1. 研究目的与意义（文献综述）
呼吸传染病是当前社会面临的一个重要问题。无论是之前的非典、目前全世界面临的新冠肺炎，还是比较常见的麻疹、流行性感冒等疾病，其主要传播途径都是飞沫传播和空气传播，污染源为呼吸道病人通过呼吸、说话、咳嗽等活动产生的呼出物。而医院作为病人治疗的场所，污染源浓度比较大，尤其是病房内，病人间交叉感染、医护人员被感染的几率更大，因此，采取合理的方法控制呼吸道疾病的传播尤为重要。所以需要更多的研究去掌握医院病房内人体呼出物特性及各种因素对呼出物传播情况的影响，从而为预防和控制呼吸道疾病传播提供理论基础，为病房内布局安排、通风空调设计提供依据。
近年来，随着计算机模拟技术以及实验测量设备与技术的发展，各种环境的气流流场模拟和测量变得越来越方便，结果也更加准确，为了为病房内的通风空调以及气流组织设计提供依据，相关方面的研究也得到了一定的发展。比如clive 等[1]分析了曲霉菌，葡萄杆菌，mrsa，不动杆菌，梭状芽孢杆菌为代表的致病颗粒的空气传播的证据，说明了呼出物气溶胶的浓度与来源的位置、局部气流模式及颗粒的大小分布有关，并且通过对一个空房间的cfd模拟，对比了置换通风和混合通风各自的优势；jovan和kwok[2]说明了对于顶部混合通风，换气次数作为评价通风系统控制室内由于咳嗽引起的空气传染病的传播的能力的单项指标是不合适的，表明了局部气流组织的重要性，但是局限是该结果对于某一特定案例的，且只调查了咳嗽一种机制，并且室内无人运动；而zhecho等[3]同样对于顶部混合通风的病房，研究了换气次数、距离、位置对于病人呼出物暴露情况的影响，相对于jovan等人进一步阐述了更多换气次数导致更大暴露浓度的原因；sagnik等[4]调查了某型病房内，在置换通风的情况下，病人、医护人员或探望人员的几种不同运动对于病人呼出物传播的影响，但其局限在于没有对不同呼出运动、人员不同姿势及不同运动速度进行探究；chao等[5]在调查气流组织对于呼出物的影响之外，着重考虑了不同粒径的呼出物的传播特性，比如气流方向对于大粒径的颗粒的影响不大，反而发射方向对其散布具有较大影响，同时大粒径颗粒对于直接呼吸传播的影响不大，反而对于间接传播具有一定的影响；hang等[6]比较详细地分析了一个六床病房模型中的两个不同人体模型以两种不同方式行走对于病人呼出物传播的影响，并且还另外考虑了室内换气量、几何模型与热源散热的影响；钱华等[7]通过全尺寸试验，研究了双病床病房中三种不同通风方式对飞沫核传播的影响，发现在置换通风情况下，室内某一高度以上示踪气体浓度较高，且示踪气体能沿呼气方向传播距离较远，在局部形成较高的污染水平；yang和fu[8]模拟了手术室中人员往返对于污染物传播的影响，发现把人以静态方式处理的情况与实际情况有较大差别，这是因为人体移动会带动气流运动，因而卷吸周围的污染物；wang和chow[9]使用动网格法模拟了人的走动对于手术室中悬浮污染物的扩散的影响，结果表明人的走动产生了严重的尾流，使局部气流速度增大，并且速度越大，悬浮污染物的浓度越低。
这些研究反映了病人呼出物的特性、换气次数和局部气流组织等主要因素对于呼出物传播的影响，有些也具体与散发源之间距离、病人不同姿势、考虑热源以及各种不同运动形式对于病人呼出物传播的影响，但是对于不同数量人员同时移动以及不同速率的移动与病房内病人呼出物传播特性之间的关系方面的研究较少，所以此研究有助于进一步了解人的移动对于病房内病人呼出物传播特性的影响，从而为预防和控制呼吸道疾病传播提供理论基础，为病房内布局安排、通风空调设计提供依据。
2. 研究的基本内容与方案
1.研究内容
（1）.完成不同移动速率条件下，病房内病人呼出物传播特性的数值模拟，并分析人移动速率与病人呼出物传播特性的关系，分析隔壁床位人员、陪侍人员受到感染的危险性；
（2）.完成不同数量人员同时移动时，病人呼出物传播特性的数值模拟，并分析人移动速率与病人呼出物传播特性的关系，分析隔壁床位人员、陪侍人员受到感染的危险性.。
2.研究目标
了解病房内病人呼出物的传播特性，揭示人移动对病房内病人呼出物传播特性的影响机理，对病房内病人呼出物传播的影响因素研究进行补充，为预防和控制呼吸道疾病传播提供理论基础，同时为病房内布局安排、通风空调设计提供依据。
3.技术方案和措施
本研究的场景为病房中单人以不同速率移动以及病房中多人同时移动的情况，对此，所设置的病房模型如下图：
单人移动（另一位陪侍或探望人员沿病房长度方向进入）
双人移动（陪侍人员进入同时医护人员照顾完病人准备离开）
其中病房的房间尺寸为5.8m×3.0m×2.4m（长×宽×高），送风方式采用中部顶送风两边侧排风；房间内布置两张2.0m×0.9m的单人床，床面距离地面0.5m；设置病床1上的病人为感染源，病床2上的病人以及旁边的陪侍人员为易感人群；所简化的人体模型尺寸为0.5m×0.25m×1.7m（宽×厚×高）；单人移动时为人体模型从左侧向右侧分别以不同速度移动，双人移动时为两个人体模型分别从左右两侧以同一个速度相向移动；本模拟以CO2为气流示踪气体。
几次模拟实验参数设计如下表所示：
| 案例 | 移动人员数量 | 送风速度（m/s） | 送风温度（℃） | 移动速度（m/s） | 呼吸区域距离地板高度（m） |
| 1 |
1 |
0.2 | 20 | 0.4 | 0.6 / 1.45 |
| 2 | 20 | 0.6 | 0.6 / 1.45 | ||
| 3 | 20 | 0.8 | 0.6 / 1.45 | ||
| 4 | 20 | 1.0 | 0.6 / 1.45 | ||
| 5 | 20 | 1.2 | 0.6 / 1.45 | ||
| 6 | 2 | 0.5 | 20 | 0.8 | 0.6 / 1.45 / 1.65 |
根据此方案的实验结果分析病人呼出物的扩散速率及空间分布，结合病房内布置，人员分布，以及传染病学相关知识，分析隔壁床位人员、配侍人员受到感染的危险性。
3. 研究计划与安排
3.进度安排（按周次填写）
第1-5周：准备阶段及文献综述
第6-7周：建模及模型验证
4. 参考文献（12篇以上）
4.参考文献
[1]beggs, c. b., et al.the ventilation of multiple-bed hospital wards: review and analysis[j].am j infect control,2008,(36):250-259.
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