شبيه‌سازي عددي جريان هوا، انتقال حرارت و رطوبت در حفره‌ي بيني انسان قبل و بعد از جراحي مجازي توربينكتومي

Numerical Simulation of Flow Field, Heat and Moisture Transfer in the Human Nasal Cavity Pre and Post Virtual Turbinectomy

توربينيت‌ها در گرم و مرطوب كردن هواي عبوري از بيني نقش مهمي داشته و جريان عبوري از مجراي بيني را تحت تاثير قرار مي‌دهند. هدف اين پژوهش، مدل­سازي تاثيرات برداشتن توربينيت تحتاني بر ميدان جريان، انتقال حرارت و رطوبت از مخاط حفره­ي بيني به هوا و مقايسه‌ي آن­ها در قبل و بعد از جراحي مي‌باشد. عمل توربينكتومي به صورت مجازي روي مدل محاسباتي و تحت نظر متخصص صورت گرفته است. در اين پژوهش جريان به صورت آرام و غيردائمي و ديواره­ي مجراي بيني به صورت صلب و با شرط عدم لغزش در نظر گرفته شده و هم­چنين مخاط روي سطح ديواره­ي مجراي بيني با ضخامت ثابت مدل­ سازي شده است. دما و رطوبت روي سطح مخاط با استفاده از محاسبات به دست مي­ آيد. نتايج نشان مي ­دهد كه برداشتن توربينيت تحتاني به ميزان قابل توجهي روي عمل‌كرد گرم و مرطوب كردن هواي ورودي به بيني تاثير مي­ گذارد. ميانگين مقدار هر دو شار حرارت و رطوبت براي حالت بعد از جراحي كم‌تر است.

Turbinates play an important role in conditioning of inhaled air and affect the airflow passing the nasal cavity. The purpose of this study is to investigate the effect of removing inferior turbinate on flow field, heat and moisture transfer from mucosa into the inhaled-air in a human nasal cavity and comparison of them before and after the surgery. Turbinectomy was performed virtually on the computational model under the specialist’s supervision. In this study the airflow assumed to be laminar and unsteady. The nasal wall assumed to be rigid and no slip boundary condition was set. Moreover, the mucous layer assumed to be within fixed thickness in all over nasal cavity surface. The temperature and humidity distribution over the surface of mucusa are found by numerical computation. The results depict that conditioning of the nasal airway deteriorates by removing the inferior turbinate. For a specific air flow rate, both the heat and moisture flux averages decrease after surgery.