15、人类鼻腔气流模拟与动态优化问题的算法研究

人类鼻腔气流模拟与动态优化问题的算法研究

1. 人类鼻腔气流模拟相关内容

在对人类鼻腔气流的研究中，首先需要确定一些重要的边界条件和初始条件。
- 边界条件
- 外部空气 ：温度和相对湿度的输入边界条件如下：
- 温度：$T_{in}(t, x = 0, y) = 25^{\circ}C$
- 相对湿度：$C_{in}(t, x = 0, y) = 0.0047 kg H_2O/m^3$
- 鼻腔壁和鼻甲 ：
- 速度：$u_{wall}(t, x, y) = 0$，$v_{wall}(t, x, y) = 0$
- 温度：$T_{wall}(t, x, y) = 37^{\circ}C$
- 相对湿度：$C_{in}(t, x, y) = 0.0438 kg H_2O/m^3$
- 初始条件 ：
- 速度：$u_0(t = 0) = 0$
- 温度：$T_0(t = 0) = 32^{\circ}C$
- 相对湿度：$C_0(t = 0) = 0.0235 kg H_2O/m^3$

接下来是数值算法的介绍。采用投影法对该方程组进行数值求解，方程通过有限体积法进行离散。具体步骤如下：
1. 假设动量传递仅通过对流和扩散进行，使用四步龙格 - 库塔法计算中间速度场。
2. 根据找到的中间速度场，得到压力场，压力场的泊松方程通过雅可比法求解。
3. 假设传递仅由压力梯度引起。
4. 使用四步龙格