شبیه سازی عددی جریان هوا در مجاری نای- برونشی انسان

شناخت رفتار و الگوی جریان در مجاری تنفسی انسان به علت اینکه اساس شناخت حرکت و نشست ذرات در سیستم تنفسی است و کمک به پیش بینی اثر داروهای تنفسی، آلاینده ها و بیماری هایی از جمله سرطان می کند، در دهه های اخیر مورد توجه محققین قرار گرفته است. از این رو در این مطالعه اثر دو شرط مرزی: (1) دبی جریان خروجی یکسان در تمامی خروجی ها و (2) فشار ایستای برابر با صفر در تمامی خروجی ها، و تغییرات دبی ورودی جریان بر روی توزیع دبی جریان، الگوی جریان و نواحی جریان بازگشتی، به صورت پایا در نرخ های تنفسی 12 تا 48 لیتر بر دقیقه، برای مدلی سه بعدی، نامتقارن و شامل 4 نسل از مجاری نای-برونشی به صورت عددی مورد بررسی قرار گرفته است. تخمین توزیع دبی جریان در ریه در مقایسه با توزیع واقعی دبی در حالت استفاده از شرط مرزی 1 به مراتب بهتر از شرط مرزی 2 می باشد. با افزایش دبی ورودی، توزیع دبی در حالت استفاده از شرط مرزی 2 تغییر نمی کند ولی در استفاده از شرط مرزی 1 دست خوش تغییرات می شود. الگوی جریان در مقاطع پایینی به علت انحنای مجاری که باعث به وجود آمدن جریان دین می شود، به مراتب پیچیده تر از مقاطع بالایی است به خصوص هنگامی که این انحنا در صفحه ای غیر مسطح با مجرای قبلی باشد. نواحی جریان بازگشتی در حالت استفاده از شرط مرزی 2 بیشتر از دیگر حالت ها است و با افزایش دبی ورودی بر تعداد آن ها افزایش می یابد.