脉动性对呼气流中颗粒扩散的作用
流体动力学
2021-04-21 v1
摘要
呼气事件（如咳嗽）通常具有脉动性，并产生输运呼吸颗粒的涡旋流动结构。本工作中，我们对湍流脉动射流进行直接数值模拟（DNS），并结合微米级液滴的拉格朗日颗粒追踪，以研究二次和三次呼出对颗粒扩散与穿透的作用。射流孔口处给定由湍流管流 DNS 得到的充分发展湍流。孔口体积流率按阻尼正弦波随时间调制，从而可控制脉冲数、持续时间和峰值振幅。对单脉冲、双脉冲和三脉冲射流所产生的涡结构进行分析。随后将颗粒云的演化与现有单脉冲模型进行比较。研究发现，增强的脉动性会阻碍整个颗粒云的扩散与穿透。然而，由于涡结构下游的加速作用，源自二次或三次呼出的颗粒其穿透得到增强。
引用
@article{arxiv.2103.00581,
title = {Role of pulsatility on particle dispersion in expiratory flows},
author = {K. Monroe and Y. Yao and A. Lattanzi and V. Raghav and J. Capecelatro},
journal= {arXiv preprint arXiv:2103.00581},
year = {2021}
}