شبیه سازی عددی پخش ذرات اطراف سیستم تنفسی یک مانکن در حالت ایستاده و خوابیده در داخل اتاق

در این مقاله تاثیر موقعیت مانکن به همراه سیستم تنفسی در اتاق دارای سیستم تهویه بر میدان جریان و پخش ذرات به صورت عددی بررسی شده است. میزان جذب و نشست ذرات درون سیستم تنفسی و اتاق از دیدگاه لاگرانژی مورد مطالعه قرار گرفته است. سیستم تنفسی مورد بررسی شامل بینی، حلق فوقانی، حلق تحتانی، حنجره و نای بوده که توسط عکس های سی تی اسکن تولید و روی مانکنی سه بعدی سوار شده است. مانکن درون اتاقی دارای 4 دریچه خروجی و 2 دریچه ورودی در حالت ایستاده و در حالت خوابیده مورد ارزیابی قرار گرفته است. برای شبیه سازی میدان جریان از نرم افزار انسیس فلوئنت 17/2 و برای مدل سازی آشفتگی از مدل آشفته چهارمعادله ای انتقال تنش برشی گذار استفاده شده است. شبیه سازی ها در 3 مقدار متفاوت دبی تنفسی در حالت دم و برای ذراتی در 4 قطر متفاوت انجام شده اند. نتایج نشان می دهد که میزان نشست ذرات روی سطوح مانکن خوابیده به علت نیروی گرانش بیشتر از مانکن ایستاده است. میزان ورود ذرات به سیستم تنفسی مانکن کمتر از 0/4% کل ذرات ورودی است. همچنین بینی ذرات بزرگ را جذب می کند، در حالی که با کاهش قطر ذرات، میزان بیشتری از ذرات در قسمت های پایین تر سیستم تنفسی رسوب می کنند.