气溶振动:量化在小滴中封装的颗粒上的水力动力学压力因素
Oliver McRae1, Kenneth R Mead2, James C Bird1
1Department of Mechanical Engineering, Boston University, Boston, Massachusetts 02215, USA.
Physical review fluids
|June 13, 2023
概括
在气溶化过程中病原体的生存对于感染的传播至关重要. 这项研究揭示,滴滴缩会产生强烈的水力动力压力,可能会损害微生物并影响疾病传播.
科学领域:
- 流体动力学 流体动力学
- 微生物学 微生物学
- 传染病传播 传染病传播
背景情况:
- 下呼吸道感染通过来自各种来源的气溶传播.
- 在气溶化过程中病原体的生存对于感染至关重要.
- 滴滴挤压过程可能会产生破坏性的水力动力学压力因素.
研究的目的:
- 量化病原体在滴滴生成过程中暴露于水力动力压力因素的概率.
- 了解滴滴大小如何影响暴露于有害力量.
- 通过不同的气溶化机制来预测病原体应激暴露.
主要方法:
- 滴滴形成的数值模拟.
- 自相似动力学的应用.
- 计算水力动力应力,能量消耗率和液滴内的应变率.
主要成果:
- 小滴 (<5微米) 中的微粒面临着暴露于破坏性水力动力应力 (>104Pa) 的高概率.
- 暴露水平可以根据滴滴大小,表面张力和密度来预测.
- 扣断奇点流量决定了水力动力学压力因素的分布.
结论:
- 气溶激发和相关的水力动力压力因素是病原体传播的潜在因素.
- 这项研究提供了一个预测框架,以了解在气溶化过程中病原体的生存能力.
- 这些发现表明,滴滴断过程中的流体动力学是微生物生存的关键决定因素.
