تحلیل عددی اثر تغییرات شتاب گرانشی بر نشست ذرات معلق در مسیرهای هوایی نای-برونشی انسان: شبیه سازی محاسباتی سه بعدی

در جهت پیش‌بینی ایجاد برخی بیماری‌های تنفسی و آثار آنها در مجاری و یا پیش‌بینی دوز و اثر داروهای تنفسی جهت کنترل یا درمان این بیماری‌ها، بحث رسوب آئروسل‌های دارویی و ذرات بیماری‌زا مطرح می‌شود. از جمله عوامل مؤثر بر رسوب ذرات در مجاری تنفسی می‌توان به الگوی تنفس و جریان در مجاری، اندازه و چگالی ذرات، هندسه مجاری و نیروی گرانش وارد بر این ذرات اشاره کرد. در این مطالعه، به بررسی اصلاح و تغییر الگوی جریان در مجاری تنفسی با اعمال شروط مرزی متفاوت در خروجی و تأثیر این الگوهای مختلف جریان بر روی رسوب ذرات آهن پرداخته شد. با حفظ برخی از این الگوها، به‌طور همزمان تأثیر جهت اعمال و مقدار نیروی گرانش (از شرایط گرانش ناچیز تا حالت معمول روی سطح زمین) بر این ذرات، بررسی شد. از دو سرعت ورودی جریان 2 و 4 متر بر ثانیه به‌منظور تغییر در ماهیت جریان سیال از آرام به آشفته استفاده شد و دو اندازه ذره 4 و 8 میکرونی برای ذرات آهن فرض شد. نتایج، افزایش رسوب ذرات با افزایش مقدار نیروی گرانش و تأثیر تغییر جهت این نیرو از حالت هم‌راستا با جریان ورودی (جهت X) به حالت عمود بر جریان ورودی (جهت Y) را به‌عنوان عامل مؤثر در تشدید این افزایش نشان داد. الگوی جریان اصلاح‌شده در مجاری که عاری از جریان‌های بازگشتی و جریان‌های ثانویه می‌باشد، مقادیر این رسوب را کاهش داد و عکس این نتیجه را با افزایش اندازه ذرات آهن به‌همراه داشت.

کلیدواژه ها:

سیالات زیستی ، آئروسل ، دینامیک سیالات محاسباتی ، مسیرهای هوایی نای-برونشی