شبيه سازي سه بعدي جريان هوا در دستگاه تنفسي انسان

در پژوهش حاضر، سيستم تنفسي انسان از مجراي دهان مورد مطالعه عددي قرار گرفته است. معادلات حاكم بر جريان با استفاده از روش حجم محدود فشار مبنا حل شده و الگوريتم SIMPLE براي كوپلينگ سرعتفشار مورد استفاده قرار گرفته است. همچنين، مدل آشفتگي κω SST جهت مدل كردن جريان هواي مغشوش مورد استفاده قرار مي گيرد. داده هاي مورد استفاده بر اساس اطلاعات واقعي سيستم تنفسي انسان است. هدف اصلي اين پژوهش، تعيين مقدار بهينه ي هواي ورودي با استفاده از شرايط مرزي مختلف و نيز توصيف رفتار هر يك از بخش هاي سيستم تنفسي در شرايط واقعي است. نتايج نشان دادند كه افزايش دبي با افزايش سرعت كلي نسبت مستقيم دارد و با افزايش ميزان نوسانات سرعت، مقدار آشفتگي جريان هوا افزايش مي يابد. در حالت تنفس عادي، مقدار سرعت تا 1.4 متر بر ثانيه نيز مي رسد. مقدار سرعت براي دبي 10 ليتر بر دقيقه تا سرعت 0.48 كاهش و براي دبي 120 ليتر بر دقيقه تا 5.4 افزايش مي يابد. دريافته شد كه رفتار حلق دهاني به جز در حالت استاندارد كه دبي 30 ليتر بر دقيقه است، بي ثبات و متفاوت است.