応用機械工学ジャーナル

概要

パフォーマンスとエネルギー効率の向上を目指し、手と前腕の冷却に対する人間の熱反応を堅牢にモデル化

M リダ、W カラキ、N ガダール、K ガーリ

モデリング手法を使用して、激しい身体活動後の深部体温を下げるために手と前腕を冷水に浸すアクティブクーリング（AC）法の有効性を研究します。生理学と体温調節機能の正確な数学的モデリングに基づく過渡的マルチノードセグメントバイオヒートモデルを使用して、特定の代謝率と環境条件での人間のセグメント深部体温と皮膚温度、および動脈血流を予測します。モデルの妥当性は、前腕と手を冷水に浸している間と浸した後の深部体温に関する公開された実験データと比較することで確認されます。検証されたモデルは、暑い環境での熱ストレスを軽減するAC介入中の関連する体温変化と動脈血流およびAVAメカニズムの理解を深めるためのケーススタディで使用されます。被験者が安静状態で 21°C の空気冷却にさらされている場合、体幹温度が 38.0°C から 37.0°C に下がるのに必要な時間は 33 分であるのに対し、手と前腕を 10°C
の水に浸した場合は 15 分です。前腕と手を 10°C の水に浸した場合の冷却期間中の平均顕熱損失は 106.2 W であるのに対し、21°C での受動空気冷却の場合は 75.9 W でした。能動冷却は体幹温度の低下を加速する効果的な方法であることが判明しており、効率的で局所的かつポータブルな冷却装置とともに使用できます。