ارائه شاخص جدید ارزیابی آسایش حرارتی مبتنی بر اصول انتقال حرارت غیر فوریه‌ای

Abstract

در سال‌های اخیر، محققان زیادی به دنبال ارائه پیش‌بینی صحیحی از احساس حرارتی افراد در شرایط محیطی مختلف بوده‌اند. به این منظور بدن به صورت‌های مختلفی مدل‌سازی شده است. این مدل‌ها شاخص‌هایی را برای ارزیابی احساس حرارتی بر مبنای دمای قسمت‌های مختلف بدن ارائه می‌دهند. در تمامی مدل‌های ارائه‌شده تاکنون جزئیات نحوه‌ی مدل‌سازی فرآیند انتقال حرارت موردتوجه قرار نگرفته است؛ ولی ازآنجایی‌که بافت‌های زنده دارای ساختاری پیچیده و ناهمگن می‌باشند، توصیف نحوه‌ی انتقال حرارت در این‌گونه بافت‌ها به کمک مبانی انتقال حرارت غیر فوریه‌ای حائز اهمیت به نظر می‌رسد. در مدل مورد استفاده در این تحقیق، توزیع دما در محل حسگرهای حرارتی پوست به کمک معادله انتقال حرارت غیر فوریه‌ای به دست می‌آید، سپس شاخص احساس حرارتی با استفاده از دما و مشتق آن در محل حسگرها مطابق با استاندارد آسایش حرارتی با کمک اعدادی در بازه 5+ تا 5- بیان می‌شود. شاخص ارزیابی آسایش حرارتی با نتایج تجربی و تحلیلی مختلف در شرایط پایا و گذرا مورد اعتبار سنجی قرار گرفت و در هر دو شرایط گذرا و پایا نتایج خوبی حاصل شد. نتایج نشان می‌دهد که شاخص جدید می‌تواند در موارد پایا با دقت 32/0 واحد و در موارد گذرا با دقت 49/0 واحد احساس حرارتی را پیش‌بینی نماید. از آن جاییکه شاخص جدید بر مبنای مفاهیم انتقال حرارت غیر فوریه‌ای بیان‌شده می‌تواند پیش‌بینی صحیحی از احساس حرارتی در شرایط تغییر دمای ناگهانی یا تغییرات نقطه‌ای و پالسی همانند کاربردهای لیزر در درمان بافت‌های زنده داشته باشد