流体动力学显示即便在户外也要戴口罩来防止感染新冠病毒的原因

2021年10月14日 10:10 次阅读 稿源:cnBeta.COM 条评论

据外媒报道,随着传染性极强的新冠病毒德尔塔变种继续在美国蔓延,美国疾病控制和预防中心(CDC)的指导方针建议,即使是接种了疫苗的人在室内也要戴口罩以防止暴露和传播。然而人们在室外时应该做什么就不太清楚了。

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现在,来自印度孟买理工学院的研究人员发现,当一个人在户外咳嗽时,流向同一方向的风可以比在平静条件下更快地传播病毒,并且传播距离更长。

“这项研究的意义在于,它指出了跟风向相同的咳嗽可能带来的感染风险增加,”这项研究的论文共同作者Amit Agrawal指出,“根据这一结果,我们建议在户外佩戴口罩,特别是在微风条件下。”

其他准则如使用肘部咳嗽或咳嗽时把脸转过去在户外社交时应遵循这些准则以减少传播。

大多数研究都是用扑打空气或简单的脉动轮廓来模拟咳嗽气流。但真正的咳嗽更复杂,其表现为湍流,有突出的涡流结构,就像小型漩涡一样旋转。

为了研究这些涡流,研究人员使用了大涡流模拟,这是计算流体力学中模拟湍流的一个数值模型。他们在微风条件和代表典型室内环境的平静条件下对咳嗽喷气进行了模拟。

模拟显示,即使是约5mph的轻风也能将有效的社交距离延长约20%--从3-6英尺到3.6-7.2英尺,具体则取决于咳嗽强度。在9-11mph的条件下,病毒的传播距离和持续时间都会增加。

研究人员发现,涡流使更大的飞沫在空气中持续的时间比通常假设的要长,这增加了在新鲜空气中充分稀释病毒负荷所需的时间。随着咳嗽喷流的演变和扩散,它跟同一方向的风相互作用,更大的受感染飞沫被困在喷流的旋涡中,而不是在重力作用下相对快速地落到地面。

Agrawal指出:“一些较大飞沫的停留时间的增加将增加通过咳嗽喷流传播的病毒量,因此感染的几率也会增加。总的来说,这项研究强调了在有哪怕是微风的情况下,感染的几率也会增加。”

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