CHARM®（Complex Hazardous Air Release Model）是一款用于计算和预测泄漏的化学品在空气中扩散和传播过程的模型系统，同时也能预测热辐射、过压爆炸、颗粒物沉降等过程。CHARM的功能特性使其在评估事故泄漏风险、设计应急响应方案、执行应急响应培训计划等领域有着强大的优势和应用前景。

目前，CHARM有两个版本：一个版本只能在简单地形里设置一个源进行模拟；而第二个版本是复杂地形版，能在复杂地形下设置多个源。与烟团模型不同是，CHARM复杂地形版使用三维网格来模拟扩散过程。这两个版本都能计算化学品空气传输与扩散、爆炸、喷射火焰、池火焰辐射等。简单地形版CHARM运算速度快，因此主要用于筛选模拟和快速模拟；而复杂地形版CHARM运行速度慢，但是在模拟扩散过程细节上功能更加强大，它除了能考虑复杂地形对扩散的影响外，还能考虑建筑的影响，同时还能考虑颗粒物的动力学特性和大气化学反应特性等。

CHARM是一个3-D欧拉网格模型，用户定义的网格范围决定了程序计算的范围，程序默认网格外的所有受体点浓度均为零。CHARM扩散模型系统内有一个包含了超过100种化学品物理、化学和毒理性质的化学品数据库。用户在使用CHARM时可直接从化学品数据库内选择释放的化学品，再描述释放类型，选择地形网格，并且确定释放点的气象条件。化学品释放具体情况可以描述为连续释放或者间歇释放、容器释放或者非容器释放、液体释放气体释放或者颗粒物释放等。CHARM能模拟预测的释放类型包括液池火焰、蒸汽爆炸（BLEVE）、喷射火焰。CHARM同时也能模拟易燃蒸汽的过压爆炸和压力容器的物理性损伤导致的爆炸等情况。CHARM模型运行所需的气象数据可以从安装在事故现场的相关气象仪器上获取，或者从附近的气象站收集，或者根据距离更远处的气象站数据估计获得。用户输入的释放类型参数、气象参数、地形参数和CHARM本身自带的化学品数据一起使得CHARM扩散模型系统有足够的参数来完成一次扩散模拟。

CHARM模型系统主要分为输入、源项分析、计算、输出等部分。

CHARM的输入模式分为计划模式和紧急响应模式两种：在计划模式下，用户可以根据系统的引导设定各种特定的释放场景和气象条件，设定好的释放场景可被存储起来并用于紧急响应模式下；在紧急响应模式下，CHARM能迅速地使用系统中已经存储的输入数据并将这些数据与实时的气象数据结合起来，给出实时的影响预测。除此以外，系统还将迅速给出计划模式下设定好的紧急响应措施、周边帮助信息和相应的联系方式等。

通过CHARM的源项分析，用户可以确定源的设计参数、控制参数和风险减缓措施。CHARM程序的源项分析有三类选择：容器/表面、池/表面、用户自定义。容器/表面选项用于描述液体或蒸汽从容器的释放；池/表面选项用于描述静态液池的蒸发。通过容器/表面选项或池/表面选项，CHARM程序能计算出所有化学品释放有关的参数，包括排放率、温度、相等等。用户自定义选项则要求用户直接输入相关的释放参数。

容器/表面选项

液池/表面选项

在简单地形版CHARM中，化学品释放的运动和扩散是用一系列的烟团来模拟的。CHARM程序有三种算法分别用于计算大气中化学品释放的运动和扩散，并根据释放参数内部确定使用何种算法。在复杂地形版CHARM中，化学品释放的运动和扩散则主要是用Navier-Stokes方程来计算的。CHARM火灾算法能计算来自蒸汽爆炸（BLEVE）、喷射火焰和池火焰的热辐射。CHARM还能计算包括机械损伤导致的爆炸和蒸汽云爆炸。

CHARM模型扩散系统能将计算出的结果通过表或图的方式输出，并将计算结果和人口分布等地理信息结合起来进行展示。图表示例如下：