论文部分内容阅读
目前,颗粒物速度沉降模型大体分为三类。经验公式模型、半经验公式模型和概率预测模型。这些模型有各自的特点,用时也存在明显的问题。经验公式模型各项的物理意义不够明确,实用性不强;半经验公式模型往往表达式繁琐,计算量过大;概率预测模型存在不定因素引起的随机误差。因此,本文提出颗粒物在眼结膜上沉降速度的新预测模型。本文首先根据颗粒物沉降速度的定义,分析室内颗粒物受力,接着分析颗粒物在浓度边界层的沉降机理,然后分析出了影响颗粒沉降的主要因素,提出预测模型的微分方程。通过对各项简化后解得微分方程,得到沉降速度的解析法表达式。最后将模型的数值解与经典实验结果进行对比,验证了模型的可靠性。本文得出在低摩擦速度下,致敏颗粒在眼结膜的沉降速度随粒径的增加呈先减小后增大变化,而在较高摩擦速度下,粒径越大沉降速度越大;当致敏颗粒的粒径相同时,空气的摩擦速度越大,其在眼结膜上的沉降速度越大。落入比例最高的粒径列为引发眼科疾病的过敏原重点粒径,需要给予医学上最大的重视。当室内空气运动较剧烈时,沉降于坐姿人体眼结膜的颗粒物越多,引发眼科疾病越几率大。新模型对找到引发眼科疾病的过敏原的重点粒径提供了思路,对影响眼科疾病发病率因素的研究提供了理论参考,具有跨学科的重要意义。本文的解析法预测模型有明显的优势。首先,在保证精度的条件下,新模型多次运用近似公式简化微分方程,不仅减少了大量繁琐公式的输入,而且大大缩短了输出结果的计算时间。再者,不同于经验或半经验公式,新模型其表达式各项物理意义明确,理论性强于经验公式,同时避免了概率模型引起的随机误差。其次,当流场条件变化时,经验公式不能帮助我们了解颗粒物的行为或预测微粒的沉降。最后,新模型考虑了眼结膜与空气之间的温差引起的热泳,该因素是影响颗粒物在眼结膜上沉降速度的重要因素之一,因此,新模型的计算结果更接近实际情况,精度高于不考虑温差的模型。