中圖分類號:TH787.1 文獻標志碼:A
Abstract:Dental practice procedures are accompanied by the production of large amounts of spattered particles,and prolonged exposureof healthcare workers to high concentrations of particles may lead tooccupational health problems.To effectively remove spatter particlesand reduce the exposure risk of medical staff,this study proposed a novel vortex exhaust hood with long-distance and high-action benefits.Numerical simulation was used to analyze the vortex exhaust hood's flow and particle removal characteristics,comparing it to the traditional topsuction exhaust hood.The optimal working conditions ofthe vortex exhaust hood were explored by analyzing the effects ofthe velocity ratioof air supplyand exhaust,horizontaland vertical air supplyangles on theaxis velocity, pressure distribution,and particle removal eficiencyof the vortex exhaust hood.Undertheconditionof ideal airflow parameters,the control efect of two kinds of exhaust hoodsonparticles with different splashing speeds was analyzed,and the application advantages of the vortex exhaust hood were explored.The results showed that the vortex hood achievedthe best working conditions when the air supply and exhaust velocityratio was 1and the angle of horizontal and vertical air supply was 0° ,respectively. The removal efciency of particulate matter can reach (20 65.9% ,which was better than that of 47% of the top-suction hood.This study confirms the application potential of the vortex exhaust hood in dentalpractice,providesanew method for local source control indental procedures and has areference value for the construction of prevention and control measures forthe treatment micro-environment.
Key words:dental office;spatter particle ;air vortex;exhaust hood;numerical simulation
口腔診療操作過程中,使用超聲波刮治機、三用噴槍和空氣/水噴射器等器械會產生噴濺顆粒物[1],其中包含多種細菌和真菌2,可能會污染醫護人員的口腔、呼吸道和眼睛黏膜[3],最終導致醫護人員的職業暴露,如流感、肺結核和軍團病等[4].因此,為減少醫患交叉感染以及醫護人員的職業暴露,有必要采取有效措施控制噴濺顆粒物的擴散.
