ارزيابي توزيع دماي موضعي بخش‌هاي مختلف بدن تحت شرايط محيطي غيريكنواخت

The prediction of local temperature of different body parts at non-uniform environments

در محيط‌هاي غيريكنواخت، بخش‌هاي مختلف بدن محدوده‌هاي وسيعي از پارمترهاي فردي و محيطي از جمله دماي هوا، دماي متوسط تابش و سرعت هوا را تجربه مي‌كنند. بنابراين در اين گونه محيط‌ها، توزيع دمايي و در نتيجه احساس حرارتي اجزاء مختلف بدن متفاوت خواهد بود. در نتيجه پاسخ حرارتي افراد نسبت به محيط غيريكنواخت بستگي به احساس حرارتي موضعي بخش‌هاي مختلف بدن آنها دارد نه به احساس حرارتي كل بدن. مدل‌هاي متداول آسايش حرارتي از جمله مدل‌هاي فنگر و گايج بر مبناي عوامل فردي و محيطي متوسط بوده و دماي متوسط و احساس حرارتي كل بدن را پيش‌بيني مي‌كنند و توانايي ارزيابي احساس حرارتي موضعي را ندارند. هدف از اين مقاله، توسعه يك مدل فيزيولوژيكي زيست-گرمايي چند بخشي جديد براي پيش‌بيني دماي بخش‌هاي مختلف بدن مي‌باشد. بدين ترتيب كه با استفاده از معادله پنس موضعي سازي شده و تركيب آن با يك مدل فيزيولوژيكي چند بخشي، دماي موضعي بخش‌هاي مختلف بدن تحت شرايط محيطي مختلف پيش‌بيني مي‌شود. توزيع دماي پيش‌بيني شده براي قسمت‌هاي مختلف بدن با نتايج تجربي موجود مقايسه گرديده كه حكايت از همخواني مناسب نتايج بدست آمده با داده‌هاي آزمايشگاهي دارد.

Under non-uniform and transient conditions, the human body’s segments may experience a wide range of physical parameters such as air temperature, mean radiant temperature and air velocity. Therefore, in these environments, the thermal response of human body depends on the local thermal sensation of individual body parts not on the whole-body thermal sensation. So it is necessary to evaluate the temperature distribution of different body parts. The conventional thermal comfort models such as Fanger and Gagge models are only applicable in uniform/steady-state thermal environments and predict the average temperature and overall thermal sensation for the whole body. In the present study, a new multi-segment bioheat model is developed by combining the well-known Pennes equation with the 65-node Tanabe (65MN) model to evaluate the local temperature of 16 body segments. The validation of the present model was carried out using published experimental and simulated data and a good agreement was found.