用于人-航天服仿真的人体热模型发展研究 被引量：3

1

作者 方明元 王晶 +1 位作者 李西园 毕研强 《载人航天》 CSCD 北大核心 2020年第2期244-251,共8页

针对人体热调节系统的高度非线性带来的航天服用人体热模型的优化问题,对近50年来各航天机构研究的人-航天服人体热模型进行整理,参考了用于建筑空调、载具舒适度评估等领域人体热模型的最新进展,从几何精细度、血液循环系统、低压失重... 针对人体热调节系统的高度非线性带来的航天服用人体热模型的优化问题,对近50年来各航天机构研究的人-航天服人体热模型进行整理,参考了用于建筑空调、载具舒适度评估等领域人体热模型的最新进展,从几何精细度、血液循环系统、低压失重的影响、个体差异4个方面提出了航天服用人体热模型的未来优化方向,为中国未来人-航天服仿真系统的发展提供参考。 展开更多

关键词 人体热模型 人体热调节系统模型 航天服模型 血液循环系统模型 数值仿真

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建筑热环境对人体热生理反应的影响与实验模拟研究 被引量：3

2

作者 鉾井修一 李永辉 《新建筑》 2019年第5期18-22,共5页

建筑热环境对我们的安全、健康及舒适均有重要的影响,因此明确热环境对人体热生理反应的影响,能为住宅、办公楼、商场等建筑的热环境设计提供依据,有助于降低因热环境变化诱发日常活动场所事故的风险,营造健康舒适的生活。文章对基本的... 建筑热环境对我们的安全、健康及舒适均有重要的影响,因此明确热环境对人体热生理反应的影响,能为住宅、办公楼、商场等建筑的热环境设计提供依据,有助于降低因热环境变化诱发日常活动场所事故的风险,营造健康舒适的生活。文章对基本的日常活动——坐姿、站立、行走、沐浴和睡眠进行实验研究,在实验基础上对人体热模型与心血管模型进行优化,并应用于评估日常行为场景中热环境与人体热生理(温度、血压)的量化关联性。 展开更多

关键词 建筑热环境 行为活动 人体热模型 生理反应 心血管模型 日波动

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手分为多节段的人体热调节模型研究 被引量：2

3

作者 丁立 桑民敬 袁修干 《工程热物理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期832-834,共3页

将人体热调节柱状模型和手的多节段模型结合起来,建立了更完整的人体热调节模型。利用有限元方法对人体热调节数学模型进行了数值求解,并设计试验证明了模型的正确性。结果表明: (1)当取合适的血流量时,实验值和计算值的变化趋势一致,... 将人体热调节柱状模型和手的多节段模型结合起来,建立了更完整的人体热调节模型。利用有限元方法对人体热调节数学模型进行了数值求解,并设计试验证明了模型的正确性。结果表明: (1)当取合适的血流量时,实验值和计算值的变化趋势一致,且手部温度稳定时,血流量都在确定的范围内;(2)血液流量是手部温度场变化的主要因素,人体组织和动脉入口温度对手部温度影响较小。 展开更多

关键词 人体热调节系统 手 温度场

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舱内失压下航天员热舒适度和散热量仿真 被引量：1

4

作者 方明元 王晶 +1 位作者 李西园 毕研强 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期660-668,共9页

针对载人登月舱内失压应急返回过程中,不同条件下航天员穿着舱外航天服维持生存时的热舒适度问题,基于Matlab建立了人-航天服热模型。其中人体热模型基于Fiala模型建立,航天服热模型使用集总参数法建立。经过不同工况的对比,仿真结果与... 针对载人登月舱内失压应急返回过程中,不同条件下航天员穿着舱外航天服维持生存时的热舒适度问题,基于Matlab建立了人-航天服热模型。其中人体热模型基于Fiala模型建立,航天服热模型使用集总参数法建立。经过不同工况的对比,仿真结果与文献数据基本吻合,验证了模型的正确性。在此基础上,基于DTS热舒适度计算方法对不同失压紧急情况下的人体热舒适度进行了分析,得到了舱内不同环境下人体热舒适度、航天服所需散热量和通风气体湿度的变化规律,并提出了系统优化方案,为我国应急舱内压力防护系统的设计和生保方案制定提供了参考。 展开更多

