基于CiteSpace的人体热调节模型研究分析

人体热调节模型在“人体-服装-环境”系统的热湿传递机理研究中具有非常重要的作用,一直是传热传质学、生理学、工效学、纺织服装、建筑与环境等多学科交叉研究的重点。利用CiteSpace软件,从文献计量学的角度对Web of Science核心合辑收录的499篇有关人体热调节模型的研究论文进行数据可视化处理和分析。研究结果表明:东华大学、中国香港理工大学、清华大学是本领域的高产机构;Fiala模型、JOS模型和Gagge模型是近年来引用最多的热调节模型;我国热调节模型相关研究文献发表数位居世界第二,但因起步较晚,应用型研究较多,原创性热调节模型少,国际影响力较弱;计算流体力学和人工神经网络逐渐成为近几年的研究热点。

急性偏热处理对肉仔鸡体热调节功能的影响

本试验研究了不同急性偏热处理(26和31℃)对肉仔鸡体热调节功能的影响。试验选取40日龄雄性爱拔益加(AA)肉仔鸡24只,转入人工气候室验舱,随机分成3个处理,每个处理8只。适应2 d,温度21℃,相对湿度60%。42日龄时,试验温度分别调整为21(对照)、26和31℃,相对湿度60%。温度转换在1 h内完成。保持处理条件2 h(急性热处理)后采集试验样品,并在2 h内完成。结果表明:与对照处理相比,1)26℃急性热处理后,肉仔鸡体核温度、皮肤温度极显著升高(P<0.01),呼吸频率、血气指标无显著变化(P>0.05),血液钠离子(Na^+)浓度有降低的趋势(0.05<P<0.10),三碘甲腺原氨酸(T3)浓度显著降低(P<0.05)。2)31℃急性热处理后,肉仔鸡体核温度、皮肤温度及呼吸频率极显著升高(P<0.01);血液p H极显著升高(P<0.01),二氧化碳分压(PCO_2)、碳酸根离子(CO^(2-)_3)浓度极显著下降(P<0.01),氧分压(PO_2)有升高趋势(0.05<P<0.10);血液钾离子(K^+)浓度极显著升高(P<0.01),Na^+浓度有下降趋势(0.05<P<0.10);血液T_3浓度显著下降(P<0.05),皮质酮(CORT)浓度有上升趋势(0.05<P<0.10)。结论,与21℃相比,急性偏热处理(26和31℃)不同程度影响肉仔鸡体热调节功能。

大学生热环境下中等强度运动的热调节反应和生理变化

为探讨大学生热环境下运动的热调节能力和生理变化情况。将18名男性大学生自愿者随机分为热环境运动组(HE组)和室温对照组(NE组),以55%VO2max强度分别在38±1℃和26±1℃环境下(相对湿度皆为73%±3%)进行60min功率自行车运动。每15min测定两组HR、RPE值和直肠温度,统计热环境下HR和RPE的相关关系;测定两组运动前后的体重变化、总出汗率、总出汗量、血尿素和疲劳指数。结果得出:两组被试运动15min HR、RPE组间差异不显著,但30min后HE组HR、RPE值显高于NE组并持续到运动结束;热环境下HR与RPE呈高度相关(r=0.839,P<0.01);运动过程中,NE组Tre低于HE组,运动30min后差异愈发明显;运动前后NE组体重丢失、总出汗量、总出汗率均低于HE组(P<0.05),BUN和FI明显低于HE组(P<0.01)。结论为:热环境下运动对HR、RPE、Tre的刺激更为深刻,并且体重丢失、脱水更为严重,更易导致肌体疲劳。

相对湿度对递增性偏热环境下肉鸡体热调节及下丘脑热休克蛋白70含量的影响

本试验旨在研究相对湿度(RH)对递增性偏热环境下肉鸡体热调节及下丘脑热休克蛋白70(HSP70)含量的影响。选取21日龄爱拔益加(AA)肉鸡180只转入环境控制舱,随机分成3组,每组6个重复,每个重复10只鸡(公母各占1/2)。预试期7 d,温度20℃,RH 60%。正试期15 d,28日龄开始试验,将3组的RH分别调整到35%、60%和85%,温度仍为20℃;3 d为1周期,共分5个周期,从第2周期开始每周期的第1天将3组的温度均在10:00开始升高3℃并在0.5 h内达到稳定;5个周期的温度分别为20、23、26、29和32℃。结果表明:1)85%RH组肉鸡的呼吸频率极显著高于60%RH和35%RH组(P<0.01),60%RH组的呼吸频率极显著高于35%RH组(P<0.01);85%RH组肉鸡的体核温度显著高于60%RH组(P<0.05);35%RH组肉鸡小腿和脚蹼的皮肤温度极显著高于60%RH和85%RH组(P<0.01),35%RH和60%RH组肉鸡鸡冠、耳垂和眼睑的皮肤温度极显著高于85%RH组(P<0.01)。2)85%RH组肉鸡的血清碱性磷酸酶(AKP)活性显著高于35%RH和60%RH组(P<0.05);35%RH和85%RH组肉鸡的血清肌酸激酶(CK)活性显著高于60%RH组(P<0.05)。RH对递增性偏热环境下肉鸡的血清谷草转氨酶(AST)和乳酸脱氢酶(LDH)活性无显著影响(P>0.05)。3)85%RH组肉鸡的血清三碘甲腺原氨酸(T3)含量显著高于35%RH组(P<0.05);35%RH和85%RH组肉鸡的血清甲状腺素(T4)含量显著高于60%RH组(P<0.05);60%RH和85%RH组肉鸡的血清皮质酮(CORT)含量极显著高于35%RH组(P<0.01)。4)35%RH组肉鸡下丘脑HSP70含量显著低于60%RH和85%RH组(P<0.05)。综上所述,在为期15 d的20~32℃递增性偏热环境下,高湿(85%)和低湿(35%)调节28~42日龄肉鸡体热平衡的途径和程度不同。

冷环境中人体热调节的数学模拟与研究

针对冷环境对人体的影响特点，建立了冷环境中准三维人体热调节系统数学模型，采用数值方法对人体热调节系统数学模型进行求解，计算了不同冷环境条件下人体温度分布及动态响应，计算结果与实验结果相符。

补液对热湿环境下运动机体热调节反应及体液调节激素的影响

目的:探讨补液对热湿环境下运动机体热调节反应和体液调节激素的影响。方法:采用随机对照2×2交叉试验设计,将试验对象随机分为热湿环境运动对照组和热湿环境运动补液组。两组试验对象分别进行一次33℃、80%RH热湿环境下的40min、70%运动强度的热负荷运动,其中补液组运动前和运动中进行补液,对照组不进行补液干预。热负荷运动前后测试试验对象热应激生理学指标及体液调节激素ALD、AVP和ANP水平,以观察两组试验对象测试指标在热负荷运动前后的变化。结果:热负荷运动后,对照组Tc非常显著性升高、HR非常显著性升高,补液组Tc非常显著性升高、HR非常显著性升高;热负荷运动后两组间的Tc、HR、SL、SR未见显著性差异。与对照组相比,补液组热负荷运动时间显著性升高、生理热应力指数未见显著性差异。热负荷运动后补液组和对照组的Na+,K+,Cl-均未见显著性差异,但总体上表现为补液组Na+和Cl-水平要高于对照组。与运动前相比,对照组运动后的ALD非常显著性升高、AVP显著性升高、ANP显著性降低;补液组运动后的ALD非常显著性升高、AVP非常显著性升高、ANP非常显著性降低;两组运动后ALD、AVP、ANP均无显著性差异。结论:热湿环境对运动机体的热调节反应和体液调节激素产生明显的影响,补液延长了机体热湿环境下的运动时间,提高了机体在热湿环境下的运动能力。

人体热调节系统数学模型

简要地介绍了人体热调节系统，综述了人体热调节系统数学模型的研究现状，从模型的人体结构表示、循环系统建模、模型的求解和维数等方面，对主要的人体热调节系统数学模型进行了比较，模型包括ＮＡＳＡ的４１节点人体模型及Ｋｕｚｎｅｔｚ模型，Ｗｉｓｌｅｒ模型，Ｗｅｒｎｅｒ模型及北京航空航天大学开发的几个人体热调节模型．对进一步的研究提出了某些观点与建议．

基于人体热调节模型的乘员舱热舒适性分析

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。

手分为多节段的人体热调节模型研究

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。

液冷式个体热调节的二维体温调节数学模型

本文提出了一种新的液冷式个体热调节二维体温调节数学模型。该模型可用于预测人员处于非均匀热环境中,在不同着装及不同做功状态下的体温响应过程,并估算出人员在高温环境中的可坚持工作时间;本模型还可以用于液冷服的最优化设计及对个体调温系统进行评价。本文用大量的高温舱试验数据,验证了本模型的正确性及良好的工程实用性。

侧脑室注射CRH对急性冷暴露长爪沙鼠BAT产热的影响及产热调节机理

长爪沙鼠侧脑室注射促肾上腺皮质激素释放激素 (CRH) 8μg或CRH受体阻断剂 2 5 μg后 ,4± 1℃暴露3h ,对照组注射等体积生理盐水并置于 2 4± 2℃或 4± 1℃下。与常温对照组相比 ,低温对照组褐色脂肪组织 (BAT)重量下降 ,BAT中解偶联蛋白 (UCP1)mRNA上调 ;下丘脑促甲状腺激素释放激素 (TRH)含量降低 ,血清T3、T4、T3 T4水平及BAT中T45′脱碘酶活性均增加 ,血清去甲肾上腺素 (NE)含量上升。与低温对照组相比 ,侧脑室注射CRH后再冷暴露 ,BAT重量、蛋白总含量和UCP1mRNA含量趋于减少 ;血清NE含量上升 ,BAT中T45′脱碘酶活性增加 ,但下丘脑TRH含量、血清T3、T4及T3 T4水平均降低。侧脑室注射 2 5 μg的CRH受体阻断剂α -helicalCRH 9- 41,对冷暴露长爪沙鼠甲状腺轴的分泌、BAT重量、血清中NE水平及UCP1mRNA含量没有明显影响。结果表明 ,急性冷暴露激活了长爪沙鼠下丘脑 -垂体 -甲状腺 (HPT)轴和交感神经系统 ,刺激BAT产热和UCP1合成 ;而CRH作用于中枢 ,可能一方面抑制HPT轴的分泌 ,进而抑制UCP1的基因表达 ,另一方面又刺激交感神经 ,增加产热。

树麻雀血清甲状腺激素的季节性变化及其对产热调节的影响

对1～2月、3～4月、5～6月、7～8月、9～10月和11～12月自然环境条件下,黑龙江齐齐哈尔地区的树麻雀Passer montanus血清中甲状腺激素的含量进行了测定,同时对其代谢产热进行了测定。结果显示树麻雀血清T3浓度在季节性驯化中具显著性的变化,于温度较高的夏季最低,于温度较低的冬春季较高。与之相伴随,树麻雀的单位体重和整体代谢率于3～4月、5～6月和7～8月较低,于1～2月和11～12月最高,表明甲状腺激素可能参与了树麻雀的产热调节。

汽轮机再热调节阀快关过程异常分析及处理

某600 MW汽轮机组甩负荷试验中,其再热调节阀在快关时出现开度反复波动现象,导致了汽轮机的超速保护动作。通过对试验结果与再热调节阀快关动作过程的分析,结合动态情况下的再热调节阀快关试验情况,判断出均压室内压力突降是导致再热调节阀快关过程异常的根本原因。采取了在再热调节阀套筒上打孔的处理措施,改进后的试验结果表明,该措施简便有效。

基于人体热调节模型的地铁车厢热环境研究

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。

中药添加剂对热应激肉仔鸡热调节能力影响的研究

在人工气候室研究了中药添加剂和热环境对肉仔鸡热调节能力的影响。将 2 0日龄的肉仔鸡随机分为四组 ,试验组温度保持在 2 9℃以上 ,对照组为室温 (19～ 2 5℃ ) ,测定不同生长阶段肉用仔鸡体表温度并计算耐热指数。结果表明 ,肉用仔鸡 30～ 6 0日龄内 ,随着日龄的增加 ,肉鸡耐热力下降。高温环境可显著提高各日龄肉仔鸡体表温度。在常温条件下 ,相对湿度变化对肉仔鸡体温无显著影响。在高温环境中 ,提高空气相对湿度可显著提高肉仔鸡体表温度 ,同时 ,在日粮中添加中药添加剂 ,可降低高温环境中肉仔鸡体表温度。这表明 ,中药添加剂可缓解高温对肉仔鸡的不良影响。

早期热习服对肉鸡体热调节影响的探讨

1早期热习服 据发表在2001年《The Japanese Journalof Physiology》第51卷第2期上的热生理学术语表中的定义，习服（Acclimation）指动物个体在生命过程中所产生的能够缓解实验条件下某种气候因素所引起的生理紧张状态的反应。而热习服主要针对温度而言，Horowitz等（2002）研究认为热习服是一种使生物有机体长期遭受亚致死温度处理才能形成并发挥保护机体作用的一种机制，是一种长期形成的过程，且对机体的影响也是长期的。

特异热环境下人体热调节的生物传热学问题

分析了影响人体热调节的航空航天特异热环境因素 ,着重讨论了该环境下人体热调节仿真的生物传热学问题。文中给出了人体血液换热、热 /振动复合环境下的生物热方程、着装有主动热控功能的传热边界条件问题等的研究结果 ,并提出今后应关注微重力环境对人体热调节影响研究的建议。

高寒草甸三种雀形目雏鸟热调节机制的比较研究

３种不同巢型雏鸟大约在雏期的５０％开始出现调温机制。从变温到恒温的转变期呈现出两种发育趋势：黄嘴朱顶雀发育迅速，角百灵和褐背拟地鸦发育缓慢。３种雏鸟产热量都随试验温度降低和日龄的增长而增加。但角百灵在３５℃时，产热量不随日龄增长而变化。

Tanabe模型和Smith热调节模型结合预测皮温效果分析

人体热调节模型用于描述人体内外热传递现象,预测热生理参数值。为利用人-服热模型评估室温环境控制,抓住人-服-环境传热的主要因素提出了人体热调节与服装热阻的耦合模型。所提模型由受控系统和热调节控制系统构成。受控系统采用Tanabe模型,把人体分为16个节段,每个节段由内到外分成核心、肌肉、脂肪和皮肤4层,外加与各组织层传热的中心血池,共65个节点,每个节点上利用Pennes生物热方程计算传热量。热调节控制系统采用Smith热调节模型中利用生理数据获取的经验控制方程描述血管舒缩、出汗率和寒颤3种人体基本热调节控制方式。结果表明:所提模型对皮肤温度的预测值与试验结果绝对误差最大值小于0.8℃,绝对误差平均值约为0.5℃,对试验工况下的人体皮肤温度有较好的预测结果。