呼吸系统疾病越来越受到人们的重视,而吸入疗法治疗呼吸系统疾病比传统的口服药物和针剂具有更好的疗效,在临床中的应用也越来越普遍。本文针对吸入疗法中存在的不足,对药物颗粒在呼吸道内的运动沉积状况进行数值模拟研究,为吸入疗法达到靶向治疗的效果提供一定的理论支持。影响药物颗粒在呼吸道内沉降的因素很多。通过数值模拟,了解药物颗粒在人体呼吸道中的运动规律,分析其流场特性、颗粒运动轨迹和沉积率,对我们正确评估药物颗粒在人体呼吸道中的沉积影响因素,对治疗呼吸系统疾病有着重要的作用。本文详细地介绍了人体呼吸系统的结构和生理功能,总结了人体呼吸系统中流体流动的特点。并在此基础上广泛参考和对比了各种呼吸道物理模型,结合加拿大阿尔伯达省气溶胶实验室提出的理想化口腔—咽喉及Weibel模型A中的气管—支气管模型,通过适当的假设和简化,建立了适当的物理模型,并在FLUENT前处理软件GAMBIT中完成建模和网格划分工作;为随后的数值模拟奠定了基础;针对人体上呼吸道内流体流动的特点,确定了计算域和边界条件,并导入FLUENT软件,采用RNGκ—ε模型和标准κ—ω湍流模型计算了一般正常成年男子在静坐状态下稳态呼吸时(Q=30L/min)的上呼吸道流场及非稳态吸气时的气道流场,并对两种计算方法下的稳态和非稳态的流场进行了比较;在单相流场研究的基础上,采用拉格朗日框架追踪了药物颗粒在气道内的运动轨迹,进而分析了药物颗粒在呼吸道各个部位的沉积状况,统计了药物颗粒物的沉积率,并总结出了呼吸强度、颗粒粒径与密度对气溶胶颗粒沉积的影响规律。其研究结果表明:药物颗粒的运动方式受到流场的影响较大,其运动轨迹与气流流线相似,但在气流回流区被气流卷起的可能性较小。从药物颗粒在呼吸道内的沉积率可以看出,呼吸强度、颗粒粒径和颗粒密度是影响药物颗粒在呼吸道内沉积的三个主要因素,加强呼吸强度使得药物颗粒的沉积率增大,随着颗粒粒径与颗粒密度的增大,颗粒的沉积率也相应增大。