帳號:
密碼:
CTIMES / 文章 /   
模擬技術如何幫助降低在教室裡感染COVID-19病毒的風險?
 

【作者: Clare SCOTT】   2021年03月18日 星期四

瀏覽人次:【1126】
  

COVID-19自2020年初蔓延全球,造成經濟重創,即便疫苗已問世,但亦出現傳染力更高的變種病毒。在大家持續避免感染,並盡力恢復到正常生活的現今,儘管復工復產的措施難以完整保障人員健康的原則,但可以採取一定的方法以最大限度降低患病的風險。


社會最關注也最擔憂的焦點之一就是教育設施以及其如何保護我們的下一代。雖然全球有些學校全面轉為線上教學模式,但仍有許多學校保持開放,以減輕父母的壓力,同時儘量為孩子提供正常的學習環境,卻同樣也引起父母的擔心,因為他們想知道學校究竟採取了哪些措施來保障子女的安全。


SIMULIA的流體解決方案採用了高準度的運算流體力學模擬軟體。在疫情期間為保障學生的安全發揮重要作用。SIMULIA團隊成員已經運用模擬技術研究了有望抑制病毒傳播、保障學生安全的三個因素,包含佩戴口罩、通風方式和座位安排。


佩戴口罩


圖一 : 模擬結果證實佩戴口罩是防止飛沫在人與人之間傳播的有效方式之一。(source:Newshub)
圖一 : 模擬結果證實佩戴口罩是防止飛沫在人與人之間傳播的有效方式之一。(source:Newshub)

COVID-19病毒已被證明是透過口腔和鼻腔的分泌物傳播,藉由噴嚏、咳嗽乃至交談中排出的大小各異的飛沫(包括令人生畏的氣溶膠)在空氣中傳播。到目前為止,大多數人都知道佩戴口罩是防止飛沫在人與人之間傳播的一種非常有效的方式,而且模擬結果也證實了這一點。然而有些學校並未要求學生佩戴口罩,甚至是在那些要求學生佩戴口罩的學校裡,學生用餐時也會摘下口罩,用餐後也並非每次都會記得要儘快把口罩戴上,而且也可能會在其他時候取下口罩或是不正確佩戴口罩。因此需要另建一道防禦線。


通風

通風是關鍵。良好的通風系統能在空氣中漂浮的飛沫吸附到表面或被師生吸入前,將其排出教室。此外,它也有助於最大限度地縮小高飛沫濃度區域的面積,進而降低相應的感染風險。模擬結果證實,在自然通風的普通教室裡,當窗戶打開並有微風吹拂時,一分鐘內有14%的飛沫被排出教室。在打開側排氣扇的情況下,比例提高到20%;在打開中央排氣扇的情況下,比例則提高到22%。因此,強制通風,特別是高效率中央暖通空調系統,是排出室內飛沫,避免人員感染的重要因素。整合是關鍵,因為掌控室內氣流能夠顯著降低飛沫濃度,而整合不良的系統則可能讓情況更加糟糕。我們在與法國醫院的合作中證明了這一點。


座位安排

同樣重要的是學生座位安排。一項近期展開的研究做出以下假設:


 室溫為攝氏溫度26度


 每名學生成為攜帶病原體感染源的概率均等


 病毒載量為每小時900顆粒


 顆粒平均直徑為1微米


 唯一的感染途徑是通過氣溶膠(空氣中懸浮的微小飛沫)


我們針對三種教室佈置展開模擬:一種是室內有40名學生,另外兩種是室內有20名學生。透過運用先進的工程方法並經過多次運作,研究意外發現最佳佈局由20名學生組成,具體佈置如下圖所示。與重視拉大學生間距離的傳統佈置方法相比較,這種方法根據室內的氣流分佈確定理想佈局,該方法由通風決定,故佈置會因教室不同而發生改變。



圖二 : 根據室內的氣流分佈確定理想佈局的教室佈置,方法會因教室不同而發生改變。(source:Dassault Systems)
圖二 : 根據室內的氣流分佈確定理想佈局的教室佈置,方法會因教室不同而發生改變。(source:Dassault Systems)

離家後的健康保障

使用SIMULIA CFD解決方案,可以透過教室佈置提高防護水準。如果按模擬結果在教室裡容納20名學生並打開中央排氣扇,就能在疫情期間為學生提供最安全的環境。如果學生佩戴口罩,安全性還能進一步提高。


雖然沒有萬無一失的方法能夠確保任何人100%不會感染COVID-19病毒(除非徹底避免與他人接觸),但模擬技術能夠準確評估環境,不僅是對教室、或是工作場所乃至醫院而言,幫助工程師在疫苗問世前佈置出盡可能安全的環境。SIMULIA專家服務團隊隨時願意幫助企業展開這類型的模擬,在SIMULIA 雲端上迅速進行模擬,為離家後的健康提供有力保障。


(本文作者Clare SCOTT為達梭系統SIMULIA創意內容倡導專家)


相關文章
半導體與HPC如何幫助COVID-19疫苗快速研發
智慧化車身工程一體化設計、建模與模擬
21世紀是數位雙生之世紀
物競人擇 以智慧科技前瞻未來新世界
智慧防疫跨域整合 數位引擎推動創新商機
comments powered by Disqus
相關討論
  相關新品
Arduino
原廠/品牌:RS
供應商:RS
產品類別:PC Board
Raspberry Pi
原廠/品牌:RS
供應商:RS
產品類別:PC Board
EM500EV 測試/開發板
原廠/品牌:集博
供應商:集博
產品類別:IDE
  相關新聞
» 3DEXPERIENCE平台協同數位產研行銷 實威7月29日舉行線上發表會
» TMUxBE比翼與北醫生醫加速器計畫促進新創臨床合作機會
» 趨勢與GSMA Intelligence揭露5G專網商機 近半電信業者無力補漏洞
» 達梭成立數位轉型人才培育加油站 助臺灣強化產業競爭力
» 雲端化加快數位轉型 SolidWorks提供彈性完整解決方案
  相關產品
» 企業管理遠距、零接觸、可追蹤 震旦雲六大方案助推防疫
» 達梭系統3DEXPERIENCE平台 助英航空新創開發無碳排飛機
» 達梭推出全新3DEXPERIENCE WORKS解決方案 為創作過程帶來更多價值
» TYAN發佈伺服器及主機板支援第二代Intel Xeon
» 大聯大品佳集團推出240W電競筆記型電腦變壓器解決方案

AD


刊登廣告 新聞信箱 讀者信箱 著作權聲明 隱私權聲明 本站介紹

Copyright ©1999-2021 遠播資訊股份有限公司版權所有 Powered by O3
地址:台北市中山北路三段29號11樓 / 電話 (02)2585-5526 / E-Mail: webmaster@ctimes.com.tw