关键词 人体热模型 航天服热模型 数值仿真 热舒适度 舱内失压

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舱内失压情况下航天员穿着舱内航天服时的热舒适度仿真研究

5

作者 方明元 武越 +1 位作者 张洋 许忠旭 《真空》 CAS 2022年第4期80-85,共6页

舱内航天服是航天员在舱内失压情况下维持生命的重要保障。在长时间的失压状态下,航天员的热舒适度问题是需要重点考虑的因素之一。本文基于集总参数法建立了舱内航天服热模型,联合Fiala模型建立了人-舱内航天服热模型,并使用国内试验... 舱内航天服是航天员在舱内失压情况下维持生命的重要保障。在长时间的失压状态下,航天员的热舒适度问题是需要重点考虑的因素之一。本文基于集总参数法建立了舱内航天服热模型,联合Fiala模型建立了人-舱内航天服热模型,并使用国内试验数据验证了模型仿真的正确性。通过人-舱内航天服仿真计算,得到了不同舱内失压条件下航天员穿着舱内航天服时的热舒适度和通风气体湿度等指标的变化规律,提出了系统优化方案,为我国应急舱内压力防护系统的设计和生保方案的制定提供了参考。 展开更多

关键词 人体热模型 航天服热模型 数值仿真 热舒适度 舱内失压

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数值人体模型的建立方法及其研究发展综述 被引量：3

6

作者 赵阳 端木琳 +1 位作者 李祥立 张腾飞 《建筑热能通风空调》 2010年第1期20-25,共6页

本文介绍了使用CFD模拟、数值人体模型和热舒适心理模型等手段预测非均匀非稳态工况下人体热舒适程度的数值方法,指出了数值人体模型在热舒适性研究领域中的重要意义。根据生理特点把人体划分为控制系统和受控系统两个部分,分别介绍了... 本文介绍了使用CFD模拟、数值人体模型和热舒适心理模型等手段预测非均匀非稳态工况下人体热舒适程度的数值方法,指出了数值人体模型在热舒适性研究领域中的重要意义。根据生理特点把人体划分为控制系统和受控系统两个部分,分别介绍了生物组织系统、血液循环系统、生理热调节系统等子模型的建立方法。通过综述数值人体模型的研究和发展,指出血液循环系统模型和生理热调节系统是影响数值人体模型精度的主要因素及其亟需完善的地方,得到了多节点模型和多元模型是未来数值人体模型发展的趋势的结论,并对未来数值人体模型的发展做出了展望。针对目前国内数值人体模型研究处于起步阶段的实际情况,对我国开展数值人体模型研究提出了一些建议。 展开更多

关键词 数值人体模型 热调节模型 非稳态环境 热舒适

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基于人体热调节模型的乘员舱热舒适性分析 被引量：12

7

作者 陈吉清 郑习娇 +1 位作者 兰凤崇 彭睿 《汽车工程》 EI CSCD 北大核心 2019年第6期723-730,共8页

为研究乘员的动态热反应规律,以提高乘员舱内的热舒适性,综合考虑环境参数、人体调节、代谢水平、服装热阻等因素,建立车内热环境与人体热调节模型耦合计算方法,计算乘员重要热感应部位头部、胸部和四肢的皮肤平均温度动态变化情况,并... 为研究乘员的动态热反应规律,以提高乘员舱内的热舒适性,综合考虑环境参数、人体调节、代谢水平、服装热阻等因素,建立车内热环境与人体热调节模型耦合计算方法,计算乘员重要热感应部位头部、胸部和四肢的皮肤平均温度动态变化情况,并分析人体热调节反应和热舒适性变化规律。结果表明,乘员舱热环境与人体热调节模型的耦合计算方法可较可靠地分析乘员动态热反应和热舒适性;在暖风系统开启时,车内热环境瞬态变化,在不同乘坐位置乘员不同身体部位的皮肤温度变化存在差异;在热环境中,乘员皮肤温度上升,人体的热调节参数血管舒张量和出汗量增加,从而带走体内热量,维持体温恒定。 展开更多

