مدل اویلری جذب ذرات ریه در طی یک سیکل تنفسی

در این تحقیق، مدل دینامیکی جذب ذرات در ریه (شش ها) بر اساس دیدگاه اویلری- اویلری تدوین شده است. شبیه سازی مدل در طول کل ریه انجام شده و مقدار جذب در هر نسل از ریه بوسیله عددی معادله GDE بدست آمده است. همه مکانیزم های مختلف جذب ذرات منظور شده و تاثیر هر مکانیزم با توجه به اندازه ذرات تحلیل شده است. معادله GDE به صورت یک بعدی و با استفاده از روش مقاطع برای بدست آوردن توزیع ذرات تنفس شده در طول ریه حل شده است. برای شبیه سازی هندسه ریه از مدل متقارن ویبل و مدل نامتقارن هر سه فیلد استفاده شده که برای مدل هر سفیلد محاسبات برای هر پنج لوب ریه به صورت جداگانه انجام شده است. همچنین ناحیه آلویولی ریه در یک سیکل تنفسی با انبساط و انقباض منظور شده است. در این مقاله، رشد ذرات و برخورد ذرات با یکدیگر نیز مدل شده است. برای حل عددی معادله GDE از روش گام های زمانی متفاوت و روش زیر چرخه استفاده شده که با روش شبکه متحرک برای حل رشد ذرات و برخورد ذرات با یکدیگر ترکیب شده است. مقایسه نتایج با مقادیر آزمایشگاهی و نتایج عددی نتایج نشان می دهد که ذرات بزرگتر در ابتدای ریه و ذرات کوچکتر در قسمت های انتهایی ریه جذب می شوند و در حالتی که رشد و برخورد ذرات در نظر گرفته شوند جذب ذرات برای ذرات کوچکتر بیشتر می شود. نتایج نشان می دهند که بیشترین مقدار جذب ذرات در لوب راست ایین و کمترین مقدار جذب در لوب میانی رخ می دهد. مقدار جذب ذرات در مدل هر سفیلد در مقایسه با مدل ویبل کمتر می باشد.

کلیدواژه ها:

اویلری- اویلری ، ریه (شش ها) ، مدل ویبل ، مدل هرسفیلد ، ذرات ، لوب ، GDE