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Transmisión interior de gotas respiratorias bajo diferentes sistemas de ventilación utilizando el enfoque euleriano para la fase dispersa

Autores: Feng, Yi; Li, Dongyue; Marchisio, Daniele; Vanni, Marco; Buffo, Antonio

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2025

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Acceso abierto

Artículo científico
2025

Transmisión interior de gotas respiratorias bajo diferentes sistemas de ventilación utilizando el enfoque euleriano para la fase dispersa


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Mecánica

Palabras clave

Enfermedades infecciosas
Sistemas de ventilación
Métodos de dinámica de fluidos
Marco euleriano
Marco lagrangiano
Infecciones en interiores

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Las enfermedades infecciosas pueden propagarse a través de gotas respiratorias cargadas de virus exhaladas al aire. Los sistemas de ventilación son cruciales en entornos interiores, ya que pueden diluir o eliminar estas gotas, subrayando la importancia de comprender su eficacia en la gestión de infecciones en interiores. Dentro del campo de los métodos de dinámica de fluidos, las gotas dispersas pueden abordarse a través de un marco lagrangiano o un marco euleriano. En este estudio, se comparan sistemáticamente varias metodologías eulerianas con el enfoque euleriano-lagrangiano (E-L) en tres escenarios diferentes: el modelo pseudo-fase única (PSPM) para evaluar el transporte de contaminantes gaseosos en una oficina con ventilación por desplazamiento (DV), ventilación estratificada (SV) y ventilación por mezcla (MV); el modelo de dos fluidos (TFM) para evaluar el transporte de partículas no evaporantes dentro de una oficina con DV y MV; y el enfoque de modelo de dos fluidos-ecuación de balance poblacional (TFM-PBE) para analizar el transporte de gotas evaporantes en una sala con MV. Los enfoques euleriano y lagrangiano presentan un acuerdo similar con los datos experimentales, lo que indica que los dos enfoques son comparables en precisión. El costo computacional del enfoque E-L está estrechamente relacionado con el número de gotas rastreadas; por lo tanto, se recomienda el enfoque euleriano cuando el número de gotas requeridas por la simulación es grande. Finalmente, se presentan y discuten los rendimientos de DV, SV y MV. DV crea un entorno estratificado debido a los flujos de flotabilidad, que transportan las gotas respiratorias hacia arriba. MV proporciona un entorno bien mezclado, resultando en una dispersión uniforme de gotas. SV suministra aire fresco directamente a la zona de respiración, reduciendo así de manera efectiva el riesgo de infección. En consecuencia, DV y SV son preferidos para reducir la infección en interiores.

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