術后感染對于社會、醫(yī)院和患者都會帶來很大的危害。對于某些手術,如矯形手術、移植手術等,空氣凈化對于降低術后感染率具有顯著的效果,而空氣的凈化效果又受到不同空氣分布方式的影響。本課題采用數(shù)值模擬和實驗研究相結合的方式對局部垂直送風手術室的凈化效果進行了研究。通過空態(tài)數(shù)值模擬和實驗分析,得出局部孔板送風口湍流度的變化不論對手術區(qū)工作截面風速,還是對不同高度的平均風速均無顯著影響。根據對手術室進行空態(tài)及靜態(tài)實驗的數(shù)據,對I、II、III級手術室手術區(qū)與周邊區(qū)的潔凈度和菌落數(shù)的差異進行了分析,得出各級手術室手術區(qū)與周邊區(qū)的菌落數(shù)沒有明顯差異,甚至均可以達到100級的要求。通過對手術室動態(tài)模型實驗數(shù)據、動態(tài)實測數(shù)據與數(shù)值模擬值進行相關性分析,表明了利用數(shù)值模擬進行手術室凈化效果的定性分析具有較大的可信度。利用數(shù)值模擬方法,得出手術區(qū)細菌濃度與送風速度呈冪函數(shù)的關系;在我國首次對手術區(qū)熱煙羽效應對切口區(qū)域細菌濃度的影響進行了分析,從節(jié)能和保護關鍵區(qū)域出發(fā),給出了推薦送風速度。同時,對手術臺覆蓋落地臺布和覆蓋不落地臺布的工況進行了凈化效果的對比研究。從提高熱舒適的角度,提出在I級手術室可以采用具有2個送風速度(中心區(qū)低速)的不均勻垂直送風單元的設想,并通過數(shù)值模擬驗證了其凈化效果。