De hostegenererede dråber fra et gående individ spredes forskelligt i en smal gang og et åbent rum. I et åbent rum, dråberne er spredt i et stort område, der er knyttet til personen; i snævre korridorer, dråberne koncentreres i en lille boble og efterlades længere. Kredit:Xiaolei Yang
Computersimuleringer er blevet brugt til nøjagtigt at forudsige luftstrøm og dråbespredningsmønstre i situationer, hvor COVID-19 kan spredes. I journalen Væskers fysik , resultaterne viser vigtigheden af rummets form i modelleringen af, hvordan virusfyldte dråber bevæger sig gennem luften.
Simuleringerne bruges til at bestemme flowmønstre bag et gående individ i rum med forskellig form. Resultaterne afslører i nogle tilfælde en højere smitterisiko for børn, såsom bag hurtigt bevægelige mennesker i en lang smal gang.
Tidligere undersøgelser ved hjælp af denne simuleringsteknik har hjulpet forskere med at forstå objekters indflydelse, som glasbarrierer, vinduer, klimaanlæg, og toiletter, om luftstrømsmønstre og spredning af virus. De tidligere simuleringer har normalt antaget en stor, åbent indendørs rum, men har ikke overvejet effekten af nærliggende vægge, som dem, der kan eksistere i en smal korridor.
Hvis en person, der går i en korridor hoster, deres ånde uddriver dråber, der rejser rundt og bag deres krop, danner et vække på den måde, en båd danner et vække i vand, når det rejser. Undersøgelsen afslørede eksistensen af en "gencirkulationsboble" direkte bag personens torso og et langt vække, der strømmede ud bag dem i omtrent taljehøjde.
"De strømningsmønstre, vi fandt, er stærkt relateret til menneskekroppens form, "sagde forfatteren Xiaolei Yang." 2 meter nedstrøms, vågnen er næsten ubetydelig i mundhøjde og benhøjde, men er stadig synlig i taljehøjde. "
I begge tilstande, skyen af dråber svæver i cirka halvhøjde af den inficerede person, før den når jorden, hvilket indikerer større risiko for børn at inhalere dråberne. Kredit:Xiaolei Yang
Når luftstrømsmønstrene var bestemt, undersøgelsen modellerede spredningen af en sky af dråber, der blev bortvist fra den simulerede persons mund. Formen på rummet omkring den bevægelige person er særlig kritisk for denne del af beregningen.
Der blev fundet to former for spredningstilstande. I en tilstand, skyen af dråber løsner sig fra den bevægelige person og flyder langt bagved denne person, skaber en flydende boble af virusfyldte dråber. I den anden tilstand, skyen er fastgjort til personens ryg, bagved dem som en hale, når de bevæger sig gennem rummet.
"For fritstående tilstand, dråbekoncentrationen er meget højere end for den vedhæftede tilstand, fem sekunder efter en hoste, "sagde Yang." Dette udgør en stor udfordring med at bestemme en sikker social afstand på steder som en meget smal korridor, hvor en person kan inhalere virale dråber, selvom patienten er langt foran ham eller hende. "
Faren er særlig stor for børn, siden i begge tilstande, dråbernes sky svæver i en afstand over jorden, der er omkring halvdelen af den inficerede persons højde - med andre ord, i mundhøjde for børn.