臺灣博碩士論文加值系統

生活型態以及石化工業發展興盛，造成現代人氣喘率盛行。為了解決生理上的不適，各方面的藥物是藥廠積極發展的重要項目之一。不僅是急性發作時的支氣管舒張劑，更重要的是平時保養型藥物的配合；接著伴隨而來的問題即是藥物服用過量所帶來的副作用如手抖、心悸、骨質疏鬆等等。因此，探討氣管內藥物顆粒的沉積便是現行相當重要的議題。相關的研究可大約分為數值模擬、實驗操作和理論分析。本文將使用數值模擬的方式，以商用軟體Ansys Fluent 14.5計算含固態粒子之三維不可壓縮暫態流。首先利用設計軟體CATIA建立下呼吸道健康及氣喘患者模型，接著匯入Ansys中建立計算域之網格。最後將網格導入Fluent後，並利用正弦波模擬吸氣時ReD與時間的關係以計算流場。待流場達到週期穩定後在入口處放入固態粒子。以使用者自訂函數(user define function，簡稱UDF)初始化固態粒子之初始條件後，繼續求解兩相暫態流，從而得到結果並進行討論。本文除了探討不同氣管模型下粒子之沉積效率，亦對於沉積位置及分佈的可視化著墨，以提供藥品開發或相關研究之資料

A comprehensive three-dimensional numerical model was developed to study the gas-solid flow behaviors in asthmatics or normal airway by using Weibel’s lung model. The transient gas phase was modeled with laminar computational fluid dynamics (CFD) and the particle phase was modeled with discrete phase model (DPM). In this paper, the flow structure and particle deposition pattern for normal and asthmatic airway bifurcation are compared and discussed. The numerical results reveal that the inertial force and the position of secondary flow are the main reason cause particles deposition.

中文摘要 I
Extended Abstract III
誌謝 VIII
表目錄 XII
圖目錄 XIII
符號說明 XIX
第一章　緒　論 1
1-1 前言 1
1-2 動機與目的 1
1-3 文獻回顧 3
1-4 研究內容 5
第二章 數 值 方 法 7
2-1 數值方法 7
2-1-1 統御方程式 7
2-1-2 各項無因次參數 9
2-1-3 coupled scheme 11
2-1-4 Third-Order MUSCL 12
2-1-5 Green-Gauss Node Based Gradient Evaluation 13
2-2 邊界條件 14
2-2-1 空氣邊界條件 14
2-2-2 離散相邊界條件 14
2-3 兩相流耦合計算 16
2-3-1 顆粒運動方程式與阻力 16
2-3-2 離散相模型 17
第三章 網 格 生 成 19
3-1 幾何外型建立 19
3-2 網格生成 19
3-3 網格獨立性之驗證 20
第四章 結 果 與 討 論 22
4-1 驗證穩態兩相流及空氣相暫態流 22
4-1-1 健康二級分歧管穩態兩相流 22
4-1-2 驗證氣喘患者二級分歧管暫態流 23
4-1-3 健康三級分歧管暫態流 25
4-2 健康氣管兩相流 26
4-2-1 健康二級分歧管兩相暫態流 26
4-2-2 健康三級分歧管兩相暫態流 29
4-3 氣喘患者氣管兩相流 30
4-3-1 氣喘患者二級分歧管兩相暫態流 31
4-2-2 氣喘患者三級分歧管兩相暫態流 32
第五章 結 論 與 建 議 35
5-1 結論 35
5-2 建議 36
參考文獻 38

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