Вычислительное моделирование было использовано для точного прогнозирования воздушного потока и распределения капель в ситуациях, когда COVID-19 может быть распространен. Результаты, опубликованные в журнале Physics of Fluids, показывают важность формы пространства при моделировании движения капель вируса в воздухе.

Моделирование используется для определения структуры потока за идущим человеком в пространствах различной формы. Результаты показывают более высокий риск передачи инфекции у детей в некоторых случаях, например, за быстро движущимися людьми в длинном узком коридоре.

Предыдущие исследования с использованием этого метода моделирования помогли ученым понять влияние объектов, таких как стеклянные барьеры, окна, кондиционеры и туалеты, на характер воздушного потока и распространение вируса. Предыдущие симуляции обычно предполагали большое, открытое внутреннее пространство, но не учитывали влияние соседних стен, как те, которые могут существовать в узком коридоре.

Если человек, идущий по коридору, кашляет, его дыхание выбрасывает капли, которые перемещаются вокруг и позади его тела, образуя след, как лодка образует след в воде, когда она движется. Исследование показало существование "пузыря рециркуляции" непосредственно за туловищем человека и длинного следа, вытекающего за ними примерно на высоте талии.

"Обнаруженные нами закономерности течения сильно связаны с формой человеческого тела", - сказал автор Сяолей Ян. "В 2 метрах ниже по течению след почти незначителен на высоте рта и высоты ног, но все еще виден на высоте талии."

После того, как были определены схемы воздушного потока, исследование смоделировало рассеивание облака капель, выбрасываемых изо рта моделируемого человека. Форма пространства, окружающего движущегося человека, особенно важна для этой части расчета.

Обнаружено два типа режимов рассеивания. В одном режиме облако капель отделяется от движущегося человека и плывет далеко позади него, создавая плавающий пузырь из зараженных вирусом капель. В другом режиме облако прикрепляется к спине человека, волочась за ним, как хвост, когда они перемещаются в пространстве.

"Для отсоединенного режима концентрация капель намного выше, чем для присоединенного режима, через пять секунд после кашля", - сказал Ян. "Это создает большую проблему в определении безопасной социальной дистанции в таких местах, как очень узкий коридор, где человек может вдыхать вирусные капли, даже если пациент находится далеко перед ним."

Опасность особенно велика для детей, так как в обоих режимах облако капель парит на расстоянии над землей, которое составляет примерно половину высоты зараженного человека—другими словами, на уровне рта у детей.

ИСТОЧНИК