基于三维物质点法的咳嗽飞沫传播轨迹及防护分析

摘要

目的了解咳嗽产生飞沫的传播轨迹及不同口罩对于飞沫的动力学影响。方法基于三维物质点法（MPM3D）,建立咳嗽飞沫和口罩防护效果的动力学模型。结果取咳嗽时呼气速度为50 m/s,咳嗽时间为0.75 s,当t=0.05 s时,飞沫会形成体积约为2.75倍口腔体积的雾云;t=0.5 s时,飞沫扩散至周围1.17 m的环境;t=5 s时,飞沫浓度集中于距离地面0.6 m以下的地方;t=10 s时,空气中的飞沫浓度已经较低。N95口罩在1 m之内的穿透率0.06～0.20,在1.5 m以外衰减到≤0.03;一般口罩在1.5 m之内的穿透率0.08～0.40,在2 m以外衰减到≤0.03。结论呼吸系统疾病患者因咳嗽喷出的飞沫在0.5 s内可对周围1.17 m的环境形成强烈影响,在5 s之后对大部分成年人的影响较小。距离患者1 m以内,口罩防护效果不佳,在2 m内,N95防护效果较好,在2 m以外,一般口罩和N95口罩均可起到防护作用。