生物物理保真度对于模型的准确性至关重要。与标准运动鞋相比，战术靴和皮鞋的隔热性和蒸发阻力明显更高。未能考虑这些特定特性会导致模型高估散热能力，并危险地低估体内温度的升高。
纳入特定的热阻数据——例如皮革鞋类的 0.083 m²·°C/W——是准确预测核心温度升高和防止高强度作业期间中暑的唯一方法。
材料特性对热交换的影响
更高的隔热性
战术靴的设计旨在提高耐用性和提供保护，但这会形成一个显著的热量散失屏障。与透气的运动鞋不同，这类鞋子的隔热值更高。这会积聚脚部产生的代谢热量，阻止其从身体辐射出去。
增加的蒸发阻力
有效的散热在很大程度上依赖于汗液的蒸发。与标准网布或帆布相比，皮革和重型战术材料具有更大的蒸发阻力。这会阻止水分逸出，显著降低身体自然冷却机制的效率。
为什么精确度在应力建模中很重要
量化热阻
鞋类数据的泛化会损害模型的完整性。为了反映现实，您必须输入特定的物理参数，例如皮革鞋类中发现的0.083 m²·°C/W热阻。这个具体的数据点将计算从通用估计转变为用户环境的精确模拟。
预测生物反应
这些模型的最终目标是预测高强度活动期间的生理变化。通过使用准确的生物物理输入，系统可以正确预测体内温度升高的速率。
通用数据的风险
低估的危险
建模中的主要权衡通常在于简洁性和准确性之间。然而，在这种情况下，简化鞋类数据会造成虚假的安全感。
忽视中暑风险
如果模型假设跑鞋的蒸发和隔热特性，它将预测不存在的有效散热。这可能导致操作失败，人员因模型未能标记其靴子造成的积热而中暑。
通过准确建模确保安全
要构建可靠的热应力模型，您必须将数据输入与实际使用的设备相匹配。
- 如果您的主要关注点是人员安全：确保您的算法专门考虑重型鞋类的较高隔热性和蒸发阻力，以避免低估热应力。
- 如果您的主要关注点是算法开发：将精确的阻力值（例如，0.083 m²·°C/W）作为基线变量集成，而不是依赖于“鞋类”的通用平均值。
准确的数据输入是理论模型与现实世界安全之间的唯一屏障。
摘要表：
| 特性 | 对热交换的影响 | 对热应力建模的影响 |
|---|---|---|
| 高隔热性 | 将代谢热量积聚在鞋内 | 防止高估散热 |
| 高蒸发阻力 | 阻碍汗液蒸发和散热效率 | 准确预测核心温度升高 |
| 特定阻力数据 | 例如，皮革鞋类的 0.083 m²·°C/W | 消除中暑风险的危险低估 |
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参考文献
- Irena Yermakova, Pavlo Kravchenko. Use a smartphone app for predicting human thermal responses in hot environment. DOI: 10.15587/1729-4061.2024.300784
本文还参考了以下技术资料 3515 知识库 .
