一种新型呼吸性冠状病毒MERS病毒在中东地区出现并且迅速向世界其他地区扩散,一旦MERS病毒大规模扩散,大量被感染的患者被医院接收。医院的普通病房接收大量患者时将造成疾病在患者与医护人员之间传播,这不仅严重危害人们的生命安全,而且使人们在心理上造成恐慌。研究隔离病房的气流组织设计机理,为优化普通病房的气流组织形式提供理论依据,在疾病大规模扩散时对提高医院的接收患者能力具有十分重要的意义。本文以净化患者在病房内释放飞沫气溶胶颗粒为核心,为寻求病房内的最佳气流组织形式,进行了以下研究。开展了贴附射流的理论与数值模拟研究,建立了贴附射流的数学模型,考察了风速对贴附射流的贴附长度的影响规律。结果表明,送风风速为1.9m/s时,射流的贴附长度为3.6m;送风风速增大1.5倍时,射流的贴附长度增大1.24倍;送风风速增大1.68倍时,射流的贴附长度增大1.75倍;送风风速增大1.97倍时,射流的贴附长度增大2.22倍。结果表明,送风风速越大,射流上下部形成压差越大,贴附距离越大。建立普通病房内患者释放气溶胶颗粒的数学模型,模型中气溶胶颗粒考虑重力、拖拽力和布朗力的影响,分析患者以不同方式释放气溶胶颗粒的运动轨迹及其浓度变化。研究表明,混合通风条件下气溶胶颗粒在释放的初始阶段浓度迅速降低,但由于病房内没有形成定向气流,使得气溶胶颗粒向清洁区扩散。患者呼吸释放气溶胶颗粒扩散至整个病房所需时间为50s,咳嗽释放方式需要30s,打喷嚏释放方式仅需要15s。结果表明,普通病房中混合通风的气流形式使医护人员被感染的概率增大。研究不同贴附射流形式下隔离病房内气流的速度场、温度场以及咳嗽和打喷嚏释放的气溶胶颗粒的运动轨迹,揭示气流组织对气溶胶颗粒的影响。结果表明将送、回风口布置在病房两侧靠近墙壁的顶棚处时,气流形成竖壁贴附射流,与普通病房的气流组织情况相比,相同换气次数下的患者说话释放的气溶胶颗粒运动路径最短,这种气流组织形式可以缩短射流的运动长度,使气溶胶颗粒发生扩散的位置远离清洁区域,减小医护人员感染疾病的几率。与其他三种贴附射流情况相比,这种气流组织形式下净化病房内空气效率最高。在竖壁贴附射流条件下,对换气次数进行优化分析,通过对比隔离病房内气流的速度场以及气溶胶颗粒的浓度场变化,研究得到病房内最佳换气次数。结果表明,换气次数为20次/h,患者咳嗽释放的气溶胶颗粒在100s内数量降低78.75%,扩散之后主要分布在污染区,患者打喷嚏释放出的气溶胶颗粒在100s内数量降低39%,换气次数为24次/h,气溶胶颗粒数量下降的趋势趋于平稳。研究表明,在隔离病房内换气次数为20次/h,能有效地削弱患者呼吸、说话和咳嗽释放的气溶胶颗粒。