使用すると、すべての成分から成る混合物の運動量方程式は、以下に示す単一の流体流れの運動量方程式と同じになります。

ここで、混合物の密度と速度は式 2.321、式 2.322、および式 2.323を使用して計算されます。乱流粘度は混合物流れに基づいた乱流モデルから直接計算されるので、その値は成分には依存しません。層流粘度は以下のように計算されます。

理想気体混合物の粘度は以下のように計算されます。

ここで、

熱モジュールで説明したように、すべての成分から成る混合物のエネルギー方程式は以下のように表されます。

式 2.336において、右辺の第 1 項はエネルギーの拡散を表します。これは、熱伝導、種の拡散によるエネルギー輸送、および粘性加熱の 3 つの部分から成ります。混合物の熱伝導は、単一流体流れにおける場合と同じ方法でモデリングされます。Creo Flow Analysis で、混合物の熱伝導率は以下のように計算されます。

これは Creo Flow Analysis でのデフォルトの方法です。

ここで、

理想気体混合物の熱伝導率は以下のように計算されます。

2 つ目の拡散項、

がどの種でも 1 でない場合、この項を無視すると大きな誤差が生じる可能性があります。

さらに、乱流運動エネルギーの生成は混合物の乱流粘度と速度勾配に基づいて計算されます。

入口境界では、成分の正味の輸送は熱伝達と拡散の両方の寄与から成ります。熱伝達は、指定されている入口において種の質量分率によって決まります。拡散は、計算された質量分率フィールドの勾配に依存します。入口の対流速度が非常に遅い場合、拡散によって入口で多くの質量を得たり失ったりすることがあります。このため、入口での拡散はデフォルトでは含まれていませんが、オプションとして有効にできます。

さらに、各成分の質量分率は負でない値でなければなりません。

定義により、質量分率は以下のように計算されます。