Физика

Описано поведение выделяемых при дыхании капель аэрозоля

Lewis Whyld/Flickr

Физики из Университета Хериота — Уатта и Эдинбургского университета создали математическую модель, которая разделяет выделяемые человеком при дыхании частицы по размерам и описывает их поведение. О своем исследовании ученые рассказали на страницах журнала Physics of Fluids.

Всемирная организация здравоохранения предупреждает о возможных последующих волнах пандемии коронавируса и планирует принять меры, которые позволят в долгосрочной перспективе защитить людей от заболевания.

В частности, для создания мер защиты необходима детальная информация о путях распространения инфекции. Считается, что чаще всего COVID-19 передается воздушно-капельным путем. При таком способе передачи крайне важно знать размеры содержащих вирус частиц, которые выделяет человек. В зависимости от этого можно будет сказать, какие из средств защиты и мер предосторожности эффективнее всего защищают от передачи инфекции.

Авторы нового исследования разработали математическую модель, описывающую процесс дыхания человека с точки зрения размера капель, которые при этом попадают в окружающую среду. При выдохе изо рта человека в воздух попадают капли разных размеров, и не все их них следуют за потоком воздуха. Исследователи в своей работе старались описать поведение и таких капель-«бунтарей».

Физики представили рот человека как точечный источник воздуха и частиц. Затем ученые смоделировали воздушный поток. Чтобы учесть размер и плотность капель, они использовали уравнение Макси — Райли, которое описывает движение небольшой, но конечной по размеру твердой сферы через жидкость. По словам исследователей, хоть эта модель и довольно проста, она позволяет четко распределить капли жидкости, выделяемые при дыхании, по размерам, установив каждому свой диапазон.

Теперь исследователи планируют создать аэрозольный экстрактор, чтобы обеспечить безопасность медиков во время широкого спектра процедур, в которых есть риск воздушно-капельного заражения. Экстракционные устройства, расположенные вблизи источников капель, могут эффективно улавливать их, если диаметр капли меньше человеческого волоса.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.