運用scSTREAM進行教室內飛沫傳播之數值模擬 (作者 : Nari Yoon, Cradle North-America, Inc.)

 

       快樂的兩個月暑假總是感覺很短暫,接著而來的開學季,除了歸隊回校上課的孩子們,隨之而來的就是令家長老師們頭大的”流感”來襲!坊間流傳著:”一個孩子感冒,全班都會被傳染”的說法。令人驚訝的是,這是真的。根據美國紐約州衛生部的研究,感冒病童很容易就可以藉由   飛沫傳染給距離一公尺內的孩童。這些飛沫是以怎樣的速度和途徑傳播到全班的?我們使用計算流體力學CFD工具:CRADLE公司開發的scSTREAM (http://www.atac.tw/software-1/scstream.html) 進行模擬分析。

 

 

      我們以一般常見教室空間、人員及空調設置進行模型建立,在9m*9m*3m的教室裡,有35名學生和一名老師,以及對應的課桌椅和空調進出風系統。一位重感冒的學生坐在教室中央,每十秒就咳嗽打噴嚏一次。飛沫的粒徑為10 µm、5 µm與1 µm,分別以48.6、72.9和162公里的時速向外傳播。而且,這位病童沒摀住他的口鼻!在本研究中先以穩態計算出空間中氣流狀態,再以此為初始條件進行飛沫傳播之暫態計算。

 

 

      本圖的咳嗽飛沫傳播分析結果以紅色代表重度受感染區;淡紅色代表中度受感染區。我們從電腦模擬結果得知:只需要五分鐘,幾乎全班都會暴露在受感染的風險中!如果病童坐在左邊遠處,因為教室氣流因空調設計向右流動的特性,傳播的速度還會加快!

 

 

      傳統卻很重要的衛教宣導:”咳嗽噴嚏時,請摀住口鼻!”