Symulacja przepływu płynu

Wprowadzenie

Autor: Aurélien RUMIANO

Pacjent: Modele

Parametry badania

Przepływ wykorzystany w badaniu płynu: 15l/min.
Faza wdechu.
Wilgotność i temperatura nie są uwzględniane.

🛑Zastrzeżenie: Nie jestem ani badaczem mechaniki płynów, ani lekarzem. Wyniki uzyskane za pomocą mojego oprogramowania do symulacji przepływu płynu mogą być przybliżone. Celem tych symulacji przepływu płynu jest przedstawienie ogólnego obrazu przepływu powietrza i możliwych związanych z nim problemów.

Poniższa ilustracja przedstawia jamę nosową: przednią część zaznaczono na czerwono, przewód nosowy środkowy na zielono, a przewód nosowy dolny na niebiesko.

Poniższa ilustracja przedstawia negatyw jamy nosowej, czyli powietrze znajdujące się wewnątrz jamy nosowej. Wszystkie kolejne ilustracje będą przedstawiane w ten sposób.

Blokada zatykająca nozdrza po prostu przedstawia otaczające ją powietrze.

TK

Pozostały jedynie fragmenty głów dolnych małżowin nosowych.

Prędkość przepływu powietrza

Opis i analiza

Obecne linie przedstawiają przepływ powietrza, a skala prędkości wynosi od 0 do 2,5 m/s.
Prędkości powyżej 2,5 m/s są zaznaczone na czerwono.
Przepływ powietrza jest wyraźnie skoncentrowany w przewodzie nosowym dolnym z powodu pustej przestrzeni pozostawionej po usunięciu dolnych małżowin nosowych.

Naprężenie ścinające przy ścianie

Opis

Obszary oznaczone na czerwono wskazują miejsca, w których WSS jest większe niż 0,2 Pa. Oznacza to, że są to obszary, w których powietrze najbardziej ociera się o błonę śluzową, wywołując tym samym najsilniejsze odczucie przepływu powietrza.

Widzimy, że obszary, w których WSS jest najwyższe, znajdują się głównie w części przedniej. Jest to normalne zjawisko, ponieważ właśnie tam przekrój jest najmniejszy.
WSS jest niskie przy dnie jamy nosowej. Widzimy również mniejszy obszar WSS po prawej stronie z powodu nierównowagi przepływu powietrza między obiema stronami.

Nierównomierność przepływu powietrza

33% przepływu powietrza przechodzi przez prawą stronę, a zatem 67% przez lewą.
Przepływ powietrza nie jest więc dobrze zrównoważony między obiema stronami. W stopniu wystarczającym, by powodować dyskomfort.

Opór nosa

Opis i analiza

Całkowity opór wynosi około 8 Pa, co jest dość niską wartością. Wynika to z braku objętości. Opór nosa jest większy po prawej stronie niż po lewej, co powoduje nierównowagę przepływu powietrza między obiema stronami. Zgodnie z moim niewielkim doświadczeniem w symulacjach przepływów wartości od 10 do 20 Pa są prawidłowe.

Pole przekroju poprzecznego

Maksymalna powierzchnia przekroju wynosi niemal 400 mm² w odległości od 20 mm do nozdrzy. To dużo.
Dane grupy kontrolnej pochodzą z badania, ale widziałem przypadki inne niż ENS o wartości około 300 mm². Sądzę więc, że wartości od 200 do 300 mm² można uznać za prawidłowe.

Wnioski

Występuje znaczny brak objętości. Niemal całkowity brak dolnych małżowin nosowych powoduje koncentrację przepływu powietrza w przewodzie nosowym dolnym, ogólne zmniejszenie WSS w całej jamie nosowej oraz obniżenie całkowitego oporu nosa.
Występuje również nierównowaga przepływu powietrza między lewą a prawą stroną.
Duże implanty w przewodzie nosowym dolnym, wzdłuż ścian bocznych, mogłyby być korzystne.