室內通風是口腔診室內常見的控制措施,但在疫情防控期間表現出通風量不足、對近距離短期暴露的控制效率低下、能耗高等缺陷[5].空氣凈化設備也能夠有效限制診室內氣溶膠的擴散,但其效率受放置位置影響[7],而口腔診室空間狹小,空氣凈化設備不能達到理想的控制效果.此外,上述室內通風和凈化方法均依賴于全空間稀釋,去污時間長.強吸設備作為源頭控制措施,已被證明能夠顯著減少患者和醫護人員呼吸區的氣溶膠數量[8,但其控制效果易受醫護人員操作熟練程度影響,因此有必要采用額外的感染控制措施,以減少醫護人員之間的交叉感染.
近年來,在工業和廚房場景中,研究人員提出基于柱狀渦旋原理的污染物控制方法,以從源頭捕獲污染物,避免污染物逃逸到環境中.劉榮華等[9]提出一種增設環形射流送風口的新型渦旋排風罩并采用數值模擬方法分析其流場和污染物分布.潘毅等[10]通過實驗證明了此種渦旋排風罩能在遠距離實現以較小排風量排出有害物的效果.Cao等[]提出一種局部排氣系統,研究了不同半徑比及升力比對污染物流場分布的影響 .Yan 等[2證明增大升力角會減小龍卷風規模,對污染物控制有積極效果,并推薦最佳升力角在 10°~20° 之間 Cao 等[13設計了一種基于柱狀渦旋原理的空氣分配系統,并確定該系統比底部供應系統具有更快的污染物去除速度和更高的去除效率.在此基礎上,Cao等[14]評估了此形式空氣分配系統對具有集中污染源的大空間建筑的污染物去除性能,并采用數值方法分析研究了其在大縱橫比工業建筑中的應用效果[15],結果表明[14-15],新型空氣分配系統存在明顯的負壓梯度和較大的軸向速度,具有更好的污染物去除效果.柱狀渦旋由于其高速氣流屏蔽作用,在風冷數據中心也有應用[16].綜上所述,基于柱狀渦旋原理的排風方式具有控制距離遠、控制速度大等優點,在污染物去除方面具有巨大潛力,但在口腔診室中未見應用.
現有渦旋排風控污方式通過增設四根送風立柱提供渦旋排風所需的切向力,與房間排風口構成渦旋排風系統,占用空間大,且主要針對位于柱狀渦旋內部的污染源,而口腔診療過程中,醫護人員與患者近距離、面對面接觸,加上牙科椅、口腔燈等物品的限制,可使用空間狹小,且診療操作及物品的放置會影響渦旋的形成,因此現有渦旋排風控污方式不適用于口腔診所.
本研究提出了一種基于柱狀渦旋原理的新型渦旋排風罩,通過在排風罩的側壁設置四個送風口提供切向力,可以隨醫護人員診療需要移動,且具有微型、可以控制罩外污染物的優勢;研究采用數值方法分析渦旋排風罩的氣流流動特性,并與傳統頂吸式排風罩進行對比,分析了不同送排風速度比和送風角度對中軸線速度、壓力分布和去除效率的影響,得到渦旋排風罩最佳工作條件,同時,考慮到口腔診療過程顆粒物噴濺速度的不確定性,研究了渦旋排風罩對不同顆粒物噴濺速度的去除效率.本研究以期對未來渦旋排風罩在口腔診室中的應用提供重要參考價值.
1數值模擬
1.1幾何模型
為了探尋口腔診室內渦旋排風罩的特性,利用基于有限體積法的商業軟件ANSYSFLUENT進行數值模擬.如圖1所示,由于研究主要目的是探索渦旋排風罩的最優性能參數,診所內通風系統的氣流組織形式僅作為研究的背景,湖南省長沙市口腔醫院作為長沙地區重點大型口腔醫院之一,其通風系統布局盡管可能存在不合理之處,但具有實際代表性,因此本研究基于該醫院診室氣流組織形式進行建模,構建尺寸為 4.5m (長) ×3.4m (寬) ×3.6m (高)的單一口腔診室環境.診室內通風方式為頂部送風、頂部排風,風口尺寸均為 0.3m×0.3m. 使用計算熱模型(CTM)代表患者和牙科醫生,其中紅色CTM指躺在牙科椅上的患者,藍色CTM代表坐在患者旁邊的醫護人員.在患者頭部斜前方放置渦旋排風罩.渦旋排風罩在側壁上設置四個送風口,其排風原理為渦旋排風,可有效減小軸向速度衰減.傳統式頂吸式排風罩依靠負壓排風,且結構上只有負壓排風口,具有軸向速度衰減快的缺點.考慮到口腔診療空間狹小,排風罩尺寸不宜過大,罩口尺寸設計為 0.2m×0.2m ,風罩高度為 0.15m ,排風罩送、排風口尺寸均為 0.06m× 0.06m 研究[表明,柱狀渦旋的生成需要上升氣流和下部角動量氣流共同作用,上升氣流由渦旋排風罩的排風口提供,下部角動量氣流由位于排風罩側壁的四個送風口提供.潘毅等[0通過實驗證明,在普通吸口邊緣設置環形射流口并采取加旋措施可以實現小型裝置產生渦旋氣流排風.雖然本研究通過位于排風罩側壁的四個垂直送風口送風提供柱狀渦旋氣流所需的切向力,但兩項研究的渦旋形成原理均是柱狀渦旋原理,故本研究的裝置實際上應能實現小型化渦旋氣流排風.
圖1計算域示意圖
Fig.1 Schematics of the computational domain

