Mô phỏng đánh giá hiệu quả giải pháp “giãn cách xã hội” trong dịch Covid-19

   Tại thời điểm hiện tại, chưa có vaccine ngăn ngừa virus Covid-19, do đó giãn cách xã hội hiện đang là biện pháp phòng ngừa tốt nhất khi mỗi chúng ta có công việc phải đi ra khỏi nhà. Quy định đề nghị mỗi người giãn cách 6 feet (1.8 mét) với người xung quanh (các đồng nghiệp, hàng xóm, người mua hàng, …) đang được rất nhiều nước áp dụng.

   Nguyên nhân của quy định này là do có những người trong cộng đồng có thể nhiễm virus Corona mà không hề hay biết, sau đó khi họ ho sẽ vô tình lây lan virus ra rất nhiều người xung quanh. Do đó các cơ quan chức năng đã áp dụng quy định về khoảng cách đối với nhiều nơi có nguy cơ lây nhiễm, tuy nhiên có những người cho rằng khoảng cách này có thể thu hẹp lại khi việc ho được che lại bằng khuỷu tay. Vậy thì con số 6 feet (1.8 m) đã được tính toán như thế nào? Và việc che lại bằng khuỷu tay có thực sự hiệu quả?

   Việc tính toán động lực học chất lỏng (CFD) đã được áp dụng để trả lời những câu hỏi trên và để nghiên cứu dòng chảy của những giọt nước được giải phóng khi một người bị ho.

Giải pháp

   Để giải quyết bài toán liên quan đến vấn đề giãn cách xã hội một cách thực tế nhất, các chuyên gia của ANSYS đã sử dụng kho dữ liệu phong phú, đã được nghiên cứu trước đây về kích thước và vận tốc của giọt nước để phân tích sự phân tán, việc đọng lại của các giọt nước trong các vùng không khí xung quanh theo ba kịch bản: Khoảng cách 3 feet (0.9 mét), khoảng cách 6 feet (1.8 mét), và khoảng cách 3 feet (0.9 mét) khi ho vào khuỷu tay. Sử dụng ANSYS SpaceClaim, các kỹ sư của ANSYS đã mô hình hóa ba người ở gần nhau để bắt đầu đánh giá các kịch bản vừa nêu (Hình 1).

   Tiếp theo, họ sử dụng ANYS Fluent để tạo lưới cho mô hình và xác định các ranh giới: sàn và tường với điều kiện có ma sát, tất cả những vùng biên hở khác là đầu ra áp suất. Để mô hình hóa các giọt nước bắn ra, các nhà nghiên cứu đã sử dụng mô hình hạt rời rạc (DPM) và dữ liệu có sẵn để đặt các điều kiện giọt ban đầu như: Vận tốc 17 mét mỗi giây và phân bố đường kính từ 50 đến 400 micro mét.

Hình 1. Miền tính toán và điều kiện biên cho mô phỏng CFD.

Kết quả

Các kết quả quỹ đạo của giọt nước khi ho được hiển thị bằng ANSYS VRXPERIENCE (Hình 2). Theo kịch bản đầu tiên, những giọt nước này nhanh chóng đọng lại trên một người đứng cách người bị virut 3 feet. Trong lần thứ 2, khi khoảng cách giữa người với người được tăng lên 6 feet, do tác động của lực hấp dẫn lên các giọt nước, số lượng các giọt nước bị bắn ra xa sẽ giảm đi rất nhiều.

   Cuối cùng, trong kịch bản thứ ba, chúng ta thấy rằng khi che khuỷu tay khi ho, hầu hết các giọt nước được giữ lại ở cánh tay, làm giảm đáng kể số lượng và tốc độ của các giọt chảy trong không khí. Các mô phỏng này hỗ trợ các hướng dẫn về quy định giãn cách xã hội đối với các loại Virus nói chung và Virus Corona hiện tại tại nói riêng.

Hình 2. Các trường hợp ho khi tiếp xúc được dự đoán bằng CFD.

Bài viết liên quan: 

• Mô phỏng về dịch Covid-19

• Mô phỏng kỹ thuật buồng thu thập mẫu COVID-19 di động

• Tại sao khẩu trang kín khít lại bảo vệ bạn tối đa?

• Thiết kế phòng cách ly áp lực âm dạng mô-đun sử dụng mô phỏng số

• Mô phỏng CFD giúp cải thiện hệ thống thông gió của phòng áp lực âm

• Tận dụng mô phỏng số để mở rộng quy mô sản xuất Vắc-xin

Nguồn: ansys.com

Làm ơn ghi rõ "Nguồn Advantech, Jsc. " hoặc "Theo www.advantech.vn " nếu bạn muốn phổ biến thông tin này.