شبيه‌سازي عددي پخش و نفوذ قطرات حاصل از عطسه انسان در محيط اطراف

ويژگي مهم بيماري‌هاي تنفسي ويروسي، انتقال و انتشار سريع اين ويروس‌ها به‌ واسطه فرايندهاي تنفسي است. در مطالعه حاضر از ديناميك سيالات محاسباتي و انتقال حرارت به‌منظور بررسي جريان هوا درون دستگاه تنفسي و محيط اطراف در فرايند عطسه و همچنين نفوذ و پخش قطرات حاصل از عطسه براي يك مرد ۶۵ ساله غيرسيگاري استفاده شده است. در اين مطالعه حدود يك ميليون قطره با دماي اوليه ۳۵ درجه سانتي‌گراد در داخل دهان تزريق شده است كه بخش عمده‌اي از اين قطرات را قطرات كوچك با قطر ۴ الي ۱۶ ميكرون تشكيل مي‌دهند. در مطالعه حاضر از مدل آشفتگي k-ω SST به‌منظور بررسي جريان و از رويكرد اويلر- لاگرانژ با ديدگاه يك‌طرفه به‌منظور بررسي نيروهاي وارد بر قطرات و تغيير فاز قطرات استفاده شده است. براي يك عطسه معمولي انسان با بيشينه دبي هواي ۵۵۳ ليتر بر دقيقه از درون دستگاه تنفسي با دماي ۳۵ درجه سانتي‌گراد و رطوبت نسبي ۹۵ درصد در محيطي با فشار هواي يك اتمسفر، دماي ۲۴ درجه سانتي‌گراد و رطوبت نسبي ۶۵ درصد مشخص شده است كه بيشترين ميزان نفوذ قطرات متعلق به قطرات بزرگ و برابر ۳ متر است؛ درحالي‌كه بيشترين ميزان پخش قطرات متعلق به قطرات كوچك و برابر ۱ متر است و نتايج حاصل از تبخير قطرات مشخص كرد كه بيش از ۹۵ درصد قطرات تزريق شده در هنگام عطسه در پايان زمان ۵ ثانيه تبخير شدند.