Трехмерная модель бронхиального дерева человека – моделирование течения воздуха в норме и при патологии

Проведено математическое моделирование течения воздуха в бронхиальном дереве человека в норме и при патологии. Приведены аналитические формулы для построения полного бронхиального дерева. Все поверхности бронхиального дерева состыковываются со вторым порядком гладкости (не имеют острых углов и ребер). Геометрические характеристики бронхиального дерева человека при патологии моделируются звездообразной формой внутреннего строения бронха, патология задается двумя параметрами: степенью сужения бронха и степенью искажения цилиндрической формы бронхов.
Предложена численная методика поэтапного расчета движения воздуха в бронхиальном дереве человека. Проведены расчеты ламинарного течения воздуха в бронхиальном дереве человека (от входного бронха до альвеол). Показано, что при ламинарном течении воздуха в бронхах падение давления в два раза меньше, чем при турбулентном течении. Искажение цилиндрической формы бронхов при патологии приводит к увеличению падения давления в бронхиальном дереве.