流體力學(xué)告訴你:新冠病毒的威力有多大?
通常,在美國(guó)社交距離social distance 規(guī)定人們公共場(chǎng)合下要保持1.8米的距離。然而,麻省理工學(xué)院的副教授流體力學(xué)專(zhuān)家Lydia Bourouiba發(fā)表在《美國(guó)醫(yī)學(xué)會(huì)雜志》上的一項(xiàng)研究中表明,在適當(dāng)?shù)臈l件下,噴嚏、咳嗽和呼氣產(chǎn)生的飛沫液滴可以在空氣中停留并擴(kuò)散超過(guò)8米遠(yuǎn)!

研究人員從不同角度拍攝了噴出的飛沫的走向,看不見(jiàn)的飛沫可以在空氣中擴(kuò)散至8米開(kāi)外。含有病毒的液霧或者液滴的擴(kuò)散距離與諸多因素有關(guān),比如人的生理特點(diǎn)、周?chē)h(huán)境、空氣的濕度和溫度等。咳嗽時(shí)病毒傳播的距離最遠(yuǎn)可達(dá)5到6米,而打噴嚏傳播距離最遠(yuǎn)則可至8米。

根據(jù)Bourouiba的研究,之所以新冠病毒傳播距離被嚴(yán)重低估,是由于人們對(duì)攜帶病毒液滴的細(xì)微程度和傳播廣度判斷不足。這類(lèi)液滴的尺寸達(dá)到微米級(jí),幾乎是看不見(jiàn)的。

噴嚏和咳嗽是由一團(tuán)攜帶周?chē)諝獾脑茍F(tuán)構(gòu)成的,云團(tuán)內(nèi)部傳輸著各種大小的水滴。這種被周?chē)諝鈯A住的浮云可以提供水滴的水分和熱量,防止其在外部蒸發(fā)。在氣體云中,一滴液滴的壽命可以大大延長(zhǎng),從幾秒鐘延長(zhǎng)到幾分鐘,最多可達(dá)1000倍。
CFD分析在預(yù)防病毒方面的研究
社交安全距離分析
病毒液滴可以在空氣中迅速擴(kuò)散??人援a(chǎn)生的水滴會(huì)擴(kuò)散到一米外的人的臉,脖子和衣服上。在兩米處,由于重力將載流液滴拉到地面,則風(fēng)險(xiǎn)會(huì)大大降低。

戶(hù)外鍛煉安全距離分析
在戶(hù)外鍛煉時(shí),標(biāo)準(zhǔn)的距離間隔是不夠安全的。TUe&KU Leuven公司的Bert Blocken和Fabio Malizia進(jìn)行的分析表明,需要更多的空間來(lái)避免跑步者或騎車(chē)人對(duì)病毒的傳播。

口罩佩戴的有效性分析
長(zhǎng)時(shí)間正確佩戴口罩可能會(huì)感到不適并引起不適,但是,必須確保口罩的有效性。

室內(nèi)消毒分析
對(duì)房間和設(shè)施進(jìn)行消毒(無(wú)論是為患者做準(zhǔn)備還是在發(fā)現(xiàn)病毒的地方),有助于遏制病毒的傳播并保護(hù)弱勢(shì)群體的健康。

疫苗生產(chǎn)研究
一旦確定了疫苗,生物制藥行業(yè)面臨的最大挑戰(zhàn)之一就是將疫苗的生產(chǎn)規(guī)模從實(shí)驗(yàn)室擴(kuò)大到工業(yè)規(guī)模。通過(guò)在虛擬環(huán)境中使用仿真,制藥公司可以增加他們第一次正確實(shí)施放大流程的機(jī)會(huì)。
呼吸機(jī)設(shè)計(jì)與制造分析
通過(guò)對(duì)吸入器如何將藥物輸送到肺部進(jìn)行建模,模擬可以幫助醫(yī)療設(shè)備公司改善吸入器的設(shè)計(jì),并幫助醫(yī)生培訓(xùn)患者如何使用吸入器以達(dá)到最佳效果。
吸入藥物分析
對(duì)吸入器如何將藥物輸送到肺部進(jìn)行建模,模擬可以幫助醫(yī)療設(shè)備公司改善吸入器的設(shè)計(jì),并幫助醫(yī)生培訓(xùn)患者如何使用吸入器以達(dá)到最佳效果。
