[发明专利]基于CFD技术的职业暴露模拟分析方法

说明书

本发明提供基于CFD技术的职业暴露模拟分析方法，所述CFD技术的职业暴露模拟主要对职业工作中的有害气体暴露进行分析，其方法包括三个步骤：对职业工作中的有害气体暴露，进行CFD前处理，对工作场景进行三维构建；根据CFD前处理的结果，进行CFD的求解，运用迭代运算；根据CFD的求解的结果，进行CFD后处理，主要对气体扩散的速度，范围以及浓度进行分析。本发明利用SolidWorks软件CAD模块对职业工作的工作场景以及场景中的有害气体释放的位置以及工作环境进行三维构建，设置边界条件和流场初始化对参数进行迭代运算得出运算结果，从而对运算结果进行分析得出有害气体的扩散途径以及各区域扩散的浓度，依次使有害气体扩散变得可视化，有利于现实中的应用。

技术领域

本发明属于职业暴露模拟分析方法领域，尤其涉及基于CFD技术的职业暴露模拟分析方法。

背景技术

CFD是利用计算机求解流体流动的各种守恒控制偏微分方程组的技术，这其中将涉及流体力学(尤其是湍流力学)、计算方法乃至计算机图形处理等技术。

职业暴露评估是风险分析中关键部分，其结果影响风险评价的准确性和可靠性，国内外都将职业暴露评估作为职业卫生工作和科研的重点。暴露评价方面的研究主要包括对环境中有害物质浓度的监测，对暴露个体内剂量或生物效应剂量的测定，以及基于数学模拟方法对暴露剂量的预测等。

目前，国外很多国家在污染物扩散评估技术上多采用综合评估技术，其中数学模型和计算机数值模拟尤其是计算流体动力学(CFD)技术的应用上发展很快，CFD技术由于低成本和较高精度的特点，得到了国内外学者的广泛应用。其中以应用FLUENT实现污染物扩散的三维的计算机模拟，得出模拟结果更精确。但目前的研究模拟的毒气泄漏场景大多比较单一，主要集中在急性中毒事故泄漏的模拟，未能充分考虑正常工况不同操作条件下的跑冒滴漏及扩散规律的影响。

本发明采用CFD技术研究工作场所有害物质在巡检、采样、跑冒滴漏等复杂条件下的职业暴露评估方法，通过FLUENT软件实现有毒气体泄漏后的浓度场分布的计算机模拟，实现跑冒滴漏的浓度场分布的计算机模拟。

因此，发明一种基于CFD技术的职业暴露模拟分析方法显得非常必要。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供基于CFD技术的职业暴露模拟分析方法，所述CFD技术的职业暴露模拟主要对职业工作中的有害气体暴露进行分析，其方法包括三个步骤：

S1：对职业工作中的有害气体暴露，进行CFD前处理；

S2：根据CFD前处理的结果，进行CFD的求解；

S3：根据CFD的求解的结果，进行CFD后处理。

优选的，所述S1步骤中对职业暴露模拟分析，进行CFD前处理使用SolidWorks软件CAD模块，其主要步骤为：

（1）首先选用网格对职业工作的工作场景进行三维构建；

（2）对场景中的有害气体释放的位置以及工作环境进行选择；

（3）设定参数，设置求解目标，设置边界条件和流场初始化。

优选的，所述CFD的求解过程是通过S1步骤进行CFD前处理设定了参数，设定后进行迭代运算，当运算达到求解目标时，认为此时运算已经收敛，停止运算，得出运算结果。

优选的，所述CFD后处理是根据运算的结果，可以发现职业工作中有害气体暴露的速度为多少，并且可以看出有害气体暴露后扩散的途径以及扩散的区域，还可以看出各区域中有害气体暴露的浓度为多少，从而得出现实场景中有害气体暴露的速度、扩散的途径和区域，以及各区域的浓度。

优选的，所述选用网格对职业工作的工作场景进行三维构建时选用的网格为无规则的网格，按照从下到上，从点到线到面到体的步骤依次对网格进行划分。