新型冠状病毒飞沫可以飞多远( 三 ) _新型

呼吸时的飞沫传播

正常呼吸过程速度场

正常呼吸过程浓度场
上图为以 0.3m/s 的速度模拟人正常呼吸时，飞沫的传播过程。由图可以看出，人体呼吸过程所产生的气流，尽管比较微弱，但是飞沫沿发生方向仍可以传播到近 4m 远的地方，并且在发生方向上的飞沫浓度大于两侧的浓度，传播距离越远，浓度越低。

咳嗽时的飞沫传播

咳嗽过程速度场

咳嗽过程浓度场
上图为以 10m/s 的速度模拟人咳嗽后，在 t=1.0s 时，呼出气流的变化过程。由图可以看出，此时的呼出气流依靠着形成的漩涡继续向前传播，同时扩散作用逐渐显现出来，紊动扩散引起的扰动比较明显，此时呼出气流与周围空气在对流作用与扩散作用下进行传播。

喷嚏时的飞沫传播

喷嚏过程速度场

喷嚏过程浓度场
上图为呼出气流速度 40m/s 时，在一个周期内，飞沫沿发生方向传播的过程。由图可以看出，人体打喷嚏一次产生的飞沫至少可以传播 4.5m，沿发生方向上的浓度大于其两侧的浓度。
温度
无论是 2003 年的 SARS 的爆发，还是当前新型肺炎的传播，都是发生在春秋季节，而不是在炎热的夏季。结合实际，取环境温度为 280K(7°C)和 298K (25°C)进行模拟。人呼出的含有飞沫的气流视为空气和飞沫组成的混合气体，呼出气体的温度取 36°C 。各物性参数参考一般情况，此处不一一列出。

7℃咳嗽飞沫传播速度场

7℃咳嗽飞沫传播浓度场
上图为环境空气温度为280K（7℃），t=1s时，咳嗽飞沫的传播图像。

25℃咳嗽飞沫传播速度场

25℃咳嗽飞沫传播浓度场
上图为环境空气温度为298K（25℃），t=1s时，咳嗽飞沫的传播图像。
通过上述对比分析，主要差异：环境温度为280K（7℃）时，飞沫的影响范围较298K（25℃）时大。
主要原因分析:
(1)环境温度为280K（7℃）时，呼出气流与环境空气之间的温差相对较大，则对流作用相对较强，气流向前冲击的较远;
(2) 环境温度为298K（25℃）时，空气的粘性相对比较大，对呼出气流产生的阻力也较大。
以上数值模拟计算结果和喷口射流理论相吻合。

自由紊动射流流动特征示意图
小结
（1）速度为 0.3m/s 时，扰动主要产生在沿呼出气流发生方向上，未形成明显的漩涡；
（2）呼出气流速度为 10m/s 时，沿气流发生方向上大约 1m 的位置，开始发展成漩涡；
（3）呼出气流速度为 40m/s 时，在气流发生方向上大约 4m 的位置，发展成漩涡。