Three-dimensional simulation of heat and moisture transfer in the human bronchial tree

Разработана математическая модель тепломассопереноса в дыхательных путях человека. Проведены трехмерные расчеты распределения тепла и влажности вдыхаемого воздуха в бронхиальном дереве человека. Моделирование проводилось на основе разработанной ранее авторами аналитической модели полного бронхиального дерева по численной методике поэтапного расчета. Сравнение с экспериментальными данными по теплообмену в легких показало, что модель достаточно хорошо описывает изменение температуры воздуха по длине бронхиальной ветки. Рассмотрен процесс дыхания разогретой гелий–кислородной смесью. Эта смесь используется для лечения больных с бронхиальной астмой и COVID–19. Показано, что понижение температуры разогретой гелий–кислородной смеси в легких человека происходит быстрее, чем для разогретого воздуха. Полученные результаты показали, что термический эффект наблюдается не во всем бронхиальном дереве человека, а только в верхних дыхательных путях.