人体呼吸道内可吸入颗粒径向平面运动的CFD-DEM模拟

为分析呼吸道内可吸入颗粒物初始位置与输运特性之间的关系,构建了基于Weibel-23级肺结构的G3～G5级呼吸道模型.采用CFD-DEM方法模拟了球形可吸入颗粒物在呼吸道内的径向平面运动,分析了抛物面型速度进口条件下局部呼吸道的气相场速度分布特点和颗粒物在径向平面内分布位置、速度和颗粒物初始位置之间的关系.研究表明,模型入口中部的颗粒物在G4级壁面附近浓度较高,这是G4级呼吸道壁面产生沉积的原因,入口壁面附近的颗粒物主要分布在G4级中央偏分叉外侧分区;入口中部的颗粒物在G5级外侧分支内呼吸道外侧浓度分布较高,入口壁面附近的颗粒物位于呼吸道中部;入口中部的颗粒物在G5级内侧分支中主要分布于壁面附近和涡的边缘,而入口壁面附近颗粒物仅出现在涡的内部.