稳态条件下微粒在口腔通道模型中的沉淀情况

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空气中悬浮着一些微小颗粒,它们会伴随人们的呼进入呼吸系统,部分粒子会沉淀于呼吸器官中,引发许多疾病,对人们的健康造成影响。在呼吸过程中,剧烈呼吸往往通过口腔来进行,本文主要研究的就是稳态条件下这些微小颗粒(即气溶胶粒子)在口腔通道部分的输运和沉淀情况。本次实验是以我国的空气质量情况为依据,通过计算机模拟计算来完成的,模拟中主要使用了工程流体力学软件。在依照实物数据构建完成有效的口腔通道模型之后,在该模型中对三种稳态条件下的流场和粒子输运的轨迹进行计算、模拟,我们得到了口腔中流场分布图形和气流速度矢量图。并通过改变吸入气体、气溶胶粒子的物理参数,调整St数的变化,模拟了不同情况下气溶胶粒子运动情况。根据对不同情况下沉淀率的统计和分析,可以知道:气溶胶粒子在口腔中的沉淀率除受模型几何形状的影响外,还随粒子直径、密度、及气流流速的增加而增加。实验还证明了沉淀率可以作为St数的函数,并随St数的增加而增大;气溶胶粒子在口腔中的沉淀分布受湍流和模型几何形状的影响,在舌头附近和喉部等向外弯曲部分的沉淀较为明显。这个工作的定量结果无论对于那些评估吸入污染粒子后对健康的危害程度的研究者来说还是对于那些分析药物溶胶在肺中的期望位置处沉淀都是有益的。
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