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超细颗粒物在非对称下呼吸道中沉积效应的数值模拟

Numerical simulation on deposition effects of ultrafine particles in the asymmetrical lower respiratory tract

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超细颗粒物质量轻、体积小,易在空气中传播及人体呼吸系统中沉积,引起慢性疾病甚至癌症.超细颗粒物在下呼吸道沉积的相关研究较少.本研究基于Yeh模型建立第1～10级三维人体非对称支气管模型,并利用EI-Basth模型描述颗粒沉积规律,采用计算流体力学方法模拟研究不同支气管的形状和直径以及超细颗粒物的不同物性,对其沉积效应的影响及其与细颗粒物的差别.研究表明,形状变化缓和以及较大的径向流体速度差是超细颗粒物发生沉积的有利条件,曳力对超细颗粒物的作用是超细颗粒物在下呼吸道沉积的根本原因.肺部的右上叶与左下叶相比于其他部分,对超细颗粒物有一定的富集作用,在进行环境健康风险评估时应着重考虑这两个部位.不同直径超细颗粒物和细颗粒物在第1～10级支气管的沉积效应有明显区别,但它们在此部分的沉积率都低于20％.本文可为研究大气环境质量对人体肺部健康状态的影响提供理论指导和科学依据.

庄依杰、马子健、龙霄翱、杨彦、余应新

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广东工业大学环境科学与工程学院,环境健康与污染控制研究院,粤港澳污染物暴露与健康联合实验室,广东省环境催化与健康风险控制重点实验室,广州510006

广东医科大学附属医院神经外科,湛江524023

化学与精细化工广东省实验室,汕头515041

超细颗粒物 非对称性下呼吸道 计算流体力学 沉积效应 环境健康

国家自然科学基金国家自然科学基金国家自然科学基金国家重点研发计划化学与精细化工广东省实验室科研启动项目

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2021

10.1360/TB-2021-0582

科学通报
中国科学院国家自然科学基金委员会

科学通报

CSTPCDCSCD北大核心
影响因子：1.269
ISSN：0023-074X
年,卷(期)：2021.66(31)
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