1.2氣流相模型
假設氣流流動為非定常流動且不可壓縮,對于渦旋排風罩,柱狀渦旋的形成使流體呈現出強烈的湍流特性,因此湍流模型選擇至關重要.本研究選用Therealizable k-ε 模型,該模型已在包括旋轉均勻剪切流動、包括射流和混合層的自由流動、邊界層流動以及分離流動中得到了驗證18].此外,此模型在軸對稱射流以及平面射流的擴散速率方面計算效果良好[19].模型的輸運方程如下:

式中: Gκ 為平均速度梯度產生的湍流動能; Gb 為浮力作用產生的湍流動能; YM 表示可壓縮湍流中波動膨脹對總耗散率的貢獻; Sκ 和 Se 為用戶自定義的源項;
為經驗常數; σκ 和 σε 分別為 κ 和 ε 的湍流普朗特數.本研究選擇基于壓力的求解器求解控制方程,并采用SIPMLE算法求解速度場和壓力場的耦合問題.采用PRESTO!格式對壓力方程離散化,其他方程采用二階迎風格式離散化.收斂性標準為控制方程的殘差低于 10-3 且迭代過程中所有被監測變量隨時間變化波動趨于穩定.
1.3離散相模型
根據歐拉-拉格朗日方法,選擇離散相模型(DPM)對口腔診室顆粒物軌跡進行跟蹤.本研究采用單向耦合[20]方法模擬顆粒物在空氣中的傳播,不考慮顆粒物對氣流的影響.根據牛頓第二定律,作用在顆粒物上的外力應等同于慣性力.考慮顆粒的大小和密度,一些附加力可以忽略不計,因此,只考慮重力、熱泳力和薩夫曼力[21].在本研究中,由Thereal-izable k-ε 模型求解的時間平均流場決定了粒子的平均軌跡,而瞬時流場決定了粒子在平均軌跡上的湍流擴散[22],因此,采用離散隨機游走模型(DRW)模擬流場中瞬時速度波動對顆粒物運動的影響.
通過液滴顆粒的擴散模擬口腔噴濺顆粒物的擴散.Xing等[23通過激光光散射技術和粒子圖像測速技術得到口腔診療過程中口腔周圍液滴的噴濺特性,根據其測量結果,顆粒物范圍設置為 10~200μm 根據Rosin-Rammler粒徑分布[24],液滴的平均粒徑為 54.96μm ,具體顆粒物參數見表1.
表1顆粒物參數 Tab.1Particulatematterparameters

實際口腔診療過程中,從患者口腔向外噴出的顆粒物會在空氣中迅速蒸發.為準確模擬顆粒物大小隨時間的變化,本研究考慮蒸發過程,采用物種輸運模型對水汽和空氣混合物的擴散進行研究.Basu等[25]研究表明咳嗽釋放的液滴核大小約液滴初始直徑的 26% ,而口腔診療過程中蒸發比例未知.因此,本研究借鑒上述結果,確定液滴模型由 98.2% 的水(ρ=998kg/m3) 和 1.8% 的鹽 (ρ=2170kg/m3 組成.
1.4邊界條件
房間的送風口設置為速度入口邊界條件,溫度為 22°C. 房間出風口設置為自由出流邊界條件,排風罩排風口及送風口采用速度邊界條件,其湍流強度設置為 5% 所有固體壁面都施加了防滑絕熱條件.由于顆粒物無法克服室內表面的附著力,只能沉積在表面而無法反彈或重新懸浮[26],因此,所有固體表面的DPM邊界均被設置為“捕捉”.根據以往研究[27],將人體表面溫度設置為 32°C ,患者鼻腔氣流速度設置為用戶自定義函數(User-DefinedFunction,UDF),式(3)展示了一個呼吸周期中呼吸流量的變化.由于呼吸氣流相對排風罩內氣流比較小,且排風罩放置位置比較遠,呼吸氣流對渦旋排風罩氣流分布影響有限,因此各研究工況的穩態情況均未考慮呼吸氣流,僅在瞬態時加入呼吸氣流邊界,以符合實際情況.具體邊界條件如表2所示.
呼吸流量
式中:t為時間,s.
表2邊界條件Tab.2 Boundary condition

1.5模擬方案
為了評估渦旋排風罩對顆粒物的去除效率,設置三組工況,考慮參數包括渦旋排風罩送排風速度比、送風口水平送風角度以及送風口垂直送風角度.根據標準《牙科學中央抽吸源設備》(YY/T0629—2021)[28],抽吸系統最小空氣流量為 250NL/min ,為了接近此值,將排風口速度設置為 12m/s ,其中渦旋排風罩送排風速度比(以下簡稱速度比)為四個送風口總送風速度與排風口排風速度的比值.如圖1所示,水平送風角度為 α ,垂直送風角度為 β ,具體研究工況設置如表3所示.
1.6評價指標
為了表征渦旋排風罩對口腔診療過程中產生噴濺
表3工況表Tab.3 Simulatedcases

