Study of cyclic and steady particle motion in a realistic human airway model using phase-Doppler anemometry

Simple item page
dc.contributor.authorJedelský, Jancs
dc.contributor.authorLízal, Františekcs
dc.contributor.authorJícha, Miroslavcs
dc.coverage.issue1cs
dc.coverage.volume25cs
dc.date.issued2010-11-24cs
dc.description.abstractTransport and deposition of particles in human airways has been of research interest for many years. Various experimental methods such as constant temperature anemometry, particle image velocimetry and laser-Doppler based techniques were employed for study of aerosol transport in the past. We use Phase-Doppler Particle Analyser (P/DPA) for time resolved size and velocity measurement of liquid aerosol particles in a size range 1 to 8 um. The di-2-ethylhexyl sabacate (DEHS) particles were produced by condensation monodisperse aerosol generator. A thin-wall transparent model of human airways with non-symmetric bifurcations and non-planar geometry containing parts from throat to 3rd-4th generation of bronchi was fabricated for the study. Several cyclic (sinusoidal) breathing regimes were simulated using pneumatic breathing mechanism. Analogous steady-flow regimes were also investigated and used for comparison. An analysis of the particle velocity data was performed with aim to gain deeper understanding of the transport phenomena in the realistic bifurcating airway system. Flows of particles of different sizes in range 1-10 um was found to slightly differ for extremely high Stokes numbers. Differences in steady and cyclic turbulence intensities were documented in the paper. Systematically higher turbulence intensity was found for cyclic flows and mainly in the expiration breathing phase. Negligible differences were found for behaviour of different particle size classes in the inspected range 1 to 8 um. Possibility of velocity spectra estimation of air flow using the P/DPA data is discussed.en
dc.description.abstractRostoucí zájem o znalost transportu aerosolu v lidských plicích souvisí s aplikacemi inhalovaných farmaceutik. Průhledný realistický model dýchacích cest člověka s nesymetrickým větvením a prostorovou geometrií obsahující části od hrdla až třetí-čtvrté generace bronchů byl použit pro studium transportu kapalných aerosolových částic s pomocí fázové dopplerovské anemometrie. Rychlost částic o velikosti v rozsahu 1 do 8 mikronů byla měřena při ustálených a cyklických podmínkách proudění pomocí fázového Dopplerovského analyzátoru. Byly nalezeny určité rozdíly v pohybu větších a menších částic a významné rozdíly mezi pohybem částic při ustálených a cyklických podmínkách proudění. V článku jsou dokumentovány konkrétní případy proudění ve formě časových záznamů a frekvenčních spekter.cs
dc.formattextcs
dc.format.extent252-262cs
dc.format.mimetypeapplication/pdfcs
dc.identifier.citationEPJ Web of Conferences. 2010, vol. 25, issue 1, p. 252-262.en
dc.identifier.doi10.1051/epjconf/20122502010cs
dc.identifier.isbn978-80-7372-670-6cs
dc.identifier.issn2100-014Xcs
dc.identifier.orcid0000-0002-1268-8434cs
dc.identifier.orcid0000-0002-0389-608Xcs
dc.identifier.orcid0000-0002-1409-5165cs
dc.identifier.other34578cs
dc.identifier.researcheridA-9224-2013cs
dc.identifier.researcheridD-4363-2018cs
dc.identifier.researcheridCVT-7747-2022cs
dc.identifier.scopus23090535800cs
dc.identifier.scopus54966786300cs
dc.identifier.scopus6602494673cs
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11012/194730
dc.language.isoencs
dc.publisherEDP Sciencescs
dc.relation.ispartofEPJ Web of Conferencescs
dc.relation.urihttp://www.epj-conferences.org/articles/epjconf/abs/2012/07/epjconf_EFM2011_02010/epjconf_EFM2011_02010.htmlcs
dc.rightsCreative Commons Attribution 2.0 Genericcs
dc.rights.accessopenAccesscs
dc.rights.sherpahttp://www.sherpa.ac.uk/romeo/issn/2100-014X/cs
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by/2.0/cs
dc.subjectcyclic and steady flowen
dc.subjectparticle motionen
dc.subjectrealistic human airway modelen
dc.subjectphase-doppler anemometryen
dc.subjectcyklické a stacionární proudění
dc.subjectpohyb částic
dc.subjectrealistický model dýchacího traktu člověka
dc.subjectfázová dopplerovská anemometrie
dc.titleStudy of cyclic and steady particle motion in a realistic human airway model using phase-Doppler anemometryen
dc.title.alternativeStudie cyklického a stacionárního pohybu částic v realistickém modelu dýchacího traktu člověka pomocí fázové dopplerovské anemometriecs
dc.type.driverconferenceObjecten
dc.type.statusPeer-revieweden
dc.type.versionpublishedVersionen
sync.item.dbidVAV-34578en
sync.item.dbtypeVAVen
sync.item.insts2025.02.03 15:46:49en
sync.item.modts2025.01.17 19:33:24en
thesis.grantorVysoké učení technické v Brně. Fakulta strojního inženýrství. Energetický ústavcs
Files
Original bundle
Now showing 1 - 1 of 1
Thumbnail Image
Name:
epjconf_EFM2011_02010.pdf
Size:
1.33 MB
Format:
Adobe Portable Document Format
Description:
epjconf_EFM2011_02010.pdf
Download
Collections
Energetický ústav