人体热羽流作用下室内人员暴露风险影响研究

人体热羽流对封闭室内的气流分布有十分重要的影响。该文基于高精度的三维瞬态CFD模拟方法,研究了室内人体热羽流演变的动态特征以及人员暴露于飞沫颗粒物的风险程度。采用瞬态标准RNG k-ε湍流模型对人体热羽流演变过程进行模拟,采用DPM模型结合组分运输模型方程定义对人体呼出飞沫颗粒物与室内空气的两相耦合流动进行模拟,将模拟结果与烟雾示踪试验结果进行对比,定性验证模拟的准确性。研究发现,人体热羽流从人体下方向上扩展,在不同轮廓的部位处存在不同厚度的热分层,且会受到人体呼吸行为的影响产生波动。热羽流的存在会增加人员暴露风险,相比无热羽流工况,暴露者吸入飞沫颗粒质量分数增加了176%。控制人员之间距离可有效降低暴露风险,当人体之间距离小于0.5 m时,呼吸气流之间的相互作用较为强烈,人员每次呼吸吸入平均颗粒质量分数为0.044 6,当相隔间距超过1.0 m后,每次吸入平均颗粒物质量分数为0.004,呈明显下降趋势。