顆粒物的控制效果,采用累積去除效率進行結果分析:

式中: Nc 為渦旋排風罩捕獲顆粒數量; Ns 為人射顆粒 總數量.
2模型驗證
2.1網格獨立性驗證
網格劃分決定數值模擬的計算速度及計算精確程度,網格太密導致計算速度下降并浪費計算資源,而網格太疏導致計算精度不足,從而導致計算結果不準確.為了確定合適的網格大小,使用三種網格數量(390萬、500萬和640萬)進行網格獨立性驗證.如圖2所示,在渦旋排風罩排風速度為 12m/s 、送風口送風速度為 3m/s 的情況下,通過對比患者口腔上方1m 長垂直線上壓力和速度分布進行網格獨立性驗證.結果表明,390萬網格與500萬網格的數值模擬結果差異較大,當網格數量從500萬增加到640萬時,網格細化略微改變數值結果,其平均相對誤差小于 5% .因此,綜合考慮計算精度和成本,本研究后續所有計算均在500萬網格基礎上進行.
2.2強旋流驗證
為了評估Therealizable k-ε 湍流模型預測渦旋排風罩中強渦旋流動的可靠性,通過模擬的方法與Yu 等[29]在柱狀渦旋通風系統中實驗測量數據進行對比.其形成渦旋的主要結構是在房間排風口周圍布置四根送風立柱構成渦旋排風系統,本研究提出的新型渦旋排風罩主要結構是在頂吸式排風罩的側壁增設送風口構成小型化渦旋排風裝置.由于本研究模擬中渦旋形成原理同樣采用柱狀渦旋,故采用其實驗數據進行強旋流模擬驗證具有合理性和可靠性.不同氣幕出口速度對應的最大渦核半徑的實驗和數值模擬結果如圖3所示,排風量為 23.44m3/h 時,隨著氣幕出口速度的提升,實驗結果中最大渦核半徑變化趨勢與數值模擬結果趨勢一致且計算結果比較吻合,平均相對誤差小于 10% 這種誤差可能是由測量儀器侵人干擾流場造成的.綜上,本研究采用的湍流模型能夠準確預測渦旋排風罩的強渦旋流動.
2.3蒸發驗證
為了驗證液滴蒸發模型,在診室空氣溫度為
、相對濕度為 90% 時模擬初始直徑為 10μm 和100μm 的液滴在室內的蒸發情況,并將數值模擬結果與Li等人[30]的測量結果進行比較.模擬過程中,初始溫度為 37°C 的單個液滴依次釋放,其中直徑為 10μm 和 100μm 液滴的質量流量分別為 5.24×10-11kg/s 和 5.24×10-8kg/s. 液滴直徑的時間演變過程如圖4所示,數值模擬結果與Li等人[30的結果一致.因此,蒸發模型得到了驗證.此外,還應注意到直徑為100μm 的液滴蒸發速度低于 10μm 液滴,
圖2網格獨立性驗證

