Skip to main content
SUPERVISOR
Mohammad saeed Saeedi,Mohsen DavazdahEmami
محمدسعید سعیدی (استاد راهنما) محسن دوازده امامی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Seyed Saeid Khalafvand
سیدسعید خلفوند

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1384

TITLE

Eulerian Modeling of Lung Deposition in a Respiratory Cycle
In this work, the dynamic deposition of particles in the lung is modeled based on the Eulerian-Eulerian approach. The whole lung is simulated and the deposition rate in each generation is derived by solving the aerosol General Dynamic Equation (GDE). All deposition mechanisms are considered and the effect of each mechanism for each particle size is studied. The one-dimensional GDE is solved by the fractional step method to obtain the size distribution of the inhaled particles in the lung. Also the alveolar region is considered to have expansion and contraction during a breathing cycle. In this article the growth and coagulation of particles are also modeled. In order to solve the GDE a computational method is implemented based on time-step splitting and subcycling approach, combined with a moving grid method for growth process. Comparison of the results with current experimental and numerical results shows a good agreement. Also it shows that larger particles deposit more on the upper region, while the smaller ones deposit more on the lower region of the lung. Including the effect of particle growth and coagulation increases the rate of deposition of smaller particles. The results show the maximum deposition occurs in right lower lobe and minimum deposition occurs in right middle lobe and that deposition fraction in Horsfield’s model is lower than Weibel’s model
در این تحقیق، مدل دینامیکی جذب ذرات در ریه (شش‌ها) بر اساس دیدگاه اویلری- اویلری تدوین شده‌ است. شبیه‌سازی مدل در طول کل ریه انجام شده و مقدار جذب در هر نسل از ریه بوسیله حل عددی معادله GDE بدست آمده است. همه مکانیزم‌های مختلف جذب ذرات منظور شده و تاثیر هر مکانیزم با توجه به اندازه ذرات تحلیل شده است. معادلهGDE به صورت یک بعدی و با استفاده از روش مقاطع برای بدست آوردن توزیع ذرات تنفس شده در طول ریه حل شده است. برای شبیه‌سازی هندسه ریه از مدل متقارن وایبل و رابی و مدل نامتقارن هرسفیلد استفاده شده که برای مدل هرسفیلد و رابی محاسبات برای هر پنج لوب ریه به صورت جداگانه انجام شده است. همچنین ناحیه آلویولی ریه در یک سیکل تنفسی با انبساط و انقباض منظور شده است. در این رساله، رشد ذرات و برخورد ذرات با یکدیگر نیز مدل شده است. برای حل عددی معادله GDE از روش گام‌های زمانی متفاوت و روش زیر چرخه استفاده شده که با روش شبکه متحرک برای حل رشد ذرات و برخورد ذرات با یکدیگر ترکیب شده است. مقایسه نتایج با مقادیر آزمایشگاهی و نتایج عددی نتایج نشان می‌دهد که ذرات بزرگتر در ابتدای ریه و ذرات کوچکتر در قسمت‌های انتهایی ریه جذب می‌شوند و در حالتی که رشد و برخورد ذرات در نظر گرفته شوند، جذب ذرات برای ذرات کوچکتر بیشتر می‌شود. نتایج نشان می‌دهند که بیشترین مقدار جذب ذرات در لوب راست پایین و کمترین مقدار جذب در لوب راست میانی رخ می دهد.مقدار جذب ذرات در مدل هرسفیلد در مقایسه با مدل ویبل کمتر می باشد.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی