一个基于CFD的猪场级猪病传播模型及其用于通风优化
Maryam Safari1, Christian Fleming2, Jason A Galvis2
1Department of Mechanical and Aerospace Engineering, North Carolina State University, Raleigh, NC, USA.
Epidemics
|May 31, 2025
概括
这项研究引入了一个框架,用计算流体动力学增强的SIR模型在猪舍中模拟空气传播疾病的传播. 优化通风和病房放置可显著减少疾病传播.
科学领域:
- 兽医流行病学 兽医流行病学
- 动物养殖 动物养殖
- 环境工程 环境工程
背景情况:
- 空气传播的传染病在封闭的牲畜设施中迅速传播,例如商业猪舍.
- 有效的疾病控制策略对于防止流行病在密集的动物种群中传播至关重要.
研究的目的:
- 开发一个研究空气传播疾病在猪舍中传播的框架.
- 为控制疾病,优化通风和病动物的置.
主要方法:
- 使用了与雷诺兹平均纳维埃-斯托克斯计算流体动力学 (CFD) 集成的易受感染-恢复 (SIR) 模型.
- 建立了一个基于空气传播病原体运输的笔对笔接触网络和传播矩阵.
- 采用遗传算法来优化通风扇的配置和放置.
主要成果:
- 病房的位置和通风系统显著影响了疾病传播的动态.
- 窗调整改变了疾病的传播,减少了64.8%或增加了5.8%.
- 与原始设置相比,优化通风可以平均减少20%的疾病传播.
结论:
- 用CFD增强的SIR模型提供了对病原体运输和疾病在谷仓内传播的洞察力.
- 对通风和病房的战略管理是减轻猪设施中空气传播疾病传播的关键.