圖3強旋流驗證 Fig.3Strongcyclonicvalidation

圖4蒸發驗證 Fig.4Evaporationverification

3結果和討論
3.1流場分布
本節任選排風速度 12m/s 、送風速度 3m/s 水平和垂直送風角度均為 0° 的工況為渦旋排風罩的典型案例進行分析.
圖5顯示了兩種形式排風罩送風口中心截面壓力及速度分布云圖.如圖5(a)所示,頂吸式排風罩壓力梯度小,罩口截面壓力分布比較均勻,大小在-2~-1Pa 之間.從圖5(b)可以看出,渦旋排風罩中存在明顯負壓梯度,從中心沿徑向逐漸增加.圖5(c)顯示,頂吸式排風罩中氣流分布均勻,沒有明顯旋渦的產生,而渦旋排風罩氣流流場[圖5(d)]有明顯不同,位于側壁的四個送風口提供切向力,使氣流沿逆時針方向匯聚到中軸線附近形成渦旋.
排風罩截面上壓力和速度分布如圖6所示.圖6(a)表明,頂吸式排風罩壓力梯度小,負壓分布主要局限在排風罩排風口附近.此外,罩口中心負壓值為-0.8Pa ,顆粒物噴濺位置負壓值為 -0.04Pa. 而渦旋排風罩[圖6(b)]負壓區域充滿絕大部分排風罩,最遠負壓區達到排風罩外部,有向患者頭部方向延伸的趨勢.從圖6(c)可知,受排風作用的影響,頂吸式排風罩速度分布為匯流流動,氣流速度衰減快,在罩口處,氣流速度衰減為排氣速度的1/12,為 1.05m/s 如圖6(d)所示,在罩口處,氣流速度為排氣速度的1/4,為 3m/s ,較大的軸向速度使罩外及罩口氣流迅速運動至排氣口排出.
3.2速度比的影響
渦旋的形成依靠排風和送風共同作用.排風風量固定時,若送風風量過小,則無法提供渦旋形成所需的切向力,而送風風量過大又會導致能源浪費,因此,合適的速度比對渦旋排風罩最優性能以及能耗至關重要.
圖5送風口中心截面壓力及速度分布云圖 Fig.5 Pressure and velocity distribution in the center plane of the air supply outlet

圖6排風罩截面上壓力和速度分布
Fig.6Pressureand velocitydistributions onexhausthood cross-section

頂吸式排風罩和不同速度比下渦旋排風罩沿中軸線的壓力和速度分布如圖7所示.Case1-2和Case
1-3與頂吸式排風罩(Case1-1)的氣流速度和負壓梯度并無明顯差異,這說明速度比較小時,送風無法提供足夠的切向力以在排風罩內部形成類似龍卷風的渦旋.隨著速度比進一步增大(Case1-4和Case1-5),渦旋逐漸形成,使顆粒物向排風口移動的過程中被負壓梯度限制而難以向周邊環境逃逸,從而提高了渦旋排風罩對顆粒物的去除效率.
圖7不同速度比下排風罩中軸線壓力和速度變化曲線對比 Fig.7Comparison of pressure and velocity in the central axisof theexhausthoodwithdifferentvelocityratios

頂吸式排風罩和不同速度比下渦旋排風罩的顆粒物去除效率比較如圖8所示.隨著速度比的增加,渦旋排風罩的去除效率呈現先降低后增加再降低的趨勢.當速度比從0增加到1時(Case1-1至Case1-3),去除效率由 47% 降低至 31.8% ,原因是當速度比較小時,渦旋排風罩中軸線速度與頂吸式排風罩無明顯差異,但送風使罩口排污區域減小,阻礙顆粒物排出,因此去除效率降低.隨著速度比的進一步增大,形成穩定柱狀渦旋,此時控制速度變大,控制距離變長.當速度比為1時,去除效率最高,達到 65.9% 速度比從1增加至2時(Case1-4至Case1-5),去除效率降低 24.1% ,說明送風速度的繼續增大會使湍流強度過大,可能會導致排風罩邊緣顆粒物大量逸出,因此去除效率降低.綜上所述,速度比為1時渦旋排風罩達到最佳工作條件,去除效率為 65.9% ,高于頂吸式排風罩( 47% ).
圖8不同速度比下去除效率的比較

