[发明专利]民航客机舱内病毒传播分析方法

说明书

本发明公开了民航客机舱内病毒传播分析方法，包括采集民航客机参数，利用三维建模软件构建选定空间的客舱物理模型；对构建的客舱物理模型进行网格划分；对网格划分后的客舱物理模型进行仿真；根据仿真结果确定病毒扩散的模拟路径以及扩散的速度场及浓度场；基于民航客机舱内病毒传播数学模型，计算患病乘客上方个性化通风口在不同的状态下舱内乘客受感染风险概率。本发明对机组人员和乘客合理安排机舱活动和使用个人防护用品提供建议，降低其他乘客感染风险，尽量隔离感染者，阻挡病毒传播，对乘客和机组人员的身体健康具有重要意义。

技术领域

本发明涉及民航客机舱内病毒传播分析方法，特别涉及一种基 于CFD模型的民航客机舱内病毒传播的研究方法。

背景技术

伴随世界经济的高速发展，越来越多的乘客选择乘坐飞机出行。 民航客机在飞行过程中，机舱是一个封闭的环境，乘客及机组人员 暴露在人员密度较高的环境中，空气流动多靠空调通风系统实现。 当携带病毒的乘客乘坐飞机，病毒随着呼吸、口水、粘液沾染到物 体表面或直接进入到空气中。健康的人触摸到这些沾染的物体表面 或者吸入病毒，就可能被感染。

COVID-19病毒颗粒可以被认为是一种不同于SARS病毒的冠状 病毒，空气中粒径约为60-140nm，属于可吸入超细颗粒物，略小于 SARS病毒的80-220nm粒径。有研究表明在相对密闭的空间和特定 场所，COVID-19病毒可以以气溶胶的方式进行传播，而民航客舱舱内空间较小，人员密集，因此研究民航客机舱内病毒传播扩散方法 对保护乘客及机组人员的健康具有重要意义。

自COVID-19、SARS和几起流感事件通过民航客机传播发生以来， 病菌在相对密闭环境内交叉传播的研究显得越来越重要，病毒可以 通过感染者乘坐飞机从一个城市携带并传染给同飞机的乘客和另一 个城市的人。研究表明民航客舱是旅客或机组人员携带的病原体传 播的适宜环境，病毒在机舱内传播的方式和途径主要包括直接接触 传播、间接接触传播和空气传播，研究病毒在机舱内传播扩散的方 法主要有模拟实验测量方法、CFD数值模拟方法和概率分析方法。

而CFD具有成本低、速度快、资料完备且可模拟各种不同的工 况等独特的优点，逐渐受到人们的青睐。Hao Lei等研究表明在短 途飞行中，过道旅客的暴露率较高。Wei Yan等采用模拟实验和CFD 数值模拟相结合的方法，研究了飞机座舱内空气污染物的传播特性， 污染源位置对飞机座舱内污染物的传播有重要影响。

国内学者对这方面的研究还很少，而且很少有学者关注机舱内 部病毒的传播扩散对乘客及机组人员的安全健康。实例证明舱内病 毒等污染物可在机舱内进行传播，这类病毒粒径微小，属于可吸入 颗粒物，传播特性极强，对人类群体健康影响极大。因此，发明一 种基于CFD模型的民航客机舱内病毒传播的研究方法显得非常必要。

发明内容

为了克服现有技术存在的缺陷，本发明旨在提供一种基于CFD 模型的民航客机舱内病毒传播的分析方法。

本发明采用以下技术方案。提供一种民航客机舱内病毒传播分 析方法，包括以下步骤：

采集民航客机参数，利用三维建模软件构建选定空间的客舱物 理模型；

对构建的客舱物理模型进行网格划分；对网格划分后的客舱物理模 型进行仿真；根据仿真结果确定病毒扩散的模拟路径以及扩散的速 度场以及浓度场；

基于民航客机舱内病毒传播数学模型，计算患病乘客上方个性 化通风口在不同的状态下舱内乘客受感染风险概率。

进一步地，所述民航客机参数包括客舱外形整体尺寸、内部座 椅、人体尺寸、出入口位置、出入口个数和出入口尺寸。

进一步地，对网格划分后的客舱物理模型进行仿真具体包括以 下步骤：