Der Mensch atmet durchschnittlich 12 bis 20-mal in der Minute ein und aus. Bei jedem Atemzug strömen zwischen 500 und 2000 ml Luft durch die Nase in Richtung Lunge. Die Nase des Menschen hat neben den allgemeinen Aufgaben des Riechens, der Immunabwehr und der Erzeugung eines Strömungswiderstandes zur optimalen Belüftung der Lunge spezielle Funktionen während der Ein- und Ausatmung. Während der Einatmung wird die einströmende Luft erwärmt, angefeuchtet und von Staubpartikeln gereinigt, in der Ausatmung werden Wärme und Feuchte über die Nasenschleimhaut zurückgewonnen. Die so bezeichnete „Klimatisierungsfunktion” der Nase ermöglicht einen optimalen Gasaustausch in der Lunge. 
 

„Numerische Simulationen“ in realistischen Computer-Nasenmodellen 

Aufgrund der komplexen dreidimensionalen Struktur der Nase und der eingeschränkten Zugänglichkeit tieferer Nasenabschnitte, sind in vivo Messungen mit speziellen miniaturisierten Messsonden in der gesamten Nase technisch nicht realisierbar. Eine vollständige Messung und Kartierung der Erwärmung, Befeuchtung und Partikelfiltration in der gesamten Nase ist in vivo technisch nicht realisierbar. Hierzu wurden an unserer Klinik seit den frühen Zweitausendern zahlreiche wissenschaftliche in vivo Untersuchungen mit speziellen selbstkonstruierten Messtechniken durchgeführt. 
Diese Schwierigkeiten im Rahmen von in vivo Messungen haben in den letzten Jahren zu einer großen Zahl an Simulationsprojekten an Computer-Nasenmodellen in unserer Arbeitsgruppe geführt, die ergänzende Informationen zur komplexen „Respiratorischen Funktion“ der Nase geliefert haben. Computersimulationen an numerischen Modellen für die Darstellung der „Klimatisierungsfunktion“ und der intranasalen Luftströmung spielen eine zunehmend wichtige Rolle. 
Die numerische Simulation ist eine Untersuchungsmethode, die das Strömungsverhalten von Fluiden in einer realen Umgebung, in unserem Fall die Luftströmung in der menschlichen Nase, in einem Computermodell wiedergibt. Numerische Simulationen von Fluiden werden mit einer Computational Fluid Dynamics (CFD) Software durchgeführt. Es handelt sich um ein Verfahren, welches reale Strömungsvorgänge in einem Computermodell simuliert und resultierende Strömungssituation vorhersagen kann. CFD ist ein in der Industrie seit langem etabliertes Verfahren und wird z.B. im Flugzeugbau und in der Automobilindustrie als Windkanalsimulation eingesetzt. Auch diese Computer-Simulationen an realistischen Nasenmodellen zur Analyse der respiratorischen Funktion und der Luftströmung in der menschlichen Nase gehören zu den aktuellen Forschungsschwerpunkten des „Nasen-Klimalabors“ der Klinik. Auswirkungen von Erkrankungen der Nase und Einflüsse von chirurgischen Eingriffen an der Nase sowie den Nasennebenhöhlen auf die Klimatisierungsfunktion und die Luftströmung in der Nase werden erfolgreich untersucht und wissenschaftlich publiziert.