3.3送風角度的影響
Cao等[發現,送風氣流容易產生干涉甚至是碰撞的情況.為了減少送風之間的干涉和碰撞,本節討論不同送風角度對渦旋效果和顆粒物去除效率的影響.
3.3.1水平送風角度的影響
頂吸式排風罩和不同水平送風角度下渦旋排風罩沿中心軸的壓力和速度變化曲線如圖9所示.送風角度增大導致中心軸的壓力值減小、速度降低,逐漸接近頂吸式排風罩對應的數值,說明水平送風角度增大無法在渦旋排風罩內形成穩定渦旋.此外,當水平送風角度過大時,罩口附近中心軸的速度分布出現波動,原因可能是送風氣流發生碰撞.
頂吸式排風罩和不同水平送風角度下渦旋排風罩的顆粒物去除效率如圖10所示.三種水平送風角度下(Case2-1~Case2-3)渦旋排風罩的去除效率均低于送風角度為 0° 時渦旋排風罩(Case1-4)的去除效率( 65.9% ),這說明水平送風角度的增加不利于去除效率的提升.頂吸式排風罩( Case1-1 的顆粒物去除效率為 47% ,而當水平送風角度大于 0° 時,最高去除效率僅為 41.7% ,低于頂吸式排風罩去除效率,說明水平送分角度的增加不利于提高渦旋排風罩去除效率.因此,推薦設置水平送風角度為 0° :
圖9不同水平送風角度下排風罩中軸線壓力和速度變化曲線對比

圖10不同水平送風角度下排風罩去除效率的比較 Fig.1O Comparison of removal efficiencies of exhaust hoodswith different horizontal air supply angles

3.3.2垂直送風角度的影響
圖11顯示了頂吸式排風罩和不同垂直送風角度下渦旋排風罩沿中心軸的壓力和速度變化曲線對比.由圖1可知,當 β≠0° 時,一部分送風分量提供上升力,一部分分量提供渦旋形成所需的切向力,此時送風提供的角動量不足以形成類似龍卷風的渦旋,因此隨著垂直送風角度的增大,壓力和速度分布均減小,并逐漸趨向于頂吸式排風罩.
圖11不同垂直送風角度下排風罩中軸線壓力和速度變化曲線對比

圖12為頂吸式排風罩和不同垂直送風角度下渦旋排風罩的去除效率.隨著送風角度從 0°(Case1- 4)增加到 10°(Case3-1) ,去除效率從 65.9% 降低到64.8% ,原因是送風角度的改變使渦旋形成所需的切向力減小,導致中心軸上速度降低,捕獲顆粒物的能力也因此降低.隨著送風角度從 10° 增加到 30° (Case3-1到Case3-3),去除效率略有降低且基本保持在40% 以上.此外,垂直送風角度的過度增加使渦旋排風罩的去除效率低于頂吸式排風罩 47% 的去除效率.因此,推薦設置垂直送風角度為 0°
3.4不同噴濺速度顆粒物的去除效率
根據Xing等23]研究結果,口腔診療過程中顆粒物噴濺速度范圍主要是 0.8~3.4m/s. 為了證明渦旋排風罩在實際情況下的通用性和可行性,有必要考慮實際情況下顆粒物噴濺速度對去除效率的影響.因此,本節選擇在最佳工作條件下分析渦旋排風罩和頂吸式排風罩對不同噴濺速度顆粒物的去除效率,結果如圖13所示.
圖12不同垂直送風角度下排風罩去除效率的比較 Fig.12 Comparison of removal efficiencies of exhaust hoods with different vertical air supplyangles

由圖13可知,隨著顆粒物噴濺的速度增大,兩種排風罩的去除效率迅速提升.當噴濺速度從 0.8m/s 增加到 3.15m/s 時,渦旋排風罩的去除效率始終高于頂吸式排風罩的去除效率,兩者最大相差 18.9% ,這意味著渦旋排風罩在去除低速噴濺顆粒物方面更有優勢.當噴濺速度增加到 3.15m/s 時,兩種形式排風罩的去除效率均趨于穩定( 98% ).當顆粒物噴濺速度進一步增大時,頂吸式排風罩對顆粒物的去除效率略高于渦旋排風罩但相差不大,差距不超過 1% 綜上所述,渦旋排風罩比頂吸式排風罩更具有應用潛力.
圖13不同顆粒物噴濺速度下兩種排風罩的去除效率 Fig.13Removal efficiency of two forms of exhausthoodswith different particle splash velocities

