- 學位論文
室內熱環境對於氣膠微粒物理行為模式之影響
Effects of Indoor Thermal Environment to Aerosol Dynamic Behavior
摘要
本研究利用數值模型來描述氣膠微粒於空調區間的物理行為，模型中針對室內懸浮微粒的濃度做動態分析，並討論室內熱環境設定對於懸浮微粒濃度的影響，研究懸浮微粒在流場中的運動機制及邊界層現象。氣膠微粒的運動特性如熱泳運動、布朗運動、擴散運動、沉澱現象、微粒間的碰撞行為以及其他的對流參數，都會受到室內溫度場的影響，而不同的氣候條件對於室內熱環境亦有直接的影響，並對室內氣膠微粒的濃度分佈與在室內各壁面的沉澱速率產生不同的效應。本研究的數值模型主要可分為區域模式(Zone Model)與場模式(Field Model)，為將整個空間視為一個節點，空間內的溫度、壓力等流場特徵則取其平均值，其功能通常為比較兩個空調區間的關係或是為了快速計算與邊界條件之間的變化，並據以計算空間中氣膠微粒的平均濃度與其他運動機制。場模式則利用full Eulerian scheme方式模擬室內流場及濃度場，並考慮微粒於空間中的重力沉降、布朗擴散現象等，探討不同粒徑大小的微粒在空間中氣膠濃度分佈情形，以及邊界層內的微粒沉澱速度及其他物理行為。兩種模式皆已經將初步結果驗證，並得到不錯的結果。未來可利用氣膠的數學模型，協助分析氣膠微粒的空間中的物理行為，進而找出室內熱環境的最佳操作條件。
並列摘要
This study evaluates aerosol dynamics in indoor flow field with different particle size. Various transport and removal mechanisms of aerosol dynamics, including fluid convection, Brownian motion, thermophoretic drift, and coagulation of aerosols, are simulated. There are two mathematical models in this study, Zone Model and Field Model. The zone model calculates the average aerosol behavior in indoor environment. The field model is based on the SIMPLE method. The SIMPLE method is applied to solve the momentum, energy, and aerosol concentration equations. The main scheme is based on a boundary layer type solution of sectional aerosol simulation that uses flow fields provided a computational dynamics code. This study evaluates the aerosol concentration distribution in indoor environment and investigates the effect of coagulation on the deposition velocity along indoor surfaces. The results will help us to control the aerosol deposition onto surfaces and improve the indoor air quality.