All
All

What are you looking for?

All
Results
Organizations

Quick search

  • Projects supported by TA ČR
  • Excellent projects
  • Projects with the highest public support
  • Current projects

Smart search

  • That is how I find a specific +word
  • That is how I leave the -word out of the results
  • “That is how I can find the whole phrase”

Measurement and computational simulation of transport of fibrous aerosols in high velocity gradient flow and interaction of fibres with a wall

Project goals

Elucidation of the transport of fibrous aerosols and the ability to precisely model the fibre-wall interaction is needed for both, research of the toxic effects of inhaled fibres, and future utilization of biodegradable fibres as drug carriers. The project will focus within the experimental part on 1) the measurement of deposition of micron-sized fibres in high velocity gradient flow in bifurcating tubes simulating human airways. The measurement will be performed for transient cyclic flow on the replica of airways with 7 generations of branching. 2) Interaction of fibres with a wall covered by a liquid film. 3) Acquisition of data on the orientation of fibres in high velocity gradient areas. Simultaneously, the CFD models will be developed: computationally less demanding Euler-Lagrange approach with the implementation of experimentally acquired data on the orientation of fibres for calculation of the drag force (using Tran-Cong model) on the whole replica; and more demanding Discrete Element Method on a single bifurcation model. CFD calculations will be validated experimentally.

Keywords

fibresfibrous aerosolsfiber depositionlung modelexperimentcomputational simulation

Public support

  • Provider

    Czech Science Foundation

  • Programme

    Standard projects

  • Call for proposals

    SGA0202200004

  • Main participants

    Vysoké učení technické v Brně / Fakulta strojního inženýrství

  • Contest type

    VS - Public tender

  • Contract ID

    22-20357S

Alternative language

  • Project name in Czech

    Měření a počítačová simulace transportu vláknitých aerosolů v proudění s vysokými gradienty rychlosti a interakce vláken se stěnou

  • Annotation in Czech

    Objasnění transportu vláknitých aerosolů a schopnost přesně modelovat interakci vláken se stěnou je potřebná jak pro výzkum toxických účinků vdechovaných vláken, tak pro budoucí využití biodegradabilních vláken jako nosičů léčiv. Projekt se v experimentální části zaměří na: 1) měření depozice vláken mikrometrových rozměrů v prostředí s vysokými gradienty rychlosti ve větvících se kanálech, které simulují lidské plíce. Měření bude provedeno pro transientní, cyklické proudění na replice plic se 7 rozvětveními. 2) Interakci vláken se stěnou pokrytou kapalným filmem. 3) Získání dat o orientaci vláken v oblastech vysokých rychlostních gradientů. Současně budou vyvíjeny CFD modely: výpočetně méně náročný přístup Euler-Lagrange, s implementací experimentálně získaných dat o orientaci vláken pro výpočet odporové síly částice (Tran Cong model) na celém modelu plic; a náročnější Discrete Element Method na modelu zjednodušené bifurkace. CFD výpočty budou validovány pomocí experimentů s využitím rychlokamery a softwaru pro analýzu obrazových záznamů vláken.

Scientific branches

  • R&D category

    ZV - Basic research

  • OECD FORD - main branch

    30305 - Occupational health

  • OECD FORD - secondary branch

    20301 - Mechanical engineering

  • OECD FORD - another secondary branch

  • AQ - Safety and health protection, safety in operating machinery
    JR - Other machinery industry
    JT - Propulsion, engines and fuels

Solution timeline

  • Realization period - beginning

    Jan 1, 2022

  • Realization period - end

    Dec 31, 2024

  • Project status

  • Latest support payment

    Feb 29, 2024

Data delivery to CEP

  • Confidentiality

    S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů

  • Data delivery code

    CEP25-GA0-GA-R

  • Data delivery date

    Mar 12, 2025

Finance

  • Total approved costs

    7,512 thou. CZK

  • Public financial support

    7,512 thou. CZK

  • Other public sources

    0 thou. CZK

  • Non public and foreign sources

    0 thou. CZK