不同空调环境下鼻腔内环境的数值模拟

为了研究不同空调环境下的吸入气流对鼻腔温湿度调节功能的影响,了解外界环境的变化对鼻腔内环境变化的影响,根据健康人体CT扫描切片重建3D鼻腔模型,利用Transition SST湍流模型和组分输运模型进行数值计算,分析了不同室内空调环境下人体鼻腔内环境的分布规律及其对鼻腔温湿度调节功能的影响。通过数值计算得到了鼻腔内详细的气流速度场、温度场、相对湿度场分布,结果显示在温湿度分别为18℃/30%、24℃/50%和28℃/70%的典型空调环境工况下,较为低温低湿的空调环境使鼻腔内部存在更大的低温干燥区;18℃条件下鼻腔内环境有63%的区域温度低于33℃;18℃/30%RH条件下呼吸蒸发水量是28℃/70%RH下的1.73倍;在咽部出口处吸入气流基本能被调节至满足进入下呼吸道的条件。可见室内空调工况对鼻腔内环境存在影响,较低湿度和温度的室内环境增加鼻腔调节负荷;本文应用的数值模拟方法可以较为准确且快速地模拟人体鼻腔内的气流及热湿交换,可应用于不同环境对鼻咽功能结构影响的量化评价及辅助临床评估诊断。