2019年12月以来，新型冠状病毒给我们的工作和生活造成了很大影响。在全国医护人员的努力以及病患、民众的团结奋战下，我国已有很多地区做到了确诊病例“清零”。但是，抗击新冠肺炎的结束期尚未到来，我们仍然不能松懈，仍需做好防护工作。专家指出，抗击新冠肺炎，做好预防最关键。戴口罩，勤洗手，多通风，都是非常重要的手段。但是很多人对开窗通风手段的作用不是很理解，今天我们就用仿真的手段来看一下。
首先我们建立一个长、宽、高分别为4.8m、4 m、2.8m的房间模型，这里暂时没有考虑房间内家具和摆设等的影响。房间内有一名感染了新冠肺炎的病人（将其简化为头、躯干和腿三部分），如图1所示。设定其嘴部呼吸、说话、咳嗽等方式呼出的气体（称为“有毒气体”）中病毒均匀分布，且气体为连续呼出。采用HyperMesh软件对计算域划分网格，网格总数约148万。
采用Fluent软件对“有毒气体”的扩散进行仿真，室内“有毒气体”的扩散为湍流扩散，空气为不可压缩流体，采用标准k-e模型模拟湍流流动；假设“有毒气体”与空气完全混合，采用组分传输方程计算其浓度分布。仿真过程中，病人呼气量取为100L/min（考虑到病人咳嗽等原因，呼气量比正常情况取值偏大）。我们考虑了两种不同情况：（1）无通风，在气密性良好的房间中门窗紧闭；（2）自然通风，一侧开窗，一侧开门。假设窗户为推拉窗，仅开启图1中最左侧区域，房间窗户一侧为北边，风向为北风，查阅资料发现北京冬季平均风速为2.8m/s，这里取风速为2 m/s。两种条件下，室内“有毒气体”浓度随时间变化情况如下面动画所示。
无通风
自然通风
两种情况下“有毒气体”体积分数情况
在3分钟时，以坐着的病人嘴部所在高度（距离地面1.2m）处“有毒气体”分布云图如下面两图所示。在不通风的室内，经过3分钟后，“有毒气体”主要分布在病人前方，很大范围内体积分数都高于0.2，随着时间的推移；而同样时刻，在自然通风的房间内，“有毒气体”只在病人面前大约20cm范围内浓度较高，房间内其他区域浓度都非常低。因此，可以说自然通风环境更有利于室内病毒气体的去除。
无通风时“有毒气体”分布
自然通风时“有毒气体”分布
通过我们简化后的仿真可以看出，开窗通风，可以有效降低空气中的病毒含量，有利于预防新冠肺炎或流感等传染性疾病。因此，希望大家按照专家的建议多通风，保持室内空气流通，避免到封闭、空气不流通的公众场所。
仿真模拟与测试技术在日常应用与工业化开发方案中得到广泛使用，从概念调查阶段到现场试验和生产一致性评估，仿真的应用可以辅助企业减少开发时间和成本。北京市计算中心CAE事业部，依托基于“互联网+”智能装备云服务技术北京市工程实验室的软硬件资源，可提供从设计、仿真模拟、实验测试到系统开发在内的系列解决方案。
