超市内飞沫传播的数值模拟分析
2021-06-16宋振豪肖兰兰刘学文
电子技术与软件工程 2021年7期
关键词:分析
宋振豪 肖兰兰 刘学文
(上海工程技术大学机械与汽车工程学院 上海市 201600)
流感传播途径是病原体侵入人体进而导致机体的感染,而其主要的传播途径是空气中飞沫及接触传播,也存在粪、口及气溶胶传播的例子,同时在相对封闭的环境中,也存在经气溶胶传播的可能,呼吸道飞沫传播是流感传播的主要方式[1]。本文将采用数值计算方法,以口腔飞沫微团离开人体后的传播过程作为研究对象,对其在超市环境中几种不同情况下的运动和传播规律进行比较与分析。
1 问题建模
1.1 模拟工况
相关国内外学者的研究为研究封闭空间内生物颗粒物的传播规律奠定了基础,但从已有的研究方法来看,大多没有考虑环境气流的影响。所以,本文即考虑封闭的超市内空调系统下,人在正常呼吸、咳嗽和打喷嚏时产生的飞沫的传播过程,以期对流感及其他未知病毒的防控起到一定的指导作用。
1.2 方法框架
为满足工程需求,本文提出的飞沫传播数值模拟方法由超市建模、计算分析和气体流动监测及结果分析等三大块。其中,建模需要完成气体流场域、密闭超市、空调排风口、整体风场环境以及人体呼吸等监测点等;分析需要完成三种不同方案下的影响研究;可视化需要对计算结果进行处理,并生成直观的可视化效果。
2 力学建模
2.1 计算域网格划分
为了能很好地捕捉和模拟流动的发展,采用非均分网格对求解区域进行网格划分,沿流动方向先密后疏,沿垂直方向为中间密两边疏,即采用SIMPLE 法进行划分,整个求解区域网格总数量为2400000 个,并在网格划分之后对网格质量进行检验,如图1 所示。……
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