【摘要】：針對人體正常鼻腔及病變鼻腔在高速氣流下的流場溫度進行研究,揭示高速氣流下鼻腔溫度調節(jié)特性。建立反映鼻腔壁面溫度特征的分區(qū)鼻腔物理模型,根據模型特點提出數學方程并應用有限體積法進行離散推導,使用數值方法對物理模型進行仿真計算,探討三種主要高速流量工況下正常鼻腔及病變鼻腔流場的溫度場特性。仿真結果顯示,三種高速氣流下經人體正常鼻腔溫度調節(jié)后氣體平均溫度為29℃~30.5℃,經病變鼻腔溫度調節(jié)后氣體平均溫度為26℃~29℃。得到結論:高速氣流下正常鼻腔和病變鼻腔的溫度調節(jié)功能明顯下降;通過實施入口條件的溫度補償,可以提高鼻腔溫度調節(jié)后氣體的溫度。
【圖文】：

速流動特有的鼻腔溫度調節(jié)特性;通過分析影響鼻腔對其氣體溫度調節(jié)的因素，給出高速氣流下鼻腔入口溫度補償數據，以補償鼻腔內氣體溫度降低數值。1鼻腔物理模型及數學方程1.1鼻腔物理模型本文所采用鼻腔物理模型是根據CT掃描數據進行鼻腔模型的三維重建所獲得，考慮到不同鼻腔壁面溫度各異以及鼻腔氣流速度和氣流溫度對壁面溫度的影響將該鼻腔模型劃分為多個不同區(qū)域，，具體分為鼻前庭(vestibule)、鼻中庭(atrium)、上鼻甲(superior-turbinate)、下鼻甲(inferior-turbinate)、鼻嗅區(qū)(olfactory)以及鼻咽區(qū)(nasopharynx)，如圖1所示。1—鼻前庭;2—鼻中庭;3—上鼻甲;4—下鼻甲;5—鼻嗅區(qū);6—鼻咽區(qū)。圖1鼻腔模型及網格Fig.1Nasalmodelanditsgrid1.2鼻腔模型的數學方程及離散推導取本文鼻腔模型進行分析，根據質量守恒定律可獲得流場的連續(xù)方程。考慮到模型的流場特點，對介質氣體作不可壓縮假設，經過簡化可得連續(xù)方程(1)。在針對流場的實際分析求解時，常采用流場的平均速度替代其瞬態(tài)速度，從而獲得均化處理的連續(xù)方程。鄀U=0，(1)式中U為流場平均速度。取流場的動量守恒得到均化后的動量方程:

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