بررسی تاثیر غضروف های نای در جریان هوای تنفسی با استفاده از شبیه سازی روش هیبریدی RANS-LES

یکی از مسائل مهم در شبیه سازی جریان تنفسی، مدلسازی است که در دو روش عمده مدل های آناتومیکی و مدلسازی از تصاویر سی تی اسکن انجام می شود. موضوع بررسی مقاله حاضر بررسی تاثیر مدلسازی غضروف های نای به عنوان نماینده ایی از برجستگی ها و فرورفتگی های طبیعی هندسه حل می باشد که در هر دو روش مدلسازی آناتومیکی و جداره صاف و بدون مدلسازی از تصاویر سی تی اسکن لحاظ نمی شوند. مدل های آناتومیکی نای را بدون هرگونه ناهمواری مدل کرده اند و در روش دوم نیز مسطح سازی باعث صاف شدن سطوح می گردد. از سوی دیگر در مهندسی اندرکنش سلول-سیال لازم است تا دقت حل مسئله در کنار دیواره ها که در اینجا سلول های اپیتلیال هستند دقیق شده باشد. از این رو پژوهش حاضر به منظور بررسی دینامیک سیالاتی جریان کنار دیواره ها، مدل هورسفیلد را بهبود بخشیده و با استفاده از روش WMLES تلاش کرده است تا در یک حل دقیق تر تنش برشی کنار دیواره ها را برای هر دو حالت مدل معمولی و مدل بهبودیافته بررسی نماید. افزودن غضروف ها در نای جریان را پیچیده و پر از جریان های گردشی می کنند، این ناپایداری ها موجب افزایش تنش برشی دیواره در نای و نسل دوم شده اند و در حقیقت تاثیر غضروف ها حتی در پروفیل سرعت در دو برونش پایین دست نای نیز بخوبی مشخص است از این رو نمی توان این غضروف ها را در تحلیل جریان تنفسی نادیده گرفت.

کلیدواژه ها:

Large Eddy Simulation ، WMLES method ، Tracheal Cartilage ، Wall shear stress ، روش شبیه سازی گردابه های بزرگ ، روش WMLES ، غضروف های نای ، تنش برشی دیواره