Моделирование распространения взвешенных частиц внутри модели дыхательной системы человека

Реалистичная модель дыхательной системы человека (A. F. Tena, P. Casan - Instituto Nacional de Silicosis;  J. Fernández, C. Ferrera, A. Marcos - Universidad de Extremadura, 2013).

Реалистичная модель дыхательной системы человека (A. F. Tena, P. Casan — Instituto Nacional de Silicosis; J. Fernández, C. Ferrera, A. Marcos — Universidad de Extremadura, 2013).

Мы живем в очень грязном мире: пассивно курим, вдыхаем загрязняющие вещества (промышленные газы, автомобильные выхлопы и пр.).

Постоянное длительное воздействие загрязненного воздуха и табачного дыма приводят к перегрузке и сбою защитных систем человека, и в первую очередь страдает наша дыхательная система. Развивается аллергия, воспаляются слизистые оболочки бронхов, не за горами хронический бронхит, рак и эмфизема лёгких.

Дыхательная система человека имеет ряд защитных механизмов, которые предохраняют нас от воздействия взвешенных частиц в окружающем нас воздухе. Волоски в носу фильтруют самые крупные частицы;  слизистая оболочка носовой полости, гортани и трахеи задерживает и растворяет более мелкие частицы.

Внешний вид легких с тяжелой судьбой. НЕ РЕКОМЕНДУЕТСЯ ДЛЯ ПРОСМОТРА ЛИЦАМ СО СЛАБОЙ ПСИХИКОЙ.

Внешний вид легких с тяжелой судьбой. НЕ РЕКОМЕНДУЕТСЯ ДЛЯ ПРОСМОТРА ЛИЦАМ СО СЛАБОЙ ПСИХИКОЙ.

Взвешенные частицы, включающие пыль, сажу, пыльцу растений, различаются по размерам и составу. Они могут либо непосредственно содержаться в воздушной среде, либо существуют в виде аэрозолей. Примерно половина частиц антропогенного происхождения выбрасывается в воздух из-за неполного сгорания топлива на транспорте и тепловых электростанциях. Наиболее канцерогенными и опасными для здоровья человека считаются частицы табачного дыма и асбеста.

Группа ученых из Национального Института Силикоза (Испания) и Университета Эстремадуры (Испания) выполнила численное моделирование процесса распространения взвешенных частиц внутри реалистичной модели дыхательной системы человека. Использовался ANSYS Fluent и инструменты пользовательского программирования (UDF). Оригинал статьи на английском языке вы можете скачать здесь:

Мне, как инженеру,имеющему хорошее биомедицинское образование, очень приятно, что современные CFD технологии находят все большее применение в медицине, биофизике и биотехнологиях. И я надеюсь, что и российские инженеры и ученые, в недалеком будущем найдут свою тропинку к безграничному миру численных технологий.