To respond to the ongoing pandemic of SARS-CoV-2, this contribution deals with recently highlighted COVID-19 transmission through respiratory droplets in form of aerosols. Unlike other recent studies that focused on airborne transmission routes, this work addresses aerosol transport and deposition in a human respiratory tract. The contribution therefore conducts a computational study of aerosol deposition in digital replicas of human airways, which include the oral cavity, larynx and tracheobronchial airways down to the 12th generation of branching. Breathing through the oral cavity allows the air with aerosols to directly impact the larynx and tracheobronchial airways and can be viewed as one of the worst cases in terms of inhalation rate and aerosol load. The implemented computational model is based on Lagrangian particle tracking in Reynolds-Averaged Navier–Stokes resolved turbulent flow. Within this framework, the effects of different flow rates, particle diameters and lung sizes are investigated to enable new insights into local particle deposition behavior and therefore virus loads among selected age groups. We identify a signicant increase of aerosol deposition in the upper airways and thus a strong reduction of virus load in the lower airways for younger individuals. Based on our findings, we propose a possible relation between the younger age related fluid mechanical protection of the lower lung regions due to the airway size and a reduced risk of developing a severe respiratory illness originating from COVID-19 airborne transmission.

为了应对持续的 SARS-CoV-2 大流行，这篇文章涉及最近强调的 COVID-19 通过气溶胶形式的呼吸道飞沫传播。与最近关注空气传播途径的其他研究不同，这项工作涉及气溶胶在人体呼吸道中的运输和沉积。因此，该贡献对人体气道数字复制品中的气溶胶沉积进行了计算研究，包括口腔、喉部和气管支气管气道直至第 12 代分支。通过口腔呼吸可以使带有气溶胶的空气直接影响喉部和气管支气管气道，就吸入率和气溶胶负荷而言，可以被视为最坏的情况之一。实现的计算模型基于雷诺平均纳维-斯托克斯解析湍流中的拉格朗日粒子跟踪。在此框架内，研究了不同流速、颗粒直径和肺尺寸的影响，以便对局部颗粒沉积行为和选定年龄组的病毒载量有新的认识。我们发现上呼吸道的气溶胶沉积显着增加，因此年轻人下呼吸道的病毒载量显着降低。根据我们的研究结果，我们提出了由于气道大小而导致的下肺区域与年龄相关的流体机械保护与降低因 COVID-19 空气传播引起的严重呼吸道疾病的风险之间可能存在的关系。在此框架内，研究了不同流速、颗粒直径和肺尺寸的影响，以便对局部颗粒沉积行为和选定年龄组的病毒载量有新的认识。我们发现上呼吸道的气溶胶沉积显着增加，因此年轻人下呼吸道的病毒载量显着降低。根据我们的研究结果，我们提出了由于气道大小而导致的下肺区域与年龄相关的流体机械保护与降低因 COVID-19 空气传播引起的严重呼吸道疾病的风险之间可能存在的关系。在此框架内，研究了不同流速、颗粒直径和肺尺寸的影响，以便对局部颗粒沉积行为和选定年龄组的病毒载量有新的认识。我们发现上呼吸道的气溶胶沉积显着增加，因此年轻人下呼吸道的病毒载量显着降低。根据我们的研究结果，我们提出了由于气道大小而导致的下肺区域与年龄相关的流体机械保护与降低因 COVID-19 空气传播引起的严重呼吸道疾病的风险之间可能存在的关系。对颗粒直径和肺大小进行了研究，以便对局部颗粒沉积行为以及选定年龄组的病毒载量有新的认识。我们发现上呼吸道的气溶胶沉积显着增加，因此年轻人下呼吸道的病毒载量显着降低。根据我们的研究结果，我们提出了由于气道大小而导致的下肺区域与年龄相关的流体机械保护与降低因 COVID-19 空气传播引起的严重呼吸道疾病的风险之间可能存在的关系。对颗粒直径和肺大小进行了研究，以便对局部颗粒沉积行为以及选定年龄组的病毒载量有新的认识。我们发现上呼吸道的气溶胶沉积显着增加，因此年轻人下呼吸道的病毒载量显着降低。根据我们的研究结果，我们提出了由于气道大小而导致的下肺区域与年龄相关的流体机械保护与降低因 COVID-19 空气传播引起的严重呼吸道疾病的风险之间可能存在的关系。