Рассмотрена задача моделирования структуры дыхательной системы человека для предсказания изменения физиологических параметров при различных методах механического воздейст- вия в виде управляемого сопротивления в дыхательном контуре. Разработанный комплекс математиче- ских моделей включает в себя: уравнения массового расхода и скорости массопереноса в легочных кана- лах при разветвлении воздухоносных путей по принципу правильной дихотомии; уравнения динамики дыхательной мускулатуры, основанные на перемещении стенки цилиндра в радиальном и осевом на- правлении; специальные функции, обеспечивающие автоматическое включение и выключение мышц при достижении лёгкими в процессе выдоха/вдоха минимального и максимального заданного объёма. Приведены результаты численного моделирования функционирования сложного биотехнического комплекса «аппаратура корректирующего воздействия – дыхательная система человека» в виде графиков давления и объемного расхода по генерациям легких в разных режимах задания сопротивления в дыха- тельном контуре. Полученные результаты качественно и количественно отражают биомеханику ряда процессов, сопровождающих дыхание. Разработанный комплекс связанных математических моделей позволяет выполнять уточнённое многопараметрическое моделирование динамики функционирования сложной биотехнической системы «аппаратура корректирующего воздействия – дыхательная система человека», что дает возможность реа- лизовывать оптимальные алгоритмы управления исполнительными устройствами в различных комплек- сах на основе прогнозирования изменения состояния дыхательной системы.
The article considers the aim of modeling humax respiratory system structure for predicting the change of physiological parameters at different methods of physical influence such as operated reduction in breathing circuit. The developed complex of mathematical models includes: equations of mass rate and masstransfer rate in lung channels at arborization of auriferous ways according to the rule of right dichotomy; equations of breathing muscles dynamics, based on moving of cylinder wall in radial and axial directions; special functions, providing automatic muscles turning on and turning off when lungs reach minimal and maximal set volume at inhale/exhale. The article shows the results of numerical modeling of functioning of the sophisticated biotechnical complex «Corrective action facilities – humax respiratory system» in the form of pressure charts and volume flow which the lungs generate in different regimes of resistance in breathing circuit. The results acquired qualitatively and quantitatively reflect the biomechanics of the number of processes which accompany breathing. The developed complex of interconnected mathematical models allows to fulfill specific multiparametric modeling of the dynamics of functioning of the complex biotechnical system «Corrective action facilities – humax respiratory system», which allows the realization of optimal controlling algorithms for execution units in different complexes based on prediction of changes in the condition of the respiratory system.