Динамика жидкости показывает, почему вам следует носить маски на открытом воздухе, чтобы предотвратить заражение коронавирусом

Имитационная модель Large Eddy, представляющая эволюцию кашля. Предоставлено: Индийский технологический институт, Бомбей.

Ветер, дующий в том же направлении, что и кашель, может усилить передачу вируса.

Поскольку очень заразный дельта-тип коронавируса продолжает распространяться в Соединенных Штатах, руководящие принципы Центров по контролю и профилактике заболеваний даже рекомендуют носить маски в помещении, чтобы предотвратить заражение и передачу.

Однако непонятно, что должны делать люди снаружи.

в физика жидкости Согласно AIP Publishing, исследователи из Индийского технологического института в Бомбее обнаружили, что, когда человек кашляет на улице, ветер, дующий в том же направлении, может распространять вирус на большие расстояния быстрее, чем в спокойных условиях.

«Исследование имеет большое значение, потому что оно указывает на повышенный риск заражения, который может быть вызван кашлем в том же направлении, что и ветер», — сказал соавтор Амит Агравал. «По результатам мы рекомендуем носить маски на открытом воздухе, особенно в ветреную погоду».

Имитационная модель Large Eddy, представляющая эволюцию кашля. Предоставлено: Индийский технологический институт, Бомбей.

Другие рекомендации, такие как кашель в локоть или отворачивание лица во время кашля, должны соблюдаться, чтобы уменьшить передачу при общении на открытом воздухе.

Большинство исследований моделируют течение кашля с помощью простого вдоха воздуха или импульсной катушки. Но настоящий кашель более сложен, показывая турбулентный поток с заметными вихревыми структурами, кружащимися, как маленькие вихри.

Чтобы исследовать эти водовороты, исследователи использовали моделирование большого вихря, численную модель вычислительной гидродинамики, которая имитирует турбулентность. Они разработали свои форсунки от кашля в прохладных и спокойных условиях, которые представляют собой типичную домашнюю среду.

Это моделирование показывает легкий ветерок со скоростью около 5 миль в час, увеличивающий эффективное социальное расстояние примерно на 20%, с 3-6 футов до 3,6-7,2 футов, в зависимости от силы кашля. На скорости 9-11 миль в час распространение вируса увеличивается по расстоянию и продолжительности.

Исследователи обнаружили, что вихри позволяют более крупным каплям оставаться в воздухе дольше, чем обычно предполагается, увеличивая время, необходимое для адекватного разбавления вирусной нагрузки на свежем воздухе. По мере того, как кашляющая струя развивается и распространяется, она реагирует на поток ветра в том же направлении, и более крупные затронутые капли попадают в вихри самолета, а не падают относительно быстро на землю под действием силы тяжести.

«Увеличение времени пребывания некоторых более крупных капель увеличит вирусную нагрузку, передаваемую через струю кашля, и, в свою очередь, повысит вероятность заражения», — сказал Агравал. «В целом, исследование подчеркивает повышенную вероятность заражения даже при легком ветру».

Ссылка: «Влияние совместного потока на динамику жидкости в кашле с последствиями для диффузии». COVID-19Авторы Сачидананда Бехера, Раджниш Бхардвадж и Амит Агравал, 12 октября 2021 г., физика жидкости.
DOI: 10.1063 / 5.0064104