4結論
本研究提出了一種基于柱狀渦旋原理的新型渦旋排風罩,并采用數值模擬方法研究渦旋排風罩的流場特性和影響渦旋排風罩顆粒物去除效率的因素,并與頂吸式排風罩進行對比,所得結論如下:
1)渦旋排風罩與頂吸式排風罩的流場特性存在顯著差異.渦旋排風罩氣流向中心旋轉上升形成柱狀渦旋,與頂吸式排風罩相比,中心軸負壓梯度大,排出氣流速度高,能更有效控制口腔診療過程產生的噴濺顆粒物.
2)渦旋排風罩的去除效率隨速度比的增加先降低后增大再降低.速度比為1時渦旋排風罩達最佳工作條件,此時去除效率最高,為 65.9% ,比同風量頂吸式排風罩去除效率高 18.9%
3)水平送風角度和垂直送風角度的增大不利于渦旋排風罩去除效率的提高.送風角度增加時,渦旋排風罩的去除效率低于頂吸式排風罩 47% 的去除效率.水平和垂直角度均為 0° 時,渦旋排風罩達到最高去除效率,為 65.9% .因此,推薦渦旋排風罩的水平和垂直送風角度為 0°
4)顆粒物噴濺速度從 0.8m/s 增大到 3.15m/s 時,渦旋排風罩的去除效率從 65.9% 增加到 98% ,且始終高于頂吸式排風罩的去除效率,結果證明在低速時渦旋排風罩更有優勢.
參考文獻
[1]邢超杰,艾正濤,沈煉,等.超聲波刮治機所引發氣溶膠的時空 分布特性[J].湖南大學學報(自然科學版),2023,50(1): 219-227. XINGCJ,AIZT,SHENL,etal.Spatiotemporaldistributionof aerosols generated by using ultrasonic scaling instrument[J]. JournalofHunanUniversity(Natural Sciences),2O23,50(1): 219-227.(in Chinese)
[2] ZEMOURI C,DE SOET H,CRIELAARD W,et al.A scoping reviewonbio-aerosolsinhealthcareand thedental environment [J].PLoS One,2017,12(5):e0178007.
[3] VAN DER WEIJDENF.Aerosol in the oral health-care setting: amisty topic[J].Clinical Oral Investigations,2023,27(1): 23-32.
[4] VOLGENANT C MC,DE SOETJJ.Cross-transmission in the dental office:does this make you ill?[J].Current Oral Health Reports,2018,5(4):221-228.
[5]艾正濤,葉金軍,MELIKOVAK,等.現有防疫通風措施及基 于先進氣流組織的源頭控制技術應用[J].湖南大學學報(自 然科學版),2022,49(5):203-214. AI Z T,YEJJ,MELIKOV AK,et al.Present anti-pandemic ventilation measures and application of source control technology based on advanced air distribution[J].Journal of Hunan University(Natural Sciences),2022,49(5):203-214.(in Chinese)
[6]HALLIER C,WILLIAMS D W,POTTSAJC,et al. A pilot study of bioaerosol reduction using an air cleaning system during dental procedures[J].British Dental Journal,2010,209(8):E14.
[7]MAURAIS T,KRIESE J,FOURNIER M,et al. Effctiveness of selected air cleaning devices during dental procedures [J]. Military Medicine,2023,188(1/2):e80-e85.
[8]JACKS M E.A laboratory comparison of evacuation devices on aerosol reduction[J].Journal of Dental Hygiene,20O2,76(3): 202-206.
[9]劉榮華,李夕兵,施式亮,等.一種新型旋風氣幕式排風罩數值 模擬研究[J].環境工程,2009,27(4):68-72. LIURH,LIXB,SHISL,et al.Studyon numerical simulation of a new type of rotaryair curtain exhaust hood[J]. Environmental Engineering,2009,27(4):68-72.(in Chinese)
[10]潘毅,王鵬飛,王維建.一種新型旋風氣幕式排風罩實驗研究 [J].制冷與空調,2011,25(6):562-565. PAN Y,WANGPF,WANG W J.Experimental study on the new type of rotary air curtain exhaust hood[J].Refrigeration amp;Air Conditioning,2011,25(6):562-565.(in Chinese)
[11]CAO Z X,WANG Y,DUAN M J,et al. Study of the vortex principle for improving the effciency ofan exhaust ventilation system[J].Energy and Buildings,2017,142:39-48.
[12]YAN YH,LI X D,TUJY,et al. Characterisation and analysis of indoortornado forcontaminant removal and emergencyventilation [J].Building and Environment,2019,164:106345.
[13]CAOZX,WANGY,WANGM.Comparisonbetweenvortex flow and bottom-supply flow on contaminant removal ina ventilated cavity[J].International Journal of Heat and Mass Transfer,2018, 118:223-234.
