车辆内空气净化器与通风系统对SARS-CoV-2气溶胶传播的影响：基于分区与CFD模型的感染风险对比研究

为解决私人车辆内SARS-CoV-2气溶胶传播风险量化难题，研究人员对比了分区模型（zonal model）与计算流体动力学（CFD）模型在模拟气流、颗粒扩散及感染风险中的表现。研究发现，通风系统（81.99%风险降低）与空气净化器（76.88%）均显著降低感染概率，但CFD模型更精准捕捉湍流与空间异质性，为车辆防控策略提供了互补性工具。

　　

随着SARS-CoV-2的全球流行，气溶胶传播（aerosol transmission）成为呼吸道疾病防控的核心挑战。私人车辆作为封闭空间，其通风条件与乘客近距离接触特性可能加剧传播风险，但相关研究却远少于公共交通。韩国研究人员（Jungho Hwang团队）在《Process Safety and Environmental Protection》发表论文，首次系统评估了空气净化器与通风系统对车辆内病毒传播的抑制效果，为个人出行安全提供了科学依据。

研究采用分区模型（zonal model）与计算流体动力学（Computational Fluid Dynamics, CFD）双轨并行的方法。分区模型通过代数方程快速计算各区域均匀污染浓度，而CFD通过求解纳维-斯托克斯方程精细模拟湍流与气流方向。两种模型均基于Wells-Riley感染风险公式（量化吸入病毒颗粒剂量），设定驾驶员为感染源，对比无干预、仅通风（5 ACH）、仅净化器（500 L/min）三种场景。

模型性能对比（CFD vs. 分区模型）
无干预时，CFD预测的感染风险高达分区模型的100倍，因其能解析气流停滞区（stagnation zones）与湍流扩散效应。通风场景下，分区模型高估下游乘客风险，而CFD显示气流再循环（recirculation）可增强稀释效率。

空间干预差异
空气净化器对后排乘客风险降低更显著（89.98% vs. 通风73.67%），因其直接过滤局部气溶胶；通风则通过全局换气降低全车平均风险81.99%。CFD可视化结果揭示净化器对近源（驾驶员侧）的颗粒清除效率优于通风系统。

结论与意义
研究证实分区模型适用于快速评估净化器主导场景，而CFD在分析气流敏感型干预（如通风）时不可或缺。两者结合可优化车辆防控策略：短途出行优先使用净化器，长途则需启动通风系统。该成果为交通工具感染风险评估提供了方法论范式，并被美国EPA与CDC推荐流量参数（8.33×10^?3 m³/s）验证了实用性。