近年来，由于多起流行性疾病和生物实验室事故的发生，人们逐渐开始注意到生物试验安全的重要性，加大了对生物试验安全设施的研究，并且出台了针对生物安全和人员保护的一些相关规定。生物安全柜作为一种主要的保护手段，开始广泛应用于医药、制药、微生物、生物实验、遗传工程等方面。现有国产生物安全柜大都是基于美国NSF49标准和《中华人民共和国医药行业标准》的要求进行设计的。生物安全柜的主要作用是保护试验样本、操作人员和环境，而影响它的主要因素有前窗流入气流、下降气流和排气系统等，前窗流入气流防止柜体内气流发生外溢以至于柜体内的有害物质对操作人员和环境产生危害，下降气流则对柜体内的空气有一个冲涮的作用，维持柜体内的空气流动状态和洁净度。怎么样组织气流才能够提高安全柜的安全性，前窗气流最小值和最大值分别可以取多少?前窗气流速度大小对实际操作区的影响是什么?本文与国内先进的生物安全柜制造商合作，从制造商提出的问题出发，考虑怎么样更有效的组织柜体气流以提高安全性，研究流入气流与实际操作区的关系，并且对生物安全柜优化的可能性进行研究试验。本文主要采用模拟和试验相结合的方法。首先对现有安全柜进行实际测量，在实际测量中发现普通探头和无方向探头测得的数据差别较大，并做了进一步的数据分析。然后通过Gambit和Fluent建立起计算机模型，解决了模型水槽和顶部模型分区和简化的过程中出现的问题，并将模拟结果与实测数据进行了比较以确定安全柜模型正确性，最后通过安全柜计算机模型来实现对安全柜前窗流入气流取值范围优化的研究。本文分析了普通探头和无方向探头之间的差异，并得出两者平均差异在10％左右的结论，建议精确测量采用无方向探头，与此同时，对普通探头误差大的原因也作了初步分析。最后通过对模型的分析得出了前窗流入气流的最佳取值应该为0.98m／s左右，并得出了在顶部下降气流流速分布情况不发生变化的情况下，随着前窗流入气流在0.62m／s～1.4m／s之间逐渐增大时操作区域气流稳定性的变化过程。本研究注重模拟与试验的结合，对现有的安全柜各部分参数之间的关系以及如何提高安全柜系数进行了分析，对于安全柜的性能优化具有一定的指导意义。