Tüsszentésszimuláció – akár még ez is szimulálható a Solid Edge FloEFD megoldásával

Az utóbbi időszakban egyre több médium foglalkozik a koronavírus, azaz a COVID-19 elképesztően gyors terjedéséről és annak a megfékezéséről, illetve annak lassítási lehetőségeiről. A Solid Edge portfóliójába tartozó szimulációs modul számos vizsgálatra nyújt lehetőséget, kezdve a kinematikai szimulációtól egészen az áramlástani szimulációig.

2020- 03- 17- 23-26-00

Ez utóbbi kapcsán merült fel bennünk az az ötlet, hogy lemodellezzük magát a tüsszentést és azt vizsgáljuk, hogyha a szájunkat eltakarjuk, mintegy lassító-gátló eszközként, akkor ennek tükrében milyen módon és sebességgel terjed maga a tüsszentés. A szimuláció elvégzéshez három szerelés készült Solid Edge-ben.

Az első szerelésben azt vizsgáltuk, hogyan terjed a tüsszentés, ha a képen látható modell eltakarja az száját.

se_sim_01

Ezt követően megnézzük hogyan terjed a tüsszentés, ha a modell a karjával takarja el a száját.

se_sim_02

Majd, hogy milyen irányba megy a tüsszentés, ha sem kézzel, sem alkarral nincs eltakarva a modell szája.

se_sim_03

Miután elkészültek a képen látható szerelések, szükséges volt adatot keresni a világhálón a tüsszentés sebességére, ami akár óránként 50 mérföld (azaz 22,35 m/s) is lehet és az időtartama kb. 0,05 másodpercre becsülhető. A vizsgált folyamat két keveredő közeg időfüggő szimulációjaként vizsgálható. Az egyik közeg a FloEFD beépített anyagmodelljei közül a levegő, a másik a Tüsszentés névre keresztelt saját anyag, ami a levegőnél egy picivel nehezebb.

A szimulációk során, minden esetben a gravitáció be volt kapcsolva, az alapértelmezett közeg a levegő, ami áll és teljes mértékben kitölti a szimulációs teret (ez a kezdeti állapot). A tüsszentés a Tüsszentés nevű közeggel történik. Időfüggő szimulációk esetén peremfeltétel megadásánál az fx gombra kattintva a felugró ablakban idő alapon is lehet definiálni a beáramlás (jelen esetben a tüsszentés) időtartamát, így a szimuláció első 0,05 másodpercében 22,35 m/s sebességgel, utána 0,075 másodpercig 0 m/s-ra lineárisan lassulva történt a tüsszentés szimulációja. Majd a szimuláció végéig (1 másodperc) nem tüsszent többet a modell.

2020- 03- 17- 16-13-28

Tüsszentés terjedése

A következő videókban és ábrákon a piros szín azt jelenti, hogy a közeg 100%-ban levegő, a kék szín azt, hogy a közeg 97,5% vagy annál kevesebb levegőt tartalmaz, azaz a térrészben 2,5%-nál több tüsszentés található.

A tüsszentés terjedése a kézzel takart esetben a következő:

A tüsszentés terjedése az alkarral takart esetben az alábbiak szerint alakult:

A tüsszentés terjedése takarás nélkül így néz ki:

Összehasonlítás

Tüsszentés terülése kézzel takart esetben 1 másodperccel a tüsszentés után:

kéz_isosurface

Tüsszentés terülése alkarral takart esetben 1 másodperccel a tüsszentés után:

2020- 03- 17- 17-06-59

Tüsszentés terülése takarás nélküli esetben 1 másodperccel a tüsszentés után:

2020- 03- 17- 21-25-51

A következő képeken a takart felületekről visszaverődő tüsszentés látható a modelleken, vagyis a kékkel jelölt felületek mutatják azokat a területeket, amelyeket maga a kiáramló levegő elért.

Alkarral takarás esetén:

2020- 03- 17- 16-52-09

Kézzel takarás esetén:

kézzel_takar

Takarás nélkül:

2020- 03- 17- 21-21-35

Vírusos időszakban javasolni szokták, hogy mindennap mossunk hajat fürdés közben és gyakran cseréljünk a ruházatot is. Saját meglátásunk szerint ennek az oka az előző ábrákon látható.

Ezen felül javasolt a gyakori kézmosás is függetlenül attól, hogy tüsszentünk-e, hiszen számos kontaktuspont fordulhat elő a mindennapokban. Ezzel kapcsolatos a következő ábra helyes kézmosást illusztrálja.

a_helyes_kezmosas_6_lepese

SzerzőHetyei Csaba, Enterprise Group

Források:

Milyen gyors a tüsszentés: https://www.lung.org/about-us/blog/2016/05/sneeze-versus-cough.html
Kézmosás szabályai: http://semmelweis.hu/koronavirus/kezhigiene/

Tudjon meg többet az ingyenesen elérhető Solid Edge 2D Drafing megoldásról – Webinar 03.31.

További információ:

Az Enterprise Group hivatalos honlapján.

Megosztás
[
    ]