CFD仿真在医药洁净厂房气流组织设计中的应用

 计算流体力学（Computational Fluid Dynamics, CFD）是近代流体力学，数值数学和计算机科学结合的产物，是一门具有强大生命力的边缘科学。它以电子计算机为工具，应用各种离散化的数学方法，对流体力学的各类问题进行数值实验、计算机模拟和分析研究，以解决各种实际问题。是目前国际上进行传热、传质、动量传递、多相流、燃烧及化学反应等研究的重要手段。经过半个世纪的发展，这门学科已经广泛应用于航空航天、汽车、化工、冶金、暖通、建筑、环境等多个领域。

现代流体力学研究方法包括实验研究、理论分析、数值方法，实验研究可以提供真实、客观的结果，但是其成本较高，在一些复杂情况下往往很难进行实验测量；理论分析成本低，但是难度较大，同时求解范围有限；数值方法成本低、求解范围广、输出结果丰富，因此在实验研究较为困难或成本过大、计算边界明确、物理过程有成熟的数学模型描述的情况下，数值模拟是最有效的研究手段。

在暖通空调领域，CFD技术在室内外通风及气流组织、有害污染物的扩散及控制、建筑火灾模拟等方面已经获得了广泛应用。

在医药洁净厂房设计中，GMP条款、《医药工业洁净厂房设计标准》（GB50457-2019）、《生物安全实验室建筑技术规范》（GB50346-2011）、《建筑防烟排烟系统技术标准》（GB50346-2011）等对洁净区内温湿度、微生物及悬浮粒子、气流组织形式等方面有严格的要求：

在医药工业洁净厂房的设计、施工和运行过程中，洁净房间的气流组织是影响洁净室成功与否的一个重要因素。良好的气流组织，既能保证房间的洁净度等级，又能有效地避免生产过程中的污染与交叉污染。但在设计过程中，房间的气流组织是无法直观显示的，设计者无法直观地检查房间的气流组织是否合理，因此难免会有一些不当的甚至是错误的设计。

表 1  医药洁净室空气洁净度级别（GB50457-2019）

    表 2  医药洁净室环境微生物监测的动态标准（GB50457-2019）

某千级通道的回风口与FFU气流组织评估分析

                  某千级洁净室压力分析

中源广科由南京大学张麟博士领衔的数学团队创办于2016年4月，致力于打造国产自主的空气动力学软件和三维模型检索软件，为客户提供气流组织设计与优化工具及技术解决方案。专注于为生物医疗与疾病传播、高端材料制造、洁净工程建设 、数据中心建设、储能与热管理、重工业等领域提供优化设计、节能减排，降本增效的数字化仿真、数字化设计解决方案，助力企业数字化转型升级。立志“为零排放、奋斗100年“”。