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Numerical and experimental study of aerosol dispersion in the Do728 aircraft cabin

Schmeling, Daniel und Shishkin, Andrey und Schiepel, Daniel und Wagner, Claus (2023) Numerical and experimental study of aerosol dispersion in the Do728 aircraft cabin. CEAS Aeronautical Journal, Seiten 1-18. Springer. doi: 10.1007/s13272-023-00644-3. ISSN 1869-5590.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
8MB

Offizielle URL: https://link.springer.com/article/10.1007/s13272-023-00644-3

Kurzfassung

The dispersion of aerosols originating from one source, the ‘index’ passenger, within the cabin of the aircraft Do728 is studied experimentally using an aerosol-exhaling thermal manikin and in Reynolds-averaged Navier–Stokes simulations (RANS). The overall aim of the present study is the experimental determination of the aerosol spreading for the state-of-the-art mixing ventilation (MV) and to evaluate the potential of alternative ventilation concepts for controlling the aerosol spreading in RANS. For MV, the experiments showed that the ratio of inhaled to exhaled aerosol particles drops below 0.06% (volume ratio) for distances larger than two seat rows from the source. However, within a single row, the observed ratio is higher. Further, the dispersion is much weaker for a standing than for a seated index passenger. High air exchange rates and a wellguided flow prevent a dispersion of the aerosols in high concentrations over larger distances. Additionally, the positive effect of a mask and an increased air flow rate, and especially their combination are shown. In the complementary conducted RANS, the advantages of floor-based cabin displacement ventilation (CDV) which is alternative ventilation concept to MV, regarding spreading lengths and the dwell time of the aerosols in the cabin were determined. The obtained results also underline the importance of the flow field for the aerosol dispersion. Further, additional unsteady RANS (URANS) simulations of the short-term process of the initial aerosol cloud formation highlighted that the momentum decay of the breathing and the evaporation processes take place within a few seconds only.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/185425/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Numerical and experimental study of aerosol dispersion in the Do728 aircraft cabin
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Schmeling, DanielDaniel.Schmeling (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-2712-9974NICHT SPEZIFIZIERT
Shishkin, AndreyAndrei.Shishkin (at) dlr.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Schiepel, Danieldaniel.schiepel (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-3703-3514NICHT SPEZIFIZIERT
Wagner, ClausClaus.Wagner (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-2273-0568NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:15 Februar 2023
Erschienen in:CEAS Aeronautical Journal
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Nein
DOI:10.1007/s13272-023-00644-3
Seitenbereich:Seiten 1-18
Herausgeber:
HerausgeberInstitution und/oder E-Mail-Adresse der HerausgeberHerausgeber-ORCID-iDORCID Put Code
NICHT SPEZIFIZIERTCEASNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Verlag:Springer
ISSN:1869-5590
Status:veröffentlicht
Stichwörter:aircraft cabin, aerosol dispersion, COVID-19, mixing ventilation, displacement ventilation
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Verkehr
HGF - Programmthema:Schienenverkehr
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DLR - Forschungsgebiet:V SC Schienenverkehr
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):V - RoSto - Rolling Stock, L - Wartung und Kabine
Standort: Göttingen
Institute & Einrichtungen:Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik > Bodengebundene Fahrzeuge
Hinterlegt von: Schmeling, Dr Daniel
Hinterlegt am:24 Mär 2023 10:50
Letzte Änderung:24 Mär 2023 10:50

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