人体上呼吸道气流结构与气溶胶沉积数值模拟

摘要：

人体上呼吸道内气流运动会导致吸入气溶胶在其内不同部位的沉积，进而会引发各种呼吸道疾病。运用计算流体动力学（CFD）方法对人体上呼吸道内气流运动特性和气溶胶沉积进行了数值模拟，通过试验对数值模拟模型进行了验证。研究结果表明：气流通过咽部、气管和支气管分又发生分离气流运动，气流在声门下游的气管和支气管内壁形成局部高速区。在下游支气管内壁区形成新的边界层．靠近支气管内壁速度较高．而速度最大值形成于支气管边界层的外缘，气管和支气管内的气流结构特点致使在气管和支气管内壁形成较高的剪应力分布．剪应力较高容易伤害到气管和支气管力壁粘膜。惯性碰撞对于微尺度气溶胶沉积而言是主要的沉积机制。而湍流扩散、二次气流运动和环流气流运动对气溶胶在人体呼吸道内沉积同样具有重要的影响。

关键词：上呼吸道、气流结构、剪应力、气溶胶沉积、数值模拟

所属期刊栏目：24

分类号：TP391(计算技术、计算机技术)

在线出版日期：2012-09-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：1582-1587