可吸入颗粒物在人体上呼吸道中运动沉积的数值模拟

发布时间：2024-09-17 14:11

　　大气污染已成为人类面临最为严重的危机,而大气中的悬浮颗粒物则是造成 大气污染的主要因素之一。悬浮颗粒物中主要有粉尘、煤烟及烟雾等各种固态或 液态颗粒,按照其粒径的大小可分为:粒径≤100μm的总悬浮颗粒物 (TSP)、 粒径≤10μm的可吸入颗粒物 (PM10) 与粒径≤2.5μm的小颗粒物 (PM2.5)。 其中粒径≤10μm的可吸入颗粒物能在大气中停留几天或数十天,漂浮范围从几 公里到上千公里,几乎不能靠重力沉降,并且可吸入颗粒物的表面吸附有大量的 有毒有害物质,因此它们不仅会对大气能见度和气候有巨大的作用,更对人体健 康造成巨大的威胁。大气中的可吸入颗粒物经呼吸道进入人体后,可导致呼吸道 炎症、慢性支气管炎、支气管哮喘等多种疾病,并成为促发肺癌、心血管疾病的 危险因素。因此,掌握可吸入颗粒物在人体呼吸道中的运动沉积状况对治疗学、 毒理学和人体的健康性评估都具有重要的指导意义,但迄今为止这方面的研究工 作还做的...

【文章页数】：89 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    §1.1 研究背景
        §1.1.1 可吸入颗粒物的定义及污染现状
        §1.1.2 可吸入颗粒物所含化学组分及对人体健康的危害
            §1.1.2.1 可吸入颗粒物所含的化学组分
            §1.1.2.2 可吸入颗粒物对人体健康的危害
        §1.1.3 可吸入颗粒物在人体呼吸道中的运动清除状况
            §1.1.3.1 可吸入颗粒物在呼吸道内的沉积状况及停留时间
            §1.1.3.2 影响可吸入颗粒物进行沉积的主要因素
    §1.2 研究进展
    §1.3 本文的主要研究内容及意义
第二章 可吸入颗粒在人体上呼吸道中运动沉积的数值模拟基础
    §2.1 三维湍流气相模型的建立
        §2.1.1 湍流的基本方程
        §2.1.2 湍流数值模拟方法及其模型
            §2.1.2.1 直接数值模拟
            §2.1.2.2 统计平均法
            §2.1.2.3 大涡模拟
            §2.1.2.4 Reynolds平均法
        §2.1.3 气相流体模型流场的数值解法
    §2.2 颗粒运动方程
第三章 可吸入颗粒物在人体上呼吸道中运动沉积的数值模拟
    §3.1 三维人体上呼吸道物理模型的建立
    §3.2 三维计算网格和数值方法
    §3.3 呼吸过程中气流场的分析与讨论
        §3.3.1 稳态呼吸Q=30L/min时的气流场分析
        §3.3.2 稳态呼吸Q=60L/min时的气流场分析
        §3.3.2 稳态呼吸Q=90L/min时的气流场分析
    §3.4 本章小结
第四章 可吸入颗粒物在人体上呼吸道内的运动沉积
    §4.1 数值模拟的结果与实验数据的对比
    §4.2 稳态呼吸时可吸入颗粒物运动沉积的结果与分析
        §4.2.1 稳态呼吸Q=30L/min时颗粒运动特性分析
        §4.2.2 稳态呼吸Q=60L/min时颗粒运动特性分析
        §4.2.3 稳态呼吸Q=90 L/min时颗粒运动特性分析
        §4.2.4 稳态呼吸时可吸入颗粒物的沉积特性分析
    §4.3 非稳态呼吸时可吸入颗粒的沉积率
        §4.3.1 非稳态呼吸Q=30L/min时颗粒运动特性分析
        §4.3.2 非稳态呼吸Q=60L/min时颗粒运动特性分析
        §4.3.3 非稳态呼吸Q=90L/min时颗粒运动特性分析
        §4.3.4 非稳态呼吸时可吸入颗粒物的沉积特性分析
    §4.4 本章小结
第五章 全文的总结及展望
    §5.1 研究总结
    §5.2 研究展望
参考文献
致谢



本文编号：4005563