关键词 乘员舱 人体热舒适性 人体热调节模型

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多种智能技术在防寒服装功能研发中的应用进展 被引量：4

8

作者 马亮 李俊 《纺织学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期206-214,共9页

为了使防寒服装更好地满足人体各部位冷防护差异化需求,并充分发挥其功能特性,针对各类电子、通信及计算机等相关技术在防寒服中有效应用的问题,在总结防寒服发展进程的基础上,聚焦4类技术问题详细探究其在防寒服中的应用难点及制约因素... 为了使防寒服装更好地满足人体各部位冷防护差异化需求,并充分发挥其功能特性,针对各类电子、通信及计算机等相关技术在防寒服中有效应用的问题,在总结防寒服发展进程的基础上,聚焦4类技术问题详细探究其在防寒服中的应用难点及制约因素,包括人体与环境动态信号的采集与传输技术、加热元件的应用模式、温度控制算法的实现方法及人体热生理模型的应用。研究发现:信号监测与传输功能在防寒服中的应用程度低,加热单元的布局方式尚无夯实理论支撑,温控算法的设计缺乏对人体生理需求的机理性分析,人体热生理模型的应用局限较多;最后指出研究功能集成度高、可满足不同群体热生理需求的非均匀智能温控防寒服且构建完整的性能评价体系在未来的研究中十分必要。 展开更多

关键词 防寒服装 智能技术 人体热生理模型 功能服装

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人体热生理预测模型研究进展

9

作者 张祎 李小辉 《纺织高校基础科学学报》 CAS 2023年第2期23-28,共6页

为提高人体热生理模型的预测精度以及计算效率,以实现不同预测需求在复杂环境中的简单表达。从人体热生理系统和模型的发展2个方面进行系统综述,首先简要分析人体热平衡调节机制以及生理参数的选取;然后根据结构复杂程度对国内外人体热... 为提高人体热生理模型的预测精度以及计算效率,以实现不同预测需求在复杂环境中的简单表达。从人体热生理系统和模型的发展2个方面进行系统综述,首先简要分析人体热平衡调节机制以及生理参数的选取;然后根据结构复杂程度对国内外人体热生理模型的研究现状进行分类介绍,并从建模原理、热量传导等方面简述较为经典的Gagge、Fiala和Salloum模型。分析结果表明:目前的一节点以及两节点模型在建模思想以及数值计算方面相对简单,但是预测精度较低;多节点和多元模型考虑的因素非常全面,可应用三维空间和瞬态环境,但是过于复杂的流程导致预测响应时间过长。未来可结合机器学习提高人体热生理模型的计算时间和预测精度,满足众多领域的应用需求。 展开更多

关键词 人体热生理模型 热应激 体温调节 机器学习 防护服

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高温环境下人体热反应模型的建立及验证 被引量：2

10

作者 刘冬华 汪海涛 +1 位作者 杨杰 赵江平 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第10期214-221,共8页

为简便合理地评估高温环境作业人员热应激水平,首先基于二节点模型的人体结构分层原理,修正原模型的体温调定值及代谢产热量、对流换热系数和服装热湿阻,并建立高温环境人体热反应模型;然后依据文献中8个不同工况下(常温环境、暖环境和... 为简便合理地评估高温环境作业人员热应激水平,首先基于二节点模型的人体结构分层原理,修正原模型的体温调定值及代谢产热量、对流换热系数和服装热湿阻,并建立高温环境人体热反应模型;然后依据文献中8个不同工况下(常温环境、暖环境和高温环境,不同着装,不同劳动强度)的试验数据,比较核心温度、皮肤温度模拟结果与试验测量值,验证模型的预测精度。结果表明:修正后的模型适用于常温环境,核心温度和皮肤温度模拟值的均方根偏差小于试验值标准差,特别是在高温环境下的模拟值与试验值吻合较好,核心温度模拟值与试验值最大偏差不超过0.3℃,皮肤温度最大偏差不超过0.6℃;4个高温工况中,改进后的模型整体预测精度提升率最低为15%,尤其是中国人体数据的2个高温工况(空气温度35℃、相对湿度40%和空气温度38℃、相对湿度25%),改进后模型核心温度预测精度提升显著。 展开更多

