一种基于射线追踪的方法,用于超紫外流动率场模拟和在封闭的室内环境中消毒预测

科学领域:

• 环境微生物学环境微生物学
• 摄影化学的使用.
• 室内空气质量 室内空气质量

背景情况:

• 紫外线杀菌辐射 (UVGI),特别是UVC频段,越来越多地被认为是对公共空间消毒的有效性和成本效益.
• 精确建模UV流动率场对于评估UVGI系统在复杂的室内环境中的性能至关重要.
• 远紫外线 (222纳米) 光具有杀菌性质,具有潜在的安全益处.

研究的目的:

• 开发和验证一种射线追踪模拟方法,用于模拟复杂室内几何结构中的紫外线流动率分布.
• 将该模型与计算流体动力学 (CFD) 集成,用于预测空气中的生物气溶传输和紫外线消毒.
• 在生物安全实验室环境中评估222nm远紫外线灯的消毒效率.

主要方法:

• 开发了一种射线追踪模拟方法,以解决紫外线流动率分布,并考虑复杂的几何形状和遮.
• 模拟的紫外线流动率场与CFD模型相结合,以预测生物气溶运输和紫外线消毒.
• 预测模型通过在复杂的生物安全实验室环境中进行现场测量来验证.

主要成果:

• 远紫外线照射显示了生物气溶度的显著降低:18.6%在近场呼吸区域和60.0%在远场区域.
• 在整个被占领区观察到总体度减少了31.0%.
• 消毒效率受到病原体特征,灯光放置以及通风等环境因素的影响.

结论:

• 开发的光线跟踪和CFD合模型为在现实的室内环境中评估远紫外线消毒系统提供了强大的工具.
• 该研究验证了远紫外线辐射在特定通风条件下减少空气中的生物气溶的有效性.
• 进一步的研究应考虑病原体特征和环境变量,以优化UVGI系统的设计和性能.