目 录 第1章 引言 1 1.1 选题背景及意义 1 1.1.1 选题背景 1 1.1.2 研究目的与意义 3 1.2 国内外研究现状 3 1.2.1 呼吸道传染病空气传播机理研究 4 1.2.2 人员运动对流场与污染物扩散影响的实验研究 9 1.2.3 人员运动对流场与污染物扩散影响的数值模拟研究 13 1.2.4 研究现状总结 17 1.3 研究内容与技术路线 18 1.4 本书结构安排 19 第2章 人员交互运动实验与数值模拟方法研究 22 2.1 本章引论 22 2.2 人员交互运动实验平台搭建与实验设计 23 2.2.1 实验平台与设备仪器 23 2.2.2 实验设计与技术路线 26 2.3 人员交互运动数值模拟方法 27 2.3.1 多姿态三维数值人体模型构建 27 2.3.2 人员交互运动的CFD动网格方法 29 2.3.3 流场计算的湍流模型与方法 31 2.4 本章小结 34 第3章 呼吸道传染物质释放与空气传播机理研究 36 3.1 本章引论 36 3.2 近距离空气传播机理研究 37 3.2.1 患者呼气过程病毒液滴在其呼吸道内部的沉积与呼出 39 3.2.2 室内近距离空气传播机理与个体暴露评估 43 3.3 远距离空气传播机理研究 46 3.3.1 空间流场与液滴轨迹分布 48 3.3.2 病毒液滴沉积分布 50 3.4 室内空气传播风险量化与通风影响研究 52 3.4.1 个体与区域风险评估方法 54 3.4.2 风险分布与通风的影响分析 55 3.5 本章小结 59 第4章 人员交互运动气流特性与对个体暴露的影响研究 61 4.1 本章引论 61 4.2 研究思路 61 4.2.1 人员交互运动对个体暴露的影响研究方案 61 4.2.2 人员交互运动气流特性及影响研究方案 64 4.3 人员交互运动对个体暴露的影响规律 69 4.3.1 静态场景个体呼吸区环境本底气溶胶浓度 69 4.3.2 人员交互运动场景个体呼吸暴露变化规律 70 4.3.3 人员交互运动对呼吸暴露影响的瞬态效应与持续效应 73 4.4 人员交互运动气流特性与区域风险变化规律 74 4.4.1 近距离人员交互运动气流特性 74 4.4.2 人员交互运动气流随交互距离的变化 79 4.4.3 人员交互运动气流随运动速度的变化 81 4.4.4 区域风险变化规律 83 4.5 本章小结 88 第5章 人员交互运动对高风险区域的影响研究 89 5.1 本章引论 89 5.2 研究思路 89 5.2.1 荧光气溶胶沉积实验研究方案 89 5.2.2 室内瞬态流场测量设计 93 5.3 气溶胶沉积与高风险区域分析 95 5.3.1 通风不良室内的高风险区域的变化规律 95 5.3.2 人员交互运动对高风险区域的增强效应 97 5.3.3 通风量对高风险区域的影响结果分析 98 5.4 人员交互运动场景室内流场变化规律 99 5.4.1 不同通风量情况下人员交互运动引起的室内流场变化 99 5.4.2 持续交互运动与单次交互运动的瞬态气流差异 100 5.5 本章小结 102 第6章 多人交互运动对呼吸道传染病传播的影响研究 104 6.1 本章引论 104 6.2 研究思路 104 6.2.1 多人场景构建与交互运动的实现 104 6.2.2 人员位置分布与计算流程 106 6.3 结果与讨论 109 6.3.1 多人交互运动瞬态气流特性 109 6.3.2 多人交互运动对流场的影响分析 111 6.3.3 多人交互运动对患者呼出液滴扩散的影响分析 116 6.3.4 多人交互运动场景动态风险评估 119 6.4 本章小结 122 第7章 总结与展望 124 7.1 工作总结 124 7.2 创新点 128 7.3 展望 128 参考文献 130 在学期间发表的学术论文 148 致谢 150