Journal of Applied Mechanical Engineering

Abstrait

Modélisation robuste de la réponse thermique humaine au refroidissement des mains et des avant-bras pour améliorer les performances et l'efficacité énergétique

M Rida, W Karaki, N Ghaddar et K Ghali

Une approche de modélisation est utilisée pour étudier l'efficacité de la méthode de refroidissement actif (AC) d'immersion des mains et des avant-bras dans de l'eau froide pour réduire la température corporelle après une activité physique intense. Un modèle de biochaleur segmentaire multi-nœuds transitoire basé sur la physiologie et une modélisation mathématique précise des fonctions thermorégulatrices est utilisé pour prédire les températures corporelles segmentaires et cutanées humaines, ainsi que le débit sanguin artériel pour un taux métabolique et des conditions environnementales donnés . La validité du modèle est confirmée par comparaison avec des données expérimentales publiées sur la température corporelle pendant et après l'immersion des avant-bras et des mains dans de l'eau froide. Le modèle validé est utilisé dans une étude de cas pour améliorer la compréhension des changements thermiques corporels associés et du débit sanguin artériel et des mécanismes AVA lors des interventions AC qui atténuent le stress thermique dans un environnement chaud. Le temps nécessaire pour que la température corporelle baisse de 38,0 °C à 37,0 °C est de 33 minutes lorsque le sujet est au repos et exposé à un refroidissement par air à 21 °C, contre 15 minutes lorsque les mains et les avant-bras sont immergés dans
de l'eau à 10 °C. La perte moyenne de chaleur sensible pendant la période de refroidissement associée à l'immersion des avant-bras et des mains dans l'eau à 10 °C s'est avérée être de 106,2 W, contre 75,9 W pour le refroidissement passif par air à 21 °C. Le refroidissement actif s'est avéré être une méthode efficace pour accélérer la réduction de la température corporelle et peut être utilisé avec des dispositifs de refroidissement efficaces, localisés et portables.