关键词 高温环境 人体热反应模型 生理参数 核心温度 皮肤温度

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基于人体热调节模型的地铁车厢热环境研究 被引量：2

11

作者 刘海军 吴杨 +1 位作者 彭兴芝 郭航 《都市快轨交通》 北大核心 2021年第5期128-133,共6页

地铁车厢热环境研究常将人体边界设置为恒定热流量,无法反映人体热调节和环境间的相互作用,很难准确地评价车厢环境的热舒适性。为有效地分析车厢内环境的热舒适性,提出一种57多节点人体热调节模型与车厢热环境耦合计算方法,对北京地铁1... 地铁车厢热环境研究常将人体边界设置为恒定热流量,无法反映人体热调节和环境间的相互作用,很难准确地评价车厢环境的热舒适性。为有效地分析车厢内环境的热舒适性,提出一种57多节点人体热调节模型与车厢热环境耦合计算方法,对北京地铁15号线列车车厢内环境的热舒适性进行模拟计算。同时,采用该方法研究3种工况送风格栅型车厢内的热环境和乘客热舒适性,得到工况1的车厢内温度和速度分布均匀,乘客具有更好的热舒适性。相比恒定热人体边界条件,该方法能更全面地分析乘客的热舒适性,对改善实际车厢内的热环境具有一定的参考意义。 展开更多

关键词 热环境 热舒适性 人体热调节模型 北京地铁

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面向人体热舒适度模型的血压信号特征提取与选择方法研究 被引量：1

12

作者 孙梅 方潜生 杨亚龙 《安徽建筑大学学报》 2014年第4期92-96,共5页

人体热舒适度模型对于建筑综合节能研究具有重要意义,生理参数能直接、有效地反映人体热舒适变化,是建立人体热舒适度模型的一种有效手段。血压信号是表征人体热反应状态的主要生理参数,对于建立热舒适模型具有重要的价值。为了提高模... 人体热舒适度模型对于建筑综合节能研究具有重要意义,生理参数能直接、有效地反映人体热舒适变化,是建立人体热舒适度模型的一种有效手段。血压信号是表征人体热反应状态的主要生理参数,对于建立热舒适模型具有重要的价值。为了提高模型的准确性,通过分析血压信号非稳态的特点并且结合应用背景,提出了具有任意多尺度分解特性的小波包方法进行特征提取和不易受干扰的能量作为信号特征用以构建模型。通过实验与传统特征提取与选择方法进行比较,验证了该方法的有效性。 展开更多

关键词 热舒适度模型 血压信号 小波包变换 特征提取与选择

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基于人体模型的舱外航天服热系统分析与计算 被引量：4

13

作者 邱义芬 陈拥华 袁修干 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期167-170,共4页

分析了舱外航天服空间换热的特点,对“空间环境-舱外航天服-人体”热系统进行了传热分析,利用Visual C++6.0及OpenGL技术进行了三维人体模型的构造,对人体体表温度的计算结果进行了三维图形显示.结合人体热调节模型建立了“空间环境-舱... 分析了舱外航天服空间换热的特点,对“空间环境-舱外航天服-人体”热系统进行了传热分析,利用Visual C++6.0及OpenGL技术进行了三维人体模型的构造,对人体体表温度的计算结果进行了三维图形显示.结合人体热调节模型建立了“空间环境-舱外航天服-人体”热系统仿真技术,分析了航天员在不同代谢模式、被动热防护状态及液冷、通风系统控制情况下的热状态,确定了各代谢活动水平下航天员达到舒适状态时液冷、通风系统的工作条件,利用暖体假人试验结果对系统仿真进行了验证,结果表明二者吻合很好,本项目具有很好的工程应用价值. 展开更多

关键词 舱外航天服 仿真技术 舱外活动 人体热调节模型 代谢水平

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