氣溶膠顆粒是固態(tài)或液態(tài)微粒懸浮在氣體介質中的分散體系。廣義的講，氣溶膠顆粒是膠體的一種，其微粒稱為分散相，其連續(xù)相稱為分散介質。氣溶膠顆粒直徑在0.0001-100μm之間，其中對人體有害的主要是直徑在10μm以下（PM10），尤其是顆粒直徑小于2.5μm（PM2.5）的氣溶膠顆粒。非典SARS、禽流感、H1N1及最近爆發(fā)的新型冠狀病毒，氣溶膠均可以作為病毒的載體成為傳播途徑之一。隨著人們在室內停留的時間越來越久，氣溶膠在室內如何分布關系到室內空氣品質及人們的健康，研究氣溶膠在室內傳播及沉積顯得尤為重要。

研究氣溶膠傳播的方法主要有實驗研究以及數(shù)值模擬兩種方法。數(shù)值模擬成本低，而且容易對比不同參數(shù)對氣溶膠傳播的影響程度，稱為氣溶膠傳播研究的重要方法。

使用數(shù)值模擬時，氣溶膠的模擬可以使用歐拉法和拉格朗日法，歐拉法將顆粒看做連續(xù)介質，在有限體積法基礎上構建濃度守恒方程，對氣溶膠顆粒的處理與對流相的處理方法類似；拉格朗日法將顆粒看做離散相，跟蹤每一個例子的運動軌跡。對例子的運動軌跡進行統(tǒng)計處理后，拉格朗日法也可以進行顆粒濃度及其他參數(shù)的計算。因顆粒濃度低，顆粒相和流體相可以看做單向作用，即流體主相影響顆粒相，而顆粒相對主相的影響忽略不計。

Fluent中提供了VOF、歐拉型和混合物型歐拉-歐拉多相流模型以及DPM歐拉拉格朗日模型，因氣溶膠在室內體積分數(shù)小于10%，我們使用DPM模型。

我們首先建立房間模型，尺寸為0.4X0.5X0.3m。右側窗戶為0.3X0.18m，下邊緣距離地面0.09m，4、6、5、7、8、10的尺寸均為0.04X0.01m，其中4、6是送風口；5、7、8、10是回風口。送風口9的尺寸為0.05X0.08m。各風口與房間的相對位置如圖；在房間中部我們使用兩個簡化的人體模型，他們距離0.1m，人體1對人體2持續(xù)講話，人體2暴露在飛沫氣溶膠顆粒中。

使用如下網(wǎng)格參數(shù)劃分出進出口及人體進行局部加密的網(wǎng)格。

為各房間入口、出口及人的嘴巴創(chuàng)建如下的邊界條件。

因為溫度對氣溶膠的傳播有影響，所以我們需要打開能量方程。在紊流模型中選擇標準k-e模型，根據(jù)進出口的尺寸，計算水力直徑為0.16m，打開離散相模型，設置離散相注入類型為surface，顆粒直徑為5μm，設置離散相濃度0.085μg/s、密度為1000kg/m。在邊界條件中設置人體1噴出的顆粒速度為3.9m/s，溫度35°，進風口速度均為2m/s，溫度31°。出風口均為自由出口，溫度35°。

使用穩(wěn)態(tài)coupled算法，迭代1500次后，查看溫度、速度、粒子軌跡及速度沿著Y方向分布圖如下。

結論：通過后處理可以很好的觀察室內空氣流速的分布及風速、溫度、進出風口位置對粒子傳播的影響，利用fluent進行數(shù)值模擬能夠用來指導室內通風設計。