Аннотация. Статья посвящена основным аспектам разработки математической модели дыхательной системы человека, учитывающей воздействия факторов среды обитания. Предлагаемая модель является подмоделью «мезоуровня» многоуровневой математической модели эволюции функциональных нарушений всего человеческого организма. Представлены концептуальная и математическая постановки задачи. Дыхание рассматривается как совокупность синхронизированных процессов газовой динамики, деформации пористой среды и диффузии. Приведены результаты расчета характеристик течения воздуха при спокойном дыхании и форсированном вдохе в первых четырех генерациях крупных воздухоносных путей, полученные с использованием программного продукта ANSYS Fluent. Дальнейшее развитие модели предполагает совместное решение задач изменения конфигурации легких и газодинамики в дыхательных путях человека.Ключевые слова: математическое моделирование, дыхательная система, функциональные нарушения.
ВВЕДЕНИЕВ процессе жизнедеятельности человек непрерывно взаимодействует с окружающей средой, получая из нее как вещества, необходимые для жизни, так и подвергаясь негативному действию совокупности физических, химических, биологических, социально-экономических факторов. Для анализа состояния организма человека используются лабораторные и инструментальные методы (рентгенологические и эндоскопические исследования, методы функциональной диагностики и т.д.) [1,2], которые дают комплексное представление об актуальном состоянии здоровья пациента на момент измерения. Значительно бóльший интерес представляет построение эволюционных моделей, позволяющих прогнозировать изменение состояния здоровья населения в зависимости от различных воздействий окружающей среды, включая опасные для здоровья, которые не всегда допустимы в натурных испытаниях. Управлять различными воздействиями, рассматривать их сочетания, изучать и прогнозировать поведение такой сложной системы, как человеческий организм, позволяет математическое моделирование.В разрабатываемой авторами многоуровневой модели [3] человеческий организм представлен конечным набором органов и систем, взаимодействующих между собой. На основе многоуровневой модели разработаны подходы к оценке индивидуального и * cinker@fcrisk.ru