Mobiele menu

Measuring, understanding & reducing respiratory droplet spreading

Om de COVID-19-pandemie te bedwingen, is het belangrijk de verspreiding van het dodelijke coronavirus tegen te gaan. De verspreiding van het virus gebeurt door kleine druppels met virusdeeltjes bij praten, hoesten, zingen, etc. Helaas is er nog niet veel bekend over deze kleine druppels. Daarom gebruiken de autoriteiten nu de ‘social distance’-regel.

Onderzoek en verwachte uitkomsten

Het doel van dit onderzoek is het meten en begrijpen van het vrijlaten en verspreiden van ademdruppeltjes wanneer iemand praat, hoest, zingt, roept en ademt. Daarnaast wordt onderzocht in hoeverre mondkapjes bijdragen aan het tegengaan van de verspreiding van ademdruppeltjes. De onderzoekers hopen met de resultaten van dit onderzoek antwoorden te geven over het nut van het dragen van mondkapjes en goede strategieën voor ventilatie te vinden.

Producten

Titel: Extended Lifetime of Respiratory Droplets and its implications on airborne disease transmission
Auteur: Detlef Lohse
Titel: Extended Lifetime of Respiratory Droplets and its implications on airborne disease transmission
Auteur: Detlef Lohse
Titel: Extended Lifetime of Respiratory Droplets and its implications on airborne disease transmission
Auteur: Detlef Lohse
Titel: Extended Lifetime of Respiratory Droplets and its implications on airborne disease transmission,
Auteur: Detlef Lohse
Titel: Extended Lifetime of Respiratory Droplets and its implications on airborne disease transmission
Auteur: Detlef Lohse
Titel: Extended Lifetime of Respiratory Droplets and its implications on airborne disease transmission
Auteur: Detlef Lohse
Titel: Extended Lifetime of Respiratory Droplets and its implications on airborne disease transmission
Auteur: Detlef Lohse
Titel: Extended Lifetime of Respiratory Droplets and its implications on airborne disease transmission
Auteur: Detlef Lohse
Titel: Extended Lifetime of Respiratory Droplets and its implications on airborne disease transmission
Auteur: Detlef Lohse
Titel: Growth of respiratory droplets in cold and humid air
Auteur: Chong Shen Ng, Kai Leong Chong, Rui Yang, Mogeng Li, Roberto Verzicco, and Detlef Lohse
Magazine: Physical Review Fluids
Begin- en eindpagina:
Link: https://journals.aps.org/prfluids/abstract/10.1103/PhysRevFluids.6.054303
Titel: High humidity enhances the evaporation of non-aqueous volatile sprays
Auteur: M. Li, D. Lohse, S.G. Huisman
Magazine: Journal of Fluid Mechanics
Begin- en eindpagina:
Titel: High humidity enhances the evaporation of non-aqueous volatile sprays
Auteur: M. Li,. D. Lohse, S.G. Huisman
Magazine: Journal of Fluid Mechanics
Begin- en eindpagina:
Link: https://doi.org/10.1017/jfm.2023.25
Titel: Towards realistic simulations of human cough: Effect of droplet emission duration and spread angle
Auteur: M. Li, K.L. Chong, C.S. Ng, P. Bahl, C.M. de Silva, R. Verzicco, C. Doolan, C. Raina MacIntyre, and D. Lohse
Magazine: Physical Review Fluids
Begin- en eindpagina:
Link: https://doi.org/10.1016/j.ijmultiphaseflow.2021.103883
Titel: Stability of respiratory-like droplets under evaporation
Auteur: Carola Seyfert, Javier Rodríguez-Rodríguez, Detlef Lohse, and Alvaro Marin
Magazine: Physical Review Fluids
Begin- en eindpagina:
Link: https://doi.org/10.1103/PhysRevFluids.7.023603
Titel: Extended Lifetime of Respiratory Droplets in a Turbulent Vapor Puff and Its Implications on Airborne Disease Transmission
Auteur: Kai Leong Chong, Chong Shen Ng, Naoki Hori, Rui Yang, Roberto Verzicco, and Detlef Lohse
Magazine: Physical Review Letters
Begin- en eindpagina:
Link: https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.126.034502
Titel: Do increased flow rates in displacement ventilation always lead to better results?
Auteur: R. Yang, C.S. Ng, K.L. Chong, R. Verzicco, D. Lohse
Magazine: Journal of Fluid Mechanics
Begin- en eindpagina:
Link: https://doi.org/10.1017/jfm.2021.949
Titel: A pencil distributed finite difference code for strongly turbulent wall-bounded flows
Link: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0045793015001164
Titel: AFiD-GPU: A versatile Navier–Stokes solver for wall-bounded turbulent flows on GPU clusters
Link: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0010465518300985

