具有代谢和血液灌注的圆筒状网格

系统

系统和边界条件

参数 数值 单位 描述
T init 0 °C
w bl 0.005 ml / cm 3 *s 血液灌注的基础值
q m 600 W / m 3 代谢率基础值
k 0.42 W / m*K 导热系数
ρ 1085 kg / m 3 密度
c 3768 J / kg*K 热容
T bla 37 °C 固定血液温度
R 5.48 cm 半径
BE 1 体网格数量

问题描述

在引入瞬时血流量和代谢热之后，腿部圆柱体中肌肉组织的预测温度与精确解析得出的值的比较。预测时间节奏间隔为10分钟。D. FIALA的模拟最初结果显示在图3.8中[1]。

结果

组织温度，半径5.48cm

在寒冷环境中的死去的人（10℃）

系统和边界条件

参数 数值 单位 描述
T init 37 °C 腹部初始温度
w bl 0 ml / cm 3 *s 血液灌注的基础值
ε w 0.93 周围壁面发射率
T a = T w 10 °C 环境温度
v a 0.1 m / s 环境风速
rh 30 % 环境空气相对湿度
BE 1 体网格数量

问题描述

通过直肠温度模拟与文献[2]、[3]的结果进行比较。死者体内的新陈代谢和血液灌注被切断，热量的传递只能通过人体腹部的传导进行。

结果

直肠温度vs时间
温度分布vs半径

裸体假人

系统

系统和边界条件

参数 数值 单位 描述
act 0.8 met 活动率
ε w 0.93 周围壁面辐射系数
T a = T w 30 °C 环境温度
v a 0.05 m / s 环境风速
rh 40 % 环境空气相对湿度
BE 10 体网格数量

结果

参数 数值 数值 单位 描述
Wght 73.50 73.53 kg 体重
Body Fat 14.00 14.44 % 体脂率
A sk 1.90 1.86 m 2 皮肤表面积
CardOut 4.90 4.89 ltr / min 心脏输出量
M bas,0 87.10 87.13 W 基础代谢率
T sk,m 34.40 34.42 °C 平均皮肤温度
T msc,m 36.20 36.02 °C 平均肌肉温度
T hy 37.00 36.89 °C 头部核心（下丘脑）温度
T re 36.88 36.79 °C 腹部核心（直肠）温度
h c,m 2.70 2.66 W / m 2 *K 平均对流换热系数
h r,m 5.00 4.50 W / m 2 *K 平均辐射传热系数
Q sk 78.50 78.20 W 皮肤热损失
Q sk,c 21.50 21.83 W 对流热损失
Q sk,r 38.90 36.94 W 辐射（长波）热损失
Q sk,e 18.10 19.43 W 皮肤蒸发热损失
Q rsp 8.50 8.93 W 呼吸热损失
Q sum 87.00 87.13 W 总热损失

环境温度的变化28-18-28℃

系统

系统和边界条件

参数 数值 单位 描述
act 1.15 met 活动率
ε w 0.93 周围壁面辐射系数
v a 0.1 m / s 环境风速
rh 40 % 环境空气相对湿度
BE 10 体网格数量
n 3 试验人数

问题描述

Hardy等人研究了当暴露于突变的环境温度Ta=28-18-28°C下的影响[4]。
模拟包括在Ta=22°C和Act=2.5met条件下进行60分钟预处理。预处理阶段未在下图中绘制。

结果

平均皮肤温度
新陈代谢
直肠温度
舒适度指标对比

环境温度的变化28-48-28℃

系统

系统和边界条件

参数 数值 单位 描述
act 1.0 met 活动率
ε w 0.93 周围壁面辐射系数
v a 0.1 m / s 环境风速
BE 10 体网格数量
n 3 试验人数

问题描述

Stolwijk等人研究了在暴露于突变的环境温度Ta=28-48-28°C下的影响[5]。
模拟包括在Ta=29°C和Act=2.0met条件下进行60分钟预处理。预处理阶段未在下图中绘制。

结果

平均皮肤温度
蒸发热损失
直肠温度
舒适度指标对比

10℃的凉爽环境

系统

系统和边界条件

参数 数值 单位 描述
act 0.8 met 活动率
ε w 0.93 周围壁面辐射系数
v a 0.1 m / s 环境风速
rh 67 % 环境空气相对湿度
Icl 0.1 clo 用于PMV计算的Icl全局值
BE 10 体网格数量
n 4 试验人数

问题描述

Budd等人研究了当暴露于环境温度Ta=10°C时的影响。〔6〕。

结果

平均皮肤温度
新陈代谢
肩部温度
手臂温度
腹部温度
偏离初始值

裸体假人-曝露1小时-广泛的环境条件

系统

系统和边界条件

参数 数值 单位 描述
act 1 met 活动率
ε w 0.93 周围壁面辐射系数
v a 0.1 m / s 环境风速
rh 30 % 环境空气相对湿度
Icl 0.1 clo 用于PMV计算的Icl全局值
BE 10 体网格数量
n ≥3 试验人数

问题描述

皮肤温度、人体核心温度和调节反应，由模型在很宽的环境条件范围下做测量和预测[7]、[4]。每个数据点代表在特定环境温度下，单独暴露1小时。

结果

平均皮肤温度，曝露在不同环境温度下1小时后
额外代谢，曝露在不同环境温度下1小时后
直肠温度，曝露在不同环境温度下1小时后
蒸发，曝露在不同环境温度下1小时后

参考书目

[1] FIALA D. Dynamic simulation of human heat transfer and thermal comfort. PhD thesis. De Montfort University, Leicester. 1998
[2]  HENSSGE, C., MADEA, B., Methoden zur Bestimmung der Todeszeit an Leichen, Schmidt-Römhild, Lübeck, pp 133-201, 1988.
[3]  ECKL, M. ,Temperaturgestützte Todeszeitschätzung bei nur partiell bekannten Umgebungsbedingungen, PhD thesis, LMU Munich, 2004.
[4]  HARDY J.D., and J.A.J. STOLWIJK. Partitional calorimetric studies of man during exposures to thermal transients. J. Appl. Physiol., vol. 21, pp. 1799-1806, 1966.
[5]  STOLWIJK J.A.J., and J.D. HARDY. Partitioned calorimetric studies of responses of man to thermal transients. J. Appl. Physiol., vol. 21, pp. 967-977, 1966.
[6]  BUDD, G.M., and N. WARHAFT. Body temperature, shivering, blood pressure and heart rate during a standard cold stress in Australia and Antarctica. J. Physiol. (London), vol. 186, pp. 216-232, 1966.
[7]  GAGGE A.P., J.A.J. STOLWIJK, and J.D. HARDY. Comfort and the thermal sensation and associated physiological responses at various ambient temperatures. Environmental Research 1, pp. 1-20, 1967.