室内环境中行走造成颗粒物二次悬浮及输运的模拟及实验研究

结题报告

项目介绍

AI项目解读

基本信息

批准号：
51476144
项目类别：
面上项目
资助金额：
80.0万
负责人：
郑水华
依托单位：
浙江工业大学
学科分类：
E0605.多相流热物理学
结题年份：
2018
批准年份：
2014
项目状态：
已结题
起止时间：
2015-01-01 至2018-12-31

项目参与者：
洪滔；李相鹏；程豫洲；白云；代东顺；钱亨；
关键词：
运输室内环境颗粒物二次悬浮

项目摘要

With the rapid growth of economy, environmental problems have become pressing in China. Atmospheric pollution, especially suspended particulates, is the most important issue of environmental quality in our country, which includes the pollution problems of indoor particulates. Based on the establishment of the mathematical physical models for indoor airflow and particulate movement which is used for the research on particulate resuspension，transport and deposition due to human walking, a high-performance numerical simulation platform will be developed to take systematic study of such affecting factors as particulate diameter and composition, walking speed, sole size, surface roughness and wind speed, in order to explore the influences and movement mechanism of the particulate movement. Meanwhile, particulate movement under different condition will be investigated experimentally by using optical diagnostic technique and particulate testing technology. Mathematical physical models would be validated and modified, and a series of empirical formulas could be obtained, such as particulate detachment key radius, resuspension key radius and resuspension rate. The research conclusions could provide reference evidence and technical support for restraining particulate resuspension and diffusion in indoor environment.

随着我国经济的快速增长，环境问题日益突出，大气悬浮颗粒污染成为我国环境质量最主要的问题，其中就包括室内颗粒物的污染问题。在此背景下，本项目提出对有人行走的室内环境中颗粒物的二次悬浮、扩散和沉积展开研究。建立有人行走的室内环境中气流和颗粒运动的数学物理模型，研究人脚步起落引起的气流运动，以及颗粒的粘附、分离、悬浮、输运和沉积特性。在此基础上，开发一套高性能数值仿真平台，系统地研究各种因素（颗粒的粒径、组分，人行走的速度，鞋底的尺寸，地面的粗糙度以及环境风速等）对颗粒物的二次悬浮、扩散和沉积的影响，探索颗粒物运动的关键影响因素及其运动机理。同时，采用现代光学诊断技术和颗粒物测试技术对不同条件下有人行走的室内颗粒物的运动进行实验研究，对模型进行验证及修正，获得颗粒物分离关键半径、二次悬浮关键半径、二次悬浮率等系列经验公式。研究结果有望为抑制室内环境中颗粒物的悬浮和扩散提供参考依据和技术支持。

结项摘要

随着我国经济的快速增长，环境问题日益突出，大气悬浮颗粒污染成为我国环境质量最主要的问题，其中就包括室内颗粒物的污染问题，人们大约有70%的时间在室内度过，因此，室内空气质量显得越发重要。. 在此背景下，本项目通过实验和数值模拟，研究了有人行走的室内环境中颗粒物的二次悬浮、扩散和沉积特性。取得的研究结果有：.1. 研究了人行走的室内环境中的气流运动特征以及颗粒的粘附、分离、悬浮、输运和沉积等特性，建立了相关的数学物理模型，为后续研究提供了基础。.2. 基于研究结果1的数理模型，采用用户自定义函数（UDF）和动网格技术相结合的方法，模拟研究了不同室内环境因素下颗粒物的二次悬浮和输运特性。.3. 搭建了室内颗粒物监测实验平台，用颗粒物测试技术和现代光学诊断技术对室内颗粒物的二次悬浮和输运进行了定性和定量的研究。结合数值模拟结果，分析了不同影响因素（相对湿度、通风、地面材料、脚步运动等）下颗粒物的运动特性。. 研究结果有望为抑制室内环境中颗粒物的悬浮和扩散，提高室内空气质量提供参考依据和技术支持。