顆粒物在人體上呼吸道內(nèi)運(yùn)動(dòng)沉降規(guī)律的研究.pdf

1、大氣污染對(duì)人類健康的影響早已引起世界各國(guó)的廣泛關(guān)注，大氣中的懸浮顆粒物是引起大氣污染的主要因素之一。其中，可吸入顆粒物是大氣中能夠吸入下呼吸道的顆粒物，大量流行病學(xué)研究表明它與呼吸系統(tǒng)疾病有關(guān)。因此，對(duì)人體上呼吸道內(nèi)流場(chǎng)及可吸入顆粒物運(yùn)動(dòng)沉降規(guī)律的研究具有十分重要的意義。 本文在總結(jié)了國(guó)內(nèi)外研究工作的基礎(chǔ)上，建立了一個(gè)完整的從人體口腔到前三級(jí)支氣管的3維幾何模型，運(yùn)用CFD商業(yè)軟件分別對(duì)穩(wěn)態(tài)呼吸時(shí)三種呼吸強(qiáng)度(Q=30 L/m

2、in、Q=60 L/min和Q=90 L/min)下氣道內(nèi)的流場(chǎng)特性以及非穩(wěn)態(tài)呼吸時(shí)不同時(shí)刻氣道內(nèi)的流場(chǎng)特性進(jìn)行了數(shù)值模擬研究。基于上述研究，在拉格朗日框架下追蹤研究了可吸入顆粒物的運(yùn)動(dòng)軌跡，并統(tǒng)計(jì)了顆粒在氣道內(nèi)不同部位的沉積分?jǐn)?shù)。將數(shù)值模擬結(jié)果與已有的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了對(duì)比，表明數(shù)值模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合良好。 利用建立的模型，分別采用標(biāo)準(zhǔn)к-ε和RNGк-ε湍流模型對(duì)人體上呼吸道內(nèi)的流場(chǎng)進(jìn)行了模擬計(jì)算。通過(guò)分析流場(chǎng)特性得知，呼