АДАМ РЕФЛЕКСТЕРІ КЕЗІНДЕГІ SARS-COV-2 БӨЛШЕКТЕРІНІҢ ТАРАЛУЫН МАТЕМАТИКАЛЫҚ МОДЕЛЬДЕУ

2019 жылы Ухань қаласында анықталған белгісіз вирус әлемнің тағдырын бірден өзгертіп, экономикалық шығынға, жалпы халық санының азаюына және т.б. тудырды. Коронавируспен ластанған бөлшектердің адам жасушасына енуі цитокиндер мен антиденелердің шамадан тыс өндірісін тудырады. Бұл процесс өлімге дейін апарады. Демек, SARS-CoV-2-нің патогенділігіне, ауырлығына және тосындығына байланысты тиімді қауіпсіздік шараларын қолданылуы қажет. Қауіпсіз әлеуметтік қашықтық пен бетперде киюмен қатар, ауаны тазарту, желдету жүйесі және ашық терезелердің болуы жабық кеңістіктерде коронавирустың таралуын едәуір тоқтауы мүмкін. Бұл мақала кіріс және шығыс шекаралары бар үш өлшемді жабық кеңістікте адамның тыныс алу жүйесіндегі рефлекстері кезінде коронавирус бөлшектерінің таралуын модельдеуге бағытталған. Есепті шешу үшін импульс және үздіксіздік теңдеулері, k-ε турбуленттік моделі және Лагранж дисперсиялық моделі қолданылды. SIMPLE әдісі – процессті сипаттайтын барлық теңдеулерді шешудің негізгі әдісі. Бұл жұмыстың негізгі мақсаты вирустардың таралуын шектеу үшін ауаны кондиционерлеудің және ашық терезелердің тиімділігін көрсету және есептеу аймағындағы бөлшектердің қозғалысын зерттеу болып табылады.

1. Asadi S., Bouvier N., Wexler A.S. & Ristenpart W.D. (2020) The coronavirus pandemic and aerosols: Does COVID-19 transmit via expiratory particles? Aerosol Science and Technology, 54:6, pp. 635–638. https://doi.org/10.1080/02786826.2020.1749229

2. Anderson E.L., Turnham P., Griffin J.R. & Clarke C.C. (2020) Consideration of the Aerosol Transmission for COVID-19 and Public Health, Society for Risk Analysis, 40:5, pp. 902–907. https://doi.org/10.1111/risa.13500

3. Stadnytskyi V., Bax C.E., Bax A. & Anfinrud P. (2020) The airborne lifetime of small speech droplets and their potential importance in SARS-CoV-2 transmission. PNAS, 117:22, pp. 11875–11877. https://doi.org/10.1073/pnas.2006874117

4. Vuorinen V., Aarnio M., et al (2020) Modelling aerosol transport and virus exposure with numerical simulations

5. in relation to SARS-CoV-2 transmission by inhalation indoors, Safety Science, 130. https://doi.org/10.1016/j.ssci.2020.104866

6. Armand P., & Tâche, J. (2022, March 7) 3D modelling and simulation of the dispersion of droplets and drops carrying the SARS-CoV-2 virus in a railway transport coach, Scientific Reports, 12(1). https://doi.org/10.1038/s41598-022-08067-6

7. Mariam, Magar A., Joshi M., Rajagopal P.S., Khan A., Rao M.M. & Sapra B.K. (2021, June 23) CFD Simulation of the Airborne Transmission of COVID-19 Vectors Emitted during Respiratory Mechanisms: Revisiting the Concept of Safe Distance, ACS Omega, 6(26), 16876–16889. https://doi.org/10.1021/acsomega.1c01489

8. Mirzaie, M., Lakzian, E., Khan, A., Warkiani, M. E., Mahian, O., & Ahmadi, G. (2021, October) COVID-19 spread in a classroom equipped with partition – A CFD approach, Journal of Hazardous Materials, 420, 126587. https:// doi.org/10.1016/j.jhazmat.2021.126587

9. Abuhegazy M., Talaat K., Anderoglu O. & Poroseva S. V. (2020, October 1). Numerical investigation of aerosol transport in a classroom with relevance to COVID-19, Physics of Fluids, 32(10), 103311. https://doi.org/10.1063/5.0029118 9 Narayanan S.R. & Yang S. (2021, March 1) Airborne transmission of virus-laden aerosols inside a music classroom: Effects of portable purifiers and aerosol injection rates, Physics of Fluids, 33(3), 033307. https://doi.org/10.1063/5.0042474

10. Ahmadzadeh M., Farokhi E. & Shams M. (2021, September) Investigating the effect of air conditioning on the distribution and transmission of COVID-19 virus particles, Journal of Cleaner Production, 316, 128147. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2021.128147

11. Liu H., He S., Shen L. & Hong J. (2021, February 1) Simulation-based study of COVID-19 outbreak associated with air-conditioning in a restaurant, Physics of Fluids, 33(2), 023301. https://doi.org/10.1063/5.0040188

12. Mathai V., Das A., Bailey J.A. & Breuer K. (2021, January). Airflows inside passenger cars and implications for airborne disease transmission, Science Advances, 7(1). https://doi.org/10.1126/sciadv.abe0166

13. Jayaweera M., Perera H., Gunawardana B. & Manatunge J. (2020, September). Transmission of COVID-19 virus by droplets and aerosols: A critical review on the unresolved dichotomy, Environmental Research, 188, 109819. https:// doi.org/10.1016/j.envres.2020.109819

14. Issakhov A., Zhandaulet Y., Omarova P., Alimbek A., Borsikbayeva A., & Mustafayeva A. (2021, May 3). A numerical assessment of social distancing of preventing airborne transmission of COVID-19 during different breathing and coughing processes, Scientific Reports, 11(1). https://doi.org/10.1038/s41598-021-88645-2

15. Busco G., Yang S.R., Seo J. & Hassan Y.A. (2020, July 1) Sneezing and asymptomatic virus transmission, Physics of Fluids, 32(7), 073309. https://doi.org/10.1063/5.0019090

16. Mortazavi H., Beni H.M., Aghaei F. & Sajadian S.H. (2021, March) SARS-CoV-2 droplet deposition path and its effects on the human upper airway in the oral inhalation, Computer Methods and Programs in Biomedicine, 200, 105843. https://doi.org/10.1016/j.cmpb.2020.105843

17. Guan Y.D., Ramesh A. & Memarzadeh F. (2014, December). The Effects of Patient Movement on Particles Dispersed by Coughing in an Indoor Environment. Applied Biosafety, 19(4), 172–183. https://doi.org/10.1177/153567601401900401

18. Wang J.X., Li Y.Y., Liu X. D. & Cao X. (2020, August 1) Virus transmission from urinals, Physics of Fluids, 32(8), 081703. https://doi.org/10.1063/5.0021450

19. Versteeg H. & Malalasekera W. (2007, February 6) An Introduction to Computational Fluid Dynamics: The Finite Volume Method. https://doi.org/10.1604/9780131274983

20. Deng B., Wang J., Tang J. & Gao J. (2018, August). Improvement of the momentum method as the diffuser boundary condition in CFD simulation of indoor airflow: Discretization viewpoint, Building and Environment, 141, 55–60. https://doi.org/10.1016/j.buildenv.2018.05.050