二十一世纪是以生命科学为主导学科的世界,生命科学的研究成果在世纪之初就已经开始渗透到包括公共医疗健康、农业基因改良、工业生物材料、生物芯片、军事生物武器等社会各领域,甚至被恐怖组织用于恐怖袭击,随之而来的生物安全问题与生物安全实验室相关技术成为公众关注的焦点。鉴于此,本论文采用实体模型实验和数值模拟相结合的方法,对三级生物安全实验室受控空间的气流组织和开关门时气流泄漏问题进行了较为全面的研究。本课题建立了实体模型实验室,通过气流实验和自净时间的测试,为数值模拟提供基础数据,并对数值模拟采用的数学模型、边界条件和初始条件的合理性进行验证。在此基础上,采用数值模拟方法对三级生物安全实验室上送侧下排和上送上排两种典型气流组织方式的自净时间、平均空气龄、换气效率和排污效率等指标进行了对比分析。计算数据表明:受控空间的污染物排出速度主要受气流组织和污染源位置影响,当室内均匀散发污染物时,上排风方式的自净时间、室内平均空气龄及换气效率优于下排风方式;而污染发生源位于1.5m以下的操作区时,下排风方式中污染粒子则能够较为快速的达到排风口,整个排污时间呼吸区粒子平均浓度小于上排风方式,人员面部所捕捉到的粒子数也较少。针对主实验室门开关过程造成的气流泄漏问题,本课题设计了风量转移系统,并通过实验确定了系统稳定和有效运行的各项参数,对比实验表明:风量转移系统能够有效阻止开关门时造成的气流外泄。