MATHEMATICAL MODELING OF COMFORTABLE CONDITIONS OF CONVECTIVE HEAT EXCHANGE OF HUMANS AND ENVIRONMENT

Vadym Chvyr; Victor Smyrnov; Olena Mitryasova

doi:10.34132/ers.2023.01.01.01

Автор(и)

Vadym Chvyr Petro Mohyla Black Sea National University
Victor Smyrnov Petro Mohyla Black Sea National University
Olena Mitryasova Petro Mohyla Black Sea National University

DOI:

https://doi.org/10.34132/ers.2023.01.01.01

Ключові слова:

математичне моделювання, конвективний теплообмін, апроксимація, аналітична диференціація, зони комфорту, алгоритм.

Анотація

Оцінювання характеристик навколишнього середовища та визначення комфортних умов є досить складним завданням, яке потребує потужного математичного та комп’ютерного обладнання. Метою статті є побудова математичної моделі та визначення комфортних умов конвективного теплообміну людини та навколишнього середовища за температурою в місті Миколаєві. У статті «Математичне моделювання комфортних умов конвективного теплообміну людини та навколішнього середовища» представлено експериментальні дослідження оцінки комфортних умов конвективного теплообміну організму людини та навколишнього середовища на основі математичних розрахунків, які дозволяють чітко окреслити зони комфорту в холодний період року.

Основою дослідження є математичне моделювання комфортних станів організму людини, яке базується на використанні розробленого алгоритму, основою якого є синтез двох програмних продуктів. Можливість імпорту даних значно вплинула на синтезовану роботу програм, що дозволило передавати розрахунки без втрати вмісту без втрати часу. Оптимальні рішення, виявлені при створенні алгоритму, дозволили створити метод математичного моделювання комфортних станів організму людини.

Оцінено теплообмін між тілом людини і температурою атмосферного повітря. Побудовано графічну залежність зміни конвективного теплообміну від температури атмосферного повітря. Апроксимація кривої, на основі якої визначається похідна функції. Наведено рівні комфортності конвективного теплообміну людини з навколишнім середовищем. Обґрунтовано оптимальні температурні умови для організму людини в холодний період року.

Нормальним температурним порогом є 1,5-0,5 °C, при якому організм людини перебуває в комфортному стані і є помірна тепловіддача. Для середнього рівня температура визначається в межах 2,0-1,49 і 0,49-0 °С, де починається збільшення тепловіддачі за рахунок підвищення температури атмосферного повітря, що призводить до потовиділення. Зниження температури, у свою чергу, призводить до виділення тепла з організму для зігрівання.