生物安全柜作为一次隔离,其对于人员、产品和环境的保护作用,令它在生物安全实验室中扮演着至关重要的角色。随着生物、医疗、卫生事业的快速发展,在生物病毒研究、生物技术开发、遗传基因工程等领域,越来越多的生物安全实验室和生物安全柜相继投入使用,生物安全研究也提出了更高的要求。对于生物安全柜的研究必须建立在深入了解其发展进程、工作原理、标准规范及性能要求的基础上,不仅如此,也必须把专业人士及有关厂家提出的生物安全柜存在的问题及目前国内无法自主研发三级生物安全柜这一现状作为研究出发的基点。本文通过现场测量由上海瑞仰净化有限公司提供的Ⅱ级B2型生物安全柜,结合测量数据,运用CFD模拟的方法对生物安全柜的设计参数、气流组织形式进行研究分析,为优化生物安全柜设计,规范生物安全柜标准提出可行性建议。除此之外,作者也根据Ⅲ级生物安全柜工作原理和机械模型,运用CFD模拟方法对气流出流方式进行优化,提出较为合理的气流出流方式。研究结果表明,YY0569和NSF/ANSI 49-2002e中规定的垂直下降气流范围(0.25～0.50m/s)应进行合理调整。通过反复模拟得出0.405m/s是垂直下降气流平均速度的临界值,垂直下降气流的取值范围应该为0.25～0.405m/s。在生物安全柜内,由于左右壁面格栅、后壁面格栅、前窗气流流入格栅负压的影响,下降气流经过高效过滤器流入安全柜后会形成前后分割线和左右分割线,分割线的形成及其位置不受送风风机位置的影响,仅由负压格栅、垂直下降气流和前窗吸入气流作用。在前窗吸入气流速度和垂直下降气流速度分别改变0.05m/s情况下,既不会发生垂直下降气流外溢也不会发生前窗流入气流贯穿的情况,速度微调后的微生物测试法完全可以被数值模拟方法代替。在线测量验证了手臂快速进入和抽出生物安全柜对柜体内气流会产生影响,操作人员身后有人走动也会对气流模式产生影响。对单向探头和万向探头进行比较,得出万向探头测量气流的准确度要大大高于单向探头。通过静态和动态数值模拟得出,孔板出流方式比格栅出流方式更适用于作为Ⅲ级生物安全柜的垂直下降气流出口,对产品能起到最大的保护作用。