Výzkum účinku nestacionárního proudění na transport vláken v postupně se větvících minikanálech
Cíle projektu
Znalost mechaniky transportu vláken v minikanálech je podstatná v mnoha oborech od průmyslu po lékařství. Tento projekt je zaměřen na výzkum transportu vláken v podmínkách lidských plic. Ačkoli většina předchozích studií se zabývala sférickými částicemi, mnohem větší riziko pro lidský organismus představují inhalovaná vlákna, neboť ta dokážou odolat přirozeným samočistícím mechanismům plic a způsobit vážné zdravotní následky. Účelem projektu je objasnit vliv nestacionárního proudění na transport vláken v tracheobronchiálních cestách s využitím kombinace výpočtové mechaniky tekutin a experimentálního přístupu. Orientace vláken po průchodu bifurkací bude analyzována pomocí rychlokamery a výsledky budou statisticky zpracovány a porovnány s numerickou simulací. Dále bude provedena simulace proudění a usazování vláken v modelu lidských plic do sedmého větvení. Její výsledky budou validovány na základě experimentů s využitím klasifikátoru vláken a realistického fyzického modelu lidských plic. Na závěr budou empiricky určeny rovnice pro výpočet lokální depozice vláken.
Klíčová slova
computational modelingaerosolsRANS modelsexperimentfibersnon-stationary flow
Veřejná podpora
Poskytovatel
Grantová agentura České republiky
Program
Standardní projekty
Veřejná soutěž
Standardní projekty 22 (SGA0201800001)
Hlavní účastníci
Vysoké učení technické v Brně / Fakulta strojního inženýrství
Druh soutěže
VS - Veřejná soutěž
Číslo smlouvy
18-25618S
Alternativní jazyk
Název projektu anglicky
Research of the effect of the non-stationary flow on the transport of fibers in successively bifurcating mini-channels
Anotace anglicky
Knowing the mechanics of fiber transport in mini-channels is essential in many fields ranging from industry to medicine. This project is focused on the research of fiber transport under conditions existing in human lungs. While most of the previous studies focused on spherical particles, the human exposure to fibers is considered to be a higher health risk, as they resist the natural clearance mechanisms of lungs and can cause extensive damage. The purpose of the work is to elucidate the influence of non-stationary flow on the transport of fibers in tracheobronchial airways using a combination of computational fluid dynamics and experimental approach. The orientation of the fibers downstream of a bifurcation will be analyzed using a high-speed camera. The results will be compared with a numerical simulation. Besides, a simulation of flow and deposition of fibers will be performed on a realistic model of lungs. Its results will be validated using experiments on a realistic human airway replica. Eventually, equations for prediction of localized fiber deposition will be provided.
Vědní obory
Kategorie VaV
ZV - Základní výzkum
OECD FORD - hlavní obor
20302 - Applied mechanics
OECD FORD - vedlejší obor
—
OECD FORD - další vedlejší obor
—
CEP - odpovídající obory
(dle převodníku)GB - Zemědělské stroje a stavby
JQ - Strojní zařízení a nástroje
Termíny řešení
Zahájení řešení
1. 1. 2018
Ukončení řešení
31. 12. 2022
Poslední stav řešení
—
Poslední uvolnění podpory
24. 4. 2020
Dodání dat do CEP
Důvěrnost údajů
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Systémové označení dodávky dat
CEP22-GA0-GA-R
Datum dodání záznamu
22. 2. 2022
Finance
Celkové uznané náklady
4 563 tis. Kč
Výše podpory ze státního rozpočtu
4 563 tis. Kč
Ostatní veřejné zdroje financování
0 tis. Kč
Neveřejné tuz. a zahr. zdroje finan.
0 tis. Kč
Základní informace
Uznané náklady
4 563 tis. Kč
Statní podpora
4 563 tis. Kč
100%
Poskytovatel
Grantová agentura České republiky
OECD FORD
Applied mechanics
Doba řešení
01. 01. 2018 - 31. 12. 2022