面对面呼吸飞沫传播和防护的流体力学初步分析

肖春华

(1. 中国空气动力研究与发展中心 空气动力学国家重点实验室，绵阳 621000；2. 中国空气动力研究与发展中心 低速空气动力研究所，绵阳 621000)

0 引 言

2019年12月以来，我国湖北省武汉市发现多起肺炎病例[1]，2020年1月8日初步确认病原体为新型冠状病毒。截止2020年12月24日，国内外累积有78 964 495个确诊病例，累积死亡病例1 733 050[2]。这种惊人的增长速度是病毒快速、隐蔽传播方式所造成的。

新型冠状病毒有3种传播方式：呼吸飞沫、空气气溶胶和直接接触。呼吸飞沫是病毒最主要的传播载体，通过病人说话、咳嗽、喷嚏传播。较大粒径的飞沫会在重力作用下逐步沉降到地面[3]，较小粒径的飞沫则会较长时间悬浮在空气中。呼吸飞沫还会蒸发转变成飞沫核，转为气溶胶[4-5]。因此，呼吸飞沫是最主要的传播途径。早在20世纪30年代就有实验验证[6]了飞沫是最主要的传播途径，也诞生了空气传染病毒的传播理论[7]。2020年新冠疫情的爆发，关于呼吸飞沫在空气中流动传播的文章大量出现，给相关的研究提供了很好的指导[8-11]。BHAGAT等[8]研究了建筑物通风对呼吸飞沫传播路径的影响，进一步证明病毒在空气中传播的风险。MITTAL等[9]更是警示飞沫在空气中的扩散和沉积是传播的关键因素，同时还总结了面罩、洗手、室内通风等背后的科学意义和机理。AGRAWAL等[10]通过研究表明，咳嗽产生的飞沫云团会大量污染空气，而飞沫云团具有自相似的性质，可以帮助人们设计更好的封闭空间通风系统。VERMA等[11]利用流动显示技术研究了医用口罩在降低呼吸飞沫速度和传播距离的作用，同时也发现口罩边缘会存在一些小的泄漏，为医护人员和口罩制造商提供了有效的评估。……