基于雾霾动力学数值模拟对呼吸道系统职业病的相关性研究

发布时间：2023-04-22 04:07

　　随着空气质量的恶化,雾霾天气现象出现增多,危害加重。大气污染物可致机体呼吸系统不同程度的损害,可导致过敏性肺炎、哮喘和慢性阻塞性肺疾病等呼吸道感染类的职业病。本文的主要工作如下:建立和发展雾霾环境下的气溶胶颗粒物动力学模型,应用多重Monte Carlo方法对零维颗粒群平衡模拟方程(PBE方程)进行求解,开展霾环境气溶胶颗粒物单效应(凝并、破碎、成核、沉积、冷凝/蒸发、化学反应等事件)力学特性的研究,并研究湿度对雾霾的影响。小粒径颗粒物由于其比表面积大,能吸附相对多的有毒物质,经呼吸道吸入体内的小粒径颗粒物可诱发哮喘、慢性阻塞性肺疾病等呼吸道感染类职业病,本文探究雾霾天气转换后的颗粒物数浓度与尺度分布特性,进一步研究小粒径颗粒物在雾霾天中的分布特性,以此分析颗粒物数浓度与呼吸道感染类职业病日门诊量之间的关联性。本文将使用Fortran软件对于已有的理论解与数据进行数值模拟实验,然后在此基础上分析雾层颗粒相的运动轨迹、数目浓度、颗粒平均尺度的时空分布,讨论了影响气溶胶与雾滴数目及粒径的因素,并在此基础上分析雾霾的动力学事件对呼吸道感染类人群的相关性问题。

【文章页数】：50 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 论文主要研究内容
第二章 理论基础
    2.1 雾霾的成因及来源
    2.2 雾霾对呼吸道的危害
    2.3 气溶胶颗粒物的基本特征
    2.4 模型和数值方法
        2.4.1 物理数学模型
        2.4.2 离散系统的数值研究方法
        2.4.3 多重蒙特卡洛方法(多重Monte Carlo算法)
        2.4.4 时间步长的设置
第三章 多重蒙特卡洛方法研究颗粒物单效应事件的数值结果与分析
    3.1 颗粒的凝并事件处理
    3.2 颗粒的破碎事件处理
    3.3 颗粒的冷凝/蒸发事件处理
    3.4 颗粒物的沉积事件处理
    3.5 .相对湿度对颗粒物运动的影响
    本章小结
第四章 雾霾天气转换的动力学特性
    4.1 雾形成阶段
    4.2 雾发展阶段
    4.3 雾天气消散/霾天气的形成阶段
    4.4 霾形成过程的动力学特性
        4.4.1 霾形成天气气溶胶动力学事件
        4.4.2 雾天气城市近地层气溶胶颗粒物的输运特性
    本章小结
第五章 呼吸类职业病发病率与雾霾天相关性研究
    5.1 气象资料的描述性分析
    5.2 可吸入颗粒物对COPD和哮喘患者的偏相关性分析
    本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 本文主要工作和结论
    6.2 创新点
    6.3 展望
参考文献
致谢
攻读学位期间所开展的科研项目和发表的学术论文



本文编号：3796885