آخرین مطالب

درک انتقال بدون علامت قطرات در حمل و نقل عمومی —


همه‌گیری COVID-19 ضرورت درک چگونگی انتقال ویروس‌ها توسط سیستم‌های تهویه حمل‌ونقل عمومی و چگونگی تکامل قطرات بازدمی در فضاهای تهویه‌شده را آشکار کرده است. محققان به این فکر کرده اند که آیا می توان آن سیستم های تهویه را برای کاهش انتقال ویروس بهبود بخشید.

که در فیزیک سیالاتتوسط انتشارات AIP، محققان IBM Research Europe مدلی را با سطح بی سابقه ای از جزئیات و تمرکز بر شرایطی که بیشتر مشخصه انتقال بدون علامت هستند، توسعه دادند. مدل چند فیزیک شامل دینامیک هوا و قطرات، انتقال حرارت، تبخیر، رطوبت و اثرات سیستم‌های تهویه بود.

کارلوس پنیا مونفرر، نویسنده، می‌گوید: «با تجسم قطرات و جریان، متوجه تعداد پدیده‌های فیزیکی می‌شوید که در اطراف ما اتفاق می‌افتند که مورد توجه قرار نمی‌گیرند، مانند فعل و انفعالات پیچیده بین ستون‌های طبیعی بدن، بازدم و تهویه.» وقتی صحبت از پیشگیری از خطر عفونت می شود، این دقیقاً همان چیزی است که مهار آن را دشوار می کند.

محققان تجزیه و تحلیل کردند که وقتی قطرات گفتار از ردیفی از مسافران نشسته در یک فضای تهویه‌دار مانند وسایل نقلیه عمومی بازدم می‌شوند، چه اتفاقی می‌افتد. در برخی از این سیستم ها، هوا در بالا تزریق می شود و در پایین از طریق دریچه های نزدیک به صندلی های پنجره خارج می شود.

این یک چرخش داخلی برای افزایش راحتی حرارتی و حذف آلاینده ها ایجاد می کند، اما محققان علاقه مند بودند که آیا موقعیت های خاص صندلی بر گردش خون تأثیر منفی می گذارد یا خیر.

این تیم متوجه شدند که قطرات از صندلی پنجره بیشتر می‌شوند و کمی بعد از بازدم به میزان کمتری به فضای سایر مسافران حمله می‌کنند. علاوه بر این، قطرات رها شده از صندلی وسط مسافران راهرو را بیشتر آلوده می کند، که نشان می دهد جریان رو به پایین تهویه شخصی در صندلی های راهرو می تواند قطرات را به سمت پایین حرکت دهد و خطر عفونت را افزایش دهد.

قطرات رها شده از راهرو بلافاصله توسط سیستم تهویه به پایین کشیده شدند.

محققان سناریوهای مختلفی را با جزئیات دقیق مدل‌سازی کردند، مانند موقعیتی که مسافران در صندلی‌های مختلف یک مصوت را برای چند ثانیه تلفظ می‌کردند. با ایجاد نمایش دقیق میدان جریان و ردیابی تک تک قطرات، آنها توانستند مسیرهای تهویه خود را بازسازی کنند.

در آینده، این تیم شرایطی را بازتولید خواهد کرد که بیشتر نشان دهنده فعالیت های انسانی متنوع در وسایل نقلیه عمومی است تا به اطلاع رسانی اقدامات، طراحی و عملکرد سیستم های تهویه آینده برای محیط های امن تر کمک کند.

Peña-Monferrer می‌گوید: «این شبیه‌سازی‌های با وضوح بالا بر روی وسایل حمل‌ونقل عمومی متمرکز بودند، اما می‌توان آن‌ها را به ساختمان‌های تجاری یا مسکونی، مراکز مراقبت‌های بهداشتی، دفاتر یا مدارس گسترش داد.

منبع داستان:

مواد ارائه شده توسط موسسه فیزیک آمریکا. توجه: محتوا ممکن است برای سبک و طول ویرایش شود.