二维涡旋流对自由下落唾液液滴的扩散作用
流体动力学
2022-12-27 v2
摘要
室内尾流结构对呼吸道唾液液滴的扩散可能加剧多种传染病的传播，因为尾流将载病毒液滴散布到整个房间。因此，本研究分析了涡旋尾流结构与呼出的多组分唾液液滴之间的相互作用。选取一个自推进且解析描述的偶极涡旋作为模型尾流，使其穿过一团微米级蒸发的唾液液滴。液滴的空间位置、速度、直径和温度被追踪并与局部流场耦合。首次纳入并分析了尾流结构衰减，证明其对准确预测扩散液滴的沉降距离至关重要。该模型还考虑了唾液中的非挥发性组分，充分捕捉了液滴向气溶胶转变的本质并预测了残余气溶胶的平衡直径。我们的解析模型揭示了尾流、液滴弛豫时间、重力和输运现象之间非直观的相互作用。我们揭示，在适当条件下，载病毒唾液液滴的迁移距离可能比载流特征尺度大两个数量级。此外，考虑液滴内非挥发性成分可能导致与未蒸发颗粒或纯水滴根本不同的扩散和沉降行为。因此，我们建议，在旨在评估空气传播呼吸道液滴扩散的高保真模拟中，采用更复杂的蒸发模型可能是关键。
引用
@article{arxiv.2201.00397,
title = {Dispersion of Free-Falling Saliva Droplets by Two-Dimensional Vortical Flows},
author = {Orr Avni and Yuval Dagan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2201.00397},
year = {2022}
}
备注
arXiv admin note: text overlap with arXiv:2108.07068