Verslagen


Eindverslag

Om de COVID-19 pandemie in te dammen, is het belangrijk de verspreiding van het dodelijke coronavirus een halt toe te roepen. De verspreiding van het virus vindt plaats via kleine druppeltjes virusdeeltjes bij praten, hoesten, niezen, zingen, enz.
Helaas is er nog niet veel bekend over deze kleine druppeltjes. Daarom gebruiken de autoriteiten de regel van de "sociale afstand". Wij hebben nu aangetoond dat deze regel niet volstaat omdat de verdamping van druppeltjes veel trager verloopt dan verwacht in bepaalde atmosferische omstandigheden zoals vochtigheid en temperatuur. Vooral groepen druppels gedragen zich anders dan afzonderlijke druppels omdat de collectieve dynamiek tussen de druppels ook belangrijk is. We hebben ook laten zien hoe de verschillende ventilatiestrategieën kunnen worden beoordeeld door te kijken naar de temperatuur en de lokale CO2-concentraties als functie van de hoogte. We hebben ook onderzocht, in een ziekenhuisomgeving, dat de concentratie van ziekteverwekkers afhangt van de hoogte, wat de effecten van convectie bevestigt en de bevindingen van de simulaties bevestigt.

Het is duidelijk geworden dat covid zich niet alleen via direct contact kan verspreiden, maar ook via de lucht. Het idee is dat door spreken, hoesten, zingen enz. kleine druppeltjes met ziekteverwekkers uit de keel, mond en lippen komen. De stroming in de lucht verplaatst de ziekteverwekkers vervolgens naar een ontvanger die de ziekteverwekker kan inademen en besmet raakt. Het cruciale onderdeel is nu; hoe worden de druppels gegenereerd en getransporteerd, en wat is hun verdampingsdynamiek? Daarom hebben wij deze processen in detail onderzocht in gecontroleerde omstandigheden waar wij de vloeistofdynamische processen die relevant zijn kunnen isoleren. Voor de productie van druppels hebben we vastgesteld hoe de druppels worden gegenereerd van bulkvloeistof, naar een gegolfd oppervlak, naar zakken, en vervolgens naar druppels. We hebben ook
experimenteel en numeriek bestudeerd hoe de druppels verdampen, en gevonden dat druppels aanzienlijk grotere levensduur hebben voor grotere luchtvochtigheid. Bovendien hebben wij ook vastgesteld dat de luchtvochtigheid van de hoest/ademhaling belangrijk is; de combinatie van de vochtigheid van de adem en de gedeeltelijk verdampte druppels genereert een lokale hoge luchtvochtigheid, die de levensduur van de druppels aanzienlijk verlengt, zodat zij veel verder kunnen reiken dan voorspeld door het model van Wells. Wij hebben ook verschillende ventilatiestrategieën onderzocht en vastgesteld dat verplaatsingsventilatie (van beneden naar boven) de beste is, in die zin dat de warme (met drijfvermogen) adem snel naar het plafond stijgt, uit de buurt van potentiële slachtoffers. We hebben ook de effecten onderzocht van toevoegingen aan het water; we hebben ontdekt dat het toevoegen van zoutgehalte en mucin beide de verdampingsdynamiek in sessiele druppels kunnen verlengen.

Onderwerpen

Kenmerken

Projectnummer:
10430012010022
Looptijd: 100%
Looptijd: 100 %
2020
2022
Onderdeel van programma:
Gerelateerde subsidieronde:
Projectleider en penvoerder:
prof. dr. D. Lohse
Verantwoordelijke organisatie:
Universiteit Twente