分层空调作为一种节能空调技术而应用于核工业高大空间厂房中。核工业生产中产生的核素气溶胶主要通过排风罩捕获和去除。局部排风系统以低于设计风量的非正常工况运行时,工艺岗位散发出的核素气溶胶易受分层空调气流组织影响而迁移扩散,对工作人员产生潜在辐射危害。本文以核工业某高大空间厂房为模型,运用FLUENT软件对“单侧中送,对侧下回”、“双侧中送下回”两种分层空调气流组织条件下,厂房的室内热环境和核素气溶胶的迁移扩散规律进行了数值模拟研究。研究结论可为核工业分层空调和局部排风系统设计优化,及工作区优化设置提供指导。研究内容主要包括以下几个方面:1)基于现场调研,设计了两种分层空调气流组织方案,并利用实测数据对数值模型及边界条件进行了验证,实现了较高精度数值模拟边界条件的设置。2)基于高大厂房室内热环境的数值模拟,引入“热舒适性指标”对工作区热环境进行评价,对比分析了不同热源分布位置对室内热环境的影响,探讨了两种分层空调气流组织形式工作区热环境的优劣、得到了合理的热源设置方式。3)基于高大空间内核素气溶胶迁移扩散的数值模拟,引入核素“导出空气浓度限值指标(DAC)”对工作区辐射浓度进行评价,对比分析了不同核素气溶胶散发位置、不同局部排风速度和高度对气溶胶迁移的影响,提出了合理的污染源设置方式,给出了局部排风优化设计建议。4)基于两种分层空调气流组织条件下,核素气溶胶迁移的对比分析,提出了分层空调及局部排风设计建议。