舰船舱室的大气环境与船员的生活密切相关。对于船舶、舰艇、特别是潜艇,舱室里的一氧化碳、二氧化碳、脂肪烃、芳香烃、卤代烃等有害气体会严重影响船员的工作、生活。空气净化器主要用来去除这些有害气体,使之达到舱室空气的排放要求。对于潜艇上的某些箱装体,它们属于舱室中的密闭环境,这里也会积累一些CO、CO2以及CxHy。这些有害气体也需要使用空气净化器对其进行局部定点清除。这其中,二氧化碳的清除是难点。但是随着潜艇水下潜航时间的加长、振动噪声水平的提高,装在这些地方的空气净化器也必须提高自身的净化处理量和噪声级。为此,空气净化器需要进行改进。二氧化碳总处理量的升高要求选用性能更优的新型吸附材料。本文创造性地将计算化学的分子模拟技术引入到船用设备的研发领域。详细介绍了分子模拟中力场、边界条件、截断半径等基本内容。重点引入蒙特卡洛计算方法,并结合重要性抽样原理对13X-APG分子筛进行了吸附二氧化碳的静态模拟。其中,利用Materials Studio分子模拟软件建立了13X-APG分子筛的模型,验证了分子筛和二氧化碳的力场,并借用此力场模拟了13X-APG分子筛吸附纯二氧化碳的性能,以及二氧化碳在受到空气中氮气、氧气的干扰时,其竞争吸附的性能。模拟说明,13X-APG分子筛确实可以吸附二氧化碳,并且几乎不吸附氮气和氧气。从而,该型分子筛具有净化空气的能力;其次,该净化材料对二氧化碳的吸附性能随着温度的升高会有较大的下降。另外,本文还介绍了用于箱装体空气净化的某型空气净化器的改进设计。根据二氧化碳总处理量的增加,空气净化器进行了扩容50%的相关计算,并且滤器和壳体都做了改进。根据噪声级的提高,本净化器在进风口、出风口又做了相应的优化计算。本文在对空气净化器做出改进的同时,利用分子模拟技术,弥补了净化材料选材中净化参数不齐备的缺陷,并且为厂家提供了合理的选材理论依据,而且还省去了不少消耗人力、物力、财力的试验工作。另外,本文引入的蒙特卡洛重要性抽样方法在解决高维数问题时具有广泛的借鉴意义。