Modares Mechanical Engineering
مهندسی مکانیک مدرس
Modares Mechanical Engineering
Engineering & Technology
http://mme.modares.ac.ir
1
admin
1027-5940
2476-6909
10.22034/mme
fa
jalali
1398
1
1
gregorian
2019
4
1
19
4
online
1
fulltext
fa
شبیهسازی عددی پخش ذرات اطراف سیستم تنفسی یک مانکن در حالت ایستاده و خوابیده در داخل اتاق
Numerical Simulation of Particle Dispersion around Respiratory System of a Standing and Sleeping Mannequin inside a Room
<div style="text-align: justify;"><span style="font-size:12px;"><span style="font-family:iransharp;">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 عکسهای سیتی اسکن تولید و روی مانکنی سهبُعدی سوار شده است. مانکن درون اتاقی دارای ۴ دریچه خروجی و ۲ دریچه ورودی در حالت ایستاده و در حالت خوابیده مورد ارزیابی قرار گرفته است. برای شبیهسازی میدان جریان از نرمافزار انسیس فلوئنت ۱۷/۲ و برای مدلسازی آشفتگی از مدل آشفته چهارمعادلهای انتقال تنش برشی گذار استفاده شده است. شبیهسازیها در ۳ مقدار متفاوت دبی تنفسی در حالت دم و برای ذراتی در ۴ قطر متفاوت انجام شدهاند. نتایج نشان میدهد که میزان نشست ذرات روی سطوح مانکن خوابیده بهعلت نیروی گرانش بیشتر از مانکن ایستاده است. میزان ورود ذرات به سیستم تنفسی مانکن کمتر از ۰/۴% کل ذرات ورودی است. همچنین بینی ذرات بزرگ را جذب میکند، در حالی که با کاهش قطر ذرات، میزان بیشتری از ذرات در قسمتهای پایینتر سیستم تنفسی رسوب میکنند.</span></span></div>
<div style="text-align: justify;">In this paper, the effect of a mannequin location with an integrated respiratory system in a ventilated room on the flow field and particle dispersion was evaluated, using numerical simulations. Dispersion and deposition of particles inside the respiratory system and inside the room have been investigated, using a Lagrangian approach. The respiratory system contains the nasal airway, nasopharynx, oropharynx, and larynx, trachea, which has been generated from CT scan images and installed on a 3D mannequin model. The evaluation conditions varied as standing and sleeping mannequins form in a room that includes 2 input dampers and 4 output dampers. For simulation of the flow field, the ANSYS FLUENT software- version 17.2 with the 4-equation SST transition turbulence model have been used. Simulations have been performed for 3 different respiration flow rates and 4 different particle diameters. Results indicate higher deposition on the sleeping model rather than standing model due to gravitational effect. The total aspiration of particles inside the respiratory system was less than 0.4%. In addition, the nasal cavity captures large particles, while for small particles, higher deposition occurs in the lower parts of the respiratory tract.</div>
مانکن ایستاده و خوابیده, ذرات معلق, سیستم تنفسی, دینامیک سیالات محاسباتی
Standing and Sleeping Mannequins, Particulate Matter, Respiratory System, CFD
877
885
http://mme.modares.ac.ir/browse.php?a_code=A-10-39785-1&slc_lang=fa&sid=15
N.
Parsa Mofrad
نیما
پارسامفرد
1003194753284600114535
1003194753284600114535
No
Mechanical Engineering Department, Engineering Faculty, Shiraz Branch, Islamic Azad University, Shiraz, Iran
گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی، واحد شیراز، دانشگاه آزاد اسلامی، شیراز، ایران
M.M.
Tavakol
محمدمهدی
توکل
tavakol@iaushiraz.ac.ir
1003194753284600114536
1003194753284600114536
Yes
Mechanical Engineering Department, Engineering Faculty, Shiraz Branch, Islamic Azad University, Shiraz, Iran
گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی، واحد شیراز، دانشگاه آزاد اسلامی، شیراز، ایران