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最近發表在《Physics of Fluids》上的新研究論文正值美國學校和大學考慮秋季開學的關鍵時刻。

“這項研究非常重要，因為它為我們如何理解室內環境中的安全提供瞭指導，”Michael Kinzel說道。Kinzel是UCF機械和航空航天工程系的助理教授，同時也是這項研究的論文合著者。

他指出：“研究發現，當必須戴口罩時，通過氣溶膠傳播的途徑並不需要保持6英尺的社交距離。這些結果強調，有瞭口罩，傳播的可能性並不會隨著物理距離的增加而降低，這就強調瞭要求佩戴口罩可能是提高學校和其他地方（防疫）能力的關鍵。”

在這項研究中，研究人員創建瞭一個有學生和老師的教室的計算機模型，然後建模瞭氣流和疾病傳播並計算瞭由空氣驅動的傳播風險。

教室模型為709平方英尺，有9英尺高的天花板。模型中有戴口罩的學生和一位同樣也戴瞭口罩的老師，後者站在教室前面。

研究人員使用瞭兩種場景--通風的教室和不通風的教室--並使用瞭兩個模型， Wells-Riley和計算流體動力學。Wells-Riley常用來評估室內傳播概率，計算流體動力學常用來瞭解汽車、飛機和潛艇的空氣動力學。

Kinzel表示，佩戴口罩通過防止直接暴露於氣溶膠而被證明是有益的，因為口罩提供瞭一股微弱的暖空氣從而導致氣溶膠垂直移動進而防止它們接觸到鄰近的學生。

另外，跟沒有通風的教室相比，通風的教室跟良好的空氣過濾器相結合可以減少40%到50%的感染風險。這是因為通風系統創造瞭一種穩定的氣流，這可以使許多氣溶膠進入過濾器，跟不通風的情況相比，氣溶膠聚集在房間裡的人的上方，過濾掉一部分氣溶膠。

Kinzel稱，這些結果證實瞭美CDC最近的指導方針，即建議在普遍使用口罩的情況下，將小學內的社交距離從6英尺減少到3英尺。

“如果我們比較戴口罩時的感染幾率，三英尺的社交距離並不意味著感染幾率比六英尺高，這可能為學校和其他企業在流感大流行的剩餘時間內安全運營提供瞭證據，”Kinzel說道。

當比較這兩個模型時，研究人員發現，Wells-Riley和計算流體動力學產生瞭相似的結果，尤其是在不通風的情況下，但Wells-Riley將通風情況下的感染概率低估瞭約29%。

這項研究的論文首席作者Aaron Foster表示，對此，他們推薦將在計算流體動力學中捕捉到的一些額外復雜作用應用到Wells-Riley上以開發出一種對某一空間內感染風險的更完整理解方法。

“盡管詳細的計算流體動力學結果為風險變化和距離關系提供瞭新的視角，但它們也驗證瞭更常用的Wells-Riley模型以合理的精度捕捉瞭通風的大部分好處。這很重要，因為這些是任何人都可以用來降低風險的公開工具。”