Численное моделирование осаждения частиц в носовой полости человека
В.Л. Ганимедов, М.И. Мучная
Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН, Новосибирск, Россия
ganim@itam.nsc.ru
Ключевые слова: носовая полость человека, численные расчеты, нестационарный дыхательный цикл, поле течения, субмикронные частицы, эффективность осаждения, human nasal cavity, simulation methods, unsteady cycle of breathing, flow field, submicron particles, deposition efficiency
Страницы: 317-328
Аннотация
В работе приведены результаты численного исследования течения воздуха с частицами в носовой полости человека. Рассматриваются стационарная и нестационарная постановки задачи. Для нестационарной задачи исследуются два варианта: в первом дыхательный цикл полагается симметричным относительно вдоха и выдоха, во втором рассматривается реальный несимметричный дыхательный цикл. Решение строится на основе системы уравнений Навье-Стокса для ламинарного течения несжимаемого газа. Движение частиц описывается с помощью подхода Лагранжа с учетом броуновских сил. Выполнено сравнение полученных результатов с экспериментальными данными и с расчетами других авторов. Проводится сравнение результатов, полученных в разных постановках. Установлено, что в расчетах эффективности осаждения необходимо учитывать несимметричность дыхательного цикла. Найден прием, позволяющий при определении эффективности осаждения заменить дорогостоящий нестационарный расчет последовательно тремя стационарными.
|