[14]CAO Z X,WANG Y,ZHAI C,et al. Performance evaluation of different air distribution systems for removal of concentrated emission contaminants by using vortex flow ventilation system[J]. Building and Environment,2018,142:211-220.
[15]CAO Z X,ZHAI C,WANG Y,et al. Flow characteristics and pollutant removal effectiveness of multi-vortex ventilation in high pollution emission industrial plant with large aspect ratio[J]. Sustainable Cities and Society,2020,54:101990.
[16]XIONG X,LEEPS.Vortex-enhanced thermal environment for air-cooled data center:an experimental and numerical study[J]. Energy and Buildings,2021,250:111287.
[17]BEN-AMOTS N. Dynamics and thermodynamics of a tornado: rotationeffects[J].AtmosphericResearch,2016,178:320-328.
[18]KIMSE,CHOUDHURYD,PATEL B.Computations of complex turbulent flows using the commercial code fluent[M]// Modeling Complex Turbulent Flows.Dordrecht:Springer Netherlands, 1999:259-276.
[19]LIUQ,NIE W,HUA Y,etal.Research on tunnel ventilation systems:dust diffusion and pollution behaviour by air curtains based on CFD technology and field measurement[J].Building andEnvironment,2019,147:444-460.
[20]ZHANG Z,CHENQ.Comparison of the Eulerian and Lagrangian methods for predicting particle transport in enclosed spaces[J]. Atmospheric Environment,2007,41(25):5236-5248.
[21]LIUZJ,ZHANGPW,LIYB,etal.Assessment ofspatial concentration variation and deposition of bioaerosol ina dental clinic during oral cleaning[J]. Building and Environment,2021, 202:108024.
[22]ZHANG Z,CHENQ. Experimental measurementsand numerical simulations of particle transport and distribution in ventilated rooms[J].Atmospheric Environment,2006,40(18):3396- 3408.
[23]XING CJ,AI Z T,LIU ZW,et al.Characteristics of droplets emission immediatelyaround mouthduringdental treatments[J]. Building and Environment,2024,248:111066.
[24]FERNANDEZ AD,GONCALVESJA S,AZZOPARDI BJ,et al. Dropsize measurements in venturi scrubbers[J].Chemical Engineering Science,2001,56(16):4901-4911.
[25]BASU S,KABI P,CHAUDHURI S,etal. Insights on drying and precipitation dynamics of respiratory droplets from the perspective ofCOVID-19[J]. Physics of Fluids,2020,32(12):123317.
[26]OWEN MK,ENSORDS,SPARKSLE.Airborne particle sizes and sources found in indoor air[J].Atmospheric Environment PartA:General Topics,1992,26(12):2149-2162.
[27]AI ZT,MELIKOV A K. Airborne spread of expiratory droplet nuclei between the occupants of indoor environments:a review[J]. IndoorAir,2018,28(4):500-524.
[28]國家藥品監督管理局.牙科學中央抽吸源設備:YY/T0629- 2021[S].北京:中國標準出版社,2021. Statedrugadministration of the People’s Republic of China. Dentistry-central suction source equipment:YY/T O629—2021 [S].Beijing:Standards Press of China,2021.(in Chinese)
[29]YUYB,FANGLX,CUIWT,etal.Characteristics of columnar vortexairflow and dust escape prevention based on artificial tornado[J]. Powder Technology,2024,436:119502.
[30]LIXD,SHANGYD,YANYH,et al.Modelling of evaporation ofcough droplets in inhomogeneous humidity fields using the multi-component Eulerian-Lagrangian approach[J].Building andEnvironment,2018,128:68-76.