Продолжающаяся пандемия COVID-19 побудила многих исследователей изучить воздушно-капельную передачу вируса в различных условиях и средах. Последние исследования начинают включать важные аспекты физики жидкости, чтобы углубить понимание людей о передаче вирусов. В новой статье в Physics of Fluids ученые из Института высокопроизводительных вычислений A*STAR провели исследование дисперсии капель с использованием высокоточного моделирования воздушного потока. Эксперты обнаружили, что одна капля от кашля размером 100 мкм при скорости ветра 2 м/с способна переместиться на расстояние до 6,6 метра и даже дальше при условиях сухого воздуха.
Исследователям удалось смоделировать потоки воздуха и капли от кашля вокруг человеческих тел при различных скоростях ветра и воздействии других факторов окружающей среды.
При типичном кашле выделяется около тысячи капель. Ученые обнаружили, что наиболее крупные из них быстро оседают на земле из-за силы тяжести, но могут выбрасываться струей кашля на 1 метр даже без ветра. Капли среднего размера испаряются на более мелкие, которые легче переносятся ветром и распространяются дальше.
Исследователи предлагают более подробную картину дисперсии капель. При моделировании распространения капель в воздухе они учли биологические аспекты вируса. Речь идет о нелетучих компонентах при испарении капель.
«Испаряющаяся капля сохраняет нелетучие вирусные компоненты, поэтому вирусная нагрузка увеличивается, — объясняет автор исследования Хунъин Ли. Капли, которые в итоге становятся аэрозолями, более восприимчивы к вдыханию глубоко в легкие. Это и вызывает инфекцию в нижних отделах дыхательных путей, а не крупные неиспарившиеся капли кашля».
Эти результаты также во многом зависят от условий окружающей среды, таких как скорость ветра, уровень влажности и температура окружающего воздуха. Также выводы ученых основаны на предположениях, сделанных из существующей научной литературы о жизнеспособности вируса COVID-19.
Читать также
Годовая миссия в Арктике закончилась, и данные неутешительны. Что ждет человечество?
Ученые пытаются понять, сколько живет нейтрон. Почему это так сложно и важно?