Aller au contenu principal
Accès ouvert déclaré 2026 article

Flow characteristics in a nasal to tracheo-bronchial airway using a scale resolving simulation

0Citations signalées, ce qui n’est pas une note de qualité
3Institutions déclarées
1Pays d’affiliation déclarés

Rattachement africain : au. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

Background and Objective Airflow dynamics are fundamental to understanding respiratory function, yet the complexity of flow regimes within the nasal and tracheo-bronchial pathways remains poorly characterised. This study employed a patient-specific respiratory model, extending from the nasal cavity to the 7 th -generation bronchioles, to investigate airflow characteristics at a steady inhalation rate of 30 L/min. Methods A hybrid Stress-Blended Eddy Simulation (SBES) model was used to capture unsteady flow structures, while Dynamic Mode Decomposition (DMD) and spectral analysis were applied to identify dominant flow dynamics. The computational model, derived from CT scans, used a poly-hexcore mesh with ∼ 30 million cells. This study provides a unified, scale-resolving characterisation of airflow from the nasal cavity to distal bronchioles, linking flow behaviour across regions using modal and spectral diagnostics. Results The results revealed laminar-dominant flow in the nasal cavity, with velocities increasing to 6.2–8.4 m/s, and high-velocity jet formation in the laryngeal region with peak velocities of up to 14.9 m/s. This region exhibited enhanced unsteadiness and strong oscillatory behaviour, with resolved turbulence kinetic energy reaching up to 35 m 2 /s 2 . Downstream, flow progressively transitioned toward laminar-dominant conditions in distal bronchioles, with reduced velocity (0.8–3.6 m/s) and low energy content. Coherent structures identified via the q -criterion and DMD highlighted regions of energy redistribution and high-frequency oscillations. Flow partitioning between left and right bronchial branches showed asymmetry, with total distributions of 44.65% and 55.35%, respectively. Conclusions This study provides a unified characterisation of airflow dynamics across the upper and lower airways, identifying key regions of enhanced unsteadiness and downstream energy dissipation, with implications for respiratory modelling and device design.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Flow characteristics in a nasal to tracheo-bronchial airway using a scale resolving simulation
Date Crossref
01/08/2026
Éditeur
Elsevier BV
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Les institutions déclarées

Une affiliation ne permet pas de déduire la nationalité d’un auteur.

Les sujets associés

Tracheal and airway disordersInhalation and Respiratory Drug DeliveryAirway Management and Intubation Techniques

BNTIC News n’est pas le producteur de ces données. Les publications sont interrogées à la demande dans Crossref, OpenAIRE, DOAJ, Europe PMC, HAL, DataCite, AfricArXiv, ROR et la Banque mondiale, sans clé d’accès. OpenAlex reste optionnel. Aucun service payant n’est nécessaire et aucune donnée externe n’est enregistrée en base. Consulter les sources et leurs limites.