Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Nghiên cứu động lực học chất lỏng tính toán về việc hít hạt cho sự thở mũi của cơ thể đang chuyển động
Tóm tắt
Việc hít hạt bởi con người trong quá trình thở là rất quan trọng để phát triển các ước lượng liên quan đến sự tiếp xúc trong các môi trường trong nhà; tuy nhiên, tương đối ít nghiên cứu tập trung vào ảnh hưởng từ các hoạt động của con người. Nghiên cứu này đánh giá khả năng hít hạt micron của một mô hình người đang chuyển động thông qua các mô phỏng động lực học chất lỏng tính toán (CFD) tạm thời. Mô hình được xây dựng bằng cách sử dụng một mô hình người kích thước đầy đủ với các đặc điểm quan trọng ở mũi và miệng. Mô hình người di chuyển với tốc độ 0,8 m/s qua không khí đứng yên trong một môi trường trong nhà được tạo ra bằng lưới động. Ba tỷ lệ hít mũi lần lượt là 15, 27 và 40 LPM (lít mỗi phút) và bốn kích thước hạt (7, 22, 52 và 82 μm) đã được xem xét. Tỷ lệ hít hạt được tính toán để định lượng khả năng hít hạt qua các điều kiện khác nhau. Trường dòng chất lỏng của luồng tạo ra do chuyển động và quỹ đạo các hạt đã được hình dung để tiết lộ các nguyên lý của khả năng hít hạt cho một cơ thể đang chuyển động. Nghiên cứu này định lượng việc hít hạt cho một mô hình người đang chuyển động sẽ giúp xác định một kịch bản toàn diện hơn cho các mô hình hô hấp và phát triển các ước lượng về sự tiếp xúc bị ảnh hưởng bởi các hoạt động của con người.
Từ khóa
#hít hạt #động lực học chất lỏng #mô hình người #môi trường trong nhà #mô phỏng CFDTài liệu tham khảo
Aitken, R. J., Baldwin, P. E. J., Beaumont, G. C., Kenny, L. C., Maynard, A. D. 1999. Aerosol inhalability in low air movement environments. J Aerosol Sci, 30:613–626.
Anderson, K. R., Anthony, T. R. 2014. Computational fluid dynamics investigation of human aspiration in low velocity air: Orientation effects on nose-breathing simulations. Ann Occup Hyg, 58: 625–645
Anthony, T. R., Flynn, M. R. 2006. Computational fluid dynamics investigation of particle inhalability. J Aerosol Sci, 37: 750–765.
Belyaev, S. P., Levin, L. M. 1972. Investigation of aerosol aspiration by photographing particle tracks under flash illumination. J Aerosol Sci, 3: 127–140.
Bird, A. J. 2005. Use of numerical calculations to simulate the sampling efficiency performance of a personal aerosol sampler. Aerosol Sci Tech, 39: 596–610.
Breysse, P. N., Swift, D. L. 1990. Inhalability of large particles into the human nasal passage: in vivo studies in still air. Aerosol Sci Tech, 13:459–464.
Chen, Q. 1995. Comparison of different k-e models for indoor air flow computations. Numer Heat Tr B-Fund, 28: 353–369.
Chen, Q. Y., Chao, N.-T. 1997. Comparing turbulence models for buoyant plume and displacement ventilation simulation. Indoor Built Environ, 6: 140–149.
Hyun, S., Kleinstreuer, C. 2001. Numerical simulation of mixed convection heat and mass transfer in a human inhalation test chamber. Int JHeat Mass Transfer, 44: 2247–2260.
Inthavong, K., Tian, Z. F., Tu, J. Y. 2009. Effect of ventilation design on removal of particles in woodturning workstations. Build Environ, 44: 125–136.
Kennedy, N. J., Hinds, W. C. 2002. Inhalability of large solid particles. JAerosol Sci, 33:237–255.
Klepeis, N. E., Nelson, W. C., Ott, W. R., Robinson, J. P., Tsang, A. M., Switzer, P., Behar, J. V., Hern, S. C, Engelmann, W. H. 2001. The national human activity pattern survey (NHAPS): A resource for assessing exposure to environmental pollutants. J Expo Anal Env Epid, 11:231–252.
Lai, A. C. K. 2002. Particle deposition indoors: A review. Indoor Air, 12:211–214.
Licina, D., Tian, Y. L., Nazaroff, W. W. 2017. Inhalation intake fraction of particulate matter from localized indoor emissions. Build Environ, 123: 14–22.
Nazaroff, W. W. 2008. Inhalation intake fraction of pollutants from episodic indoor emissions. Build Environ, 43: 269–277.
Ramos, C. A., Reis, J. F., Almeida, T., Alves, F., Wolterbeek, H. T., Almeida, S. M. 2015. Estimating the inhaled dose of pollutants during indoor physical activity. Sci Total Environ, 527–528: 111–118.
Se, C. M. K., Inthavong, K., Tu, J. Y. 2010. Inhalability of micron particles through the nose and mouth. Inhal Toxicol, 22: 287–300.
Shi, S. S., Li, Y., Zhao, B. 2014. Deposition velocity of fine and ultrafine particles onto manikin surfaces in indoor environment of different facial air speeds. Build Environ, 81: 388–395.
Sleeth, D. K., Vincent, J. H. 2009. Inhalability for aerosols at ultra-low windspeeds. J Phys: Conf Ser, 151: 012062.
Speziale, C. G., Thangam, S. 1992. Analysis of an RNG based turbulence model for separated flows. Int J Eng Sci, 30: 1379–1388.
Tao, Y., Inthavong, K., Tu, J. Y. 2017. A numerical investigation of wind environment around a walking human body. J Wind Eng Ind Aerod, 168:9–19.
Thatcher, T. L., Lai, A. C. K., Moreno-Jackson, R., Sextro, R. G., Nazaroff, W. W. 2002. Effects of room furnishings and air speed on particle deposition rates indoors. Atmos Environ, 36: 1811–1819.
Yakhot, V., Orszag, S. A. 1986. Renormalization-group analysis of turbulence. Phys Rev Lett, 57: 1722–1724.
Yakhot, V., Orszag, S. A., Thangam, S., Gatski, T. B., Speziale, C. G. 1992. Development of turbulence models for shear flows by a double expansion technique. Phys Fluids A-Fluid, 4: 1510–1520.