ГОСТ ISO 13506-2—2021
b) метод конечных объемов (иногда называемый методом контрольных объемов).
Рассчитывают и сохраняют изменяющееся во времени внутреннее температурное поле для
кожи и гиподермы (жировой ткани) для каждого датчика в каждый момент сбора данных в течение
всего периода сбора данных путем применения каждого из время-зависимых значений поглощенного
теплового потока датчиком на поверхности кожи, заявленных в 6.1.2. Эти внутренние температурные
поля должны включать, как минимум, расчет значений температуры на поверхности (глубина = 0,0 м)
[т.е. 7"(0, t)], на глубине 75 * 10-6 м [т.е. Г(75, t)] на границе эпидермиса и дермы модели кожи, исполь
зуемой для прогноза ожоговой травмы второй степени), и на глубине 1200 * 10~6 м [т.е. 7(1200, t)]
на границе дермы и гиподермы модели кожи, используемой для прогноза ожоговой травмы третьей
степени.
Равномерно распределенные интервалы глубины (Ах), обозначаемые как «узлы» или «сетки»,
рекомендуются для максимальной точности во всех численных моделях. Значение 15 * 10-6 м для Ах
было определено как эффективное. Разреженные или неструктурированные сетки не рекомендуется
использовать в методе конечных разностей. Использование значения 15 * 1СГ6 м для Ах устанавливает
узел на 195 х 1СГ6 м (195 мкм) ниже поверхности кожи, что является рекомендуемой глубиной для рас
чета времени до появления болевых ощущений (расположение болевого рецептора).
6.1.4 Начальные и граничные условия
Начальные и граничные условия следующие:
a) начальная температура Г(х, 0) внутри трех слоев должна иметь линейный рост с глубиной
от 7(0,0) = 305,65 К (32,5 °С) на поверхности до 7(5085 мкм, 0) = 306,65 К (33,5 °С) на границе гиподермы
(жировой ткани) и мышечной ткани. Температура 306,65 К (33,5 °С) на глубине 5085 * 10~6 м (5085 мкм)
должна быть постоянной в течение всего времени.
Примечание 1— Пеннее [12] измерил распределение температуры в предплечьях добровольцев. Для
общей толщины кожи и гиподермы (жировой ткани), перечисленных втаблицах 2, 3, измеренное повышение соста
вило 1 К (1 °С). Температура поверхности кожи добровольцев в экспериментах Столл и Грина [8] поддерживалась
очень близкой к 305,65 К (32,5 °С);
b
) тепловой поток действует только на поверхность кожи. Предполагается, что данный тепловой
поток на поверхности кожи поглощается поверхностью, т.е. х = 0, и коэффициент теплопроводности
является единственной характеристикой передачи тепла в кожу и гиподерму (жировую ткань).
kh - m(2)
Примечание2 — Допускается, что коэффициент теплопроводности не учитывает усиленную тепло
передачу только внутри кожи и внутри более глубоких слоев из-за изменения кровотока в дерме и гиподерме (жи
ровой ткани). Значения in vivo (живые), приведенные в таблице 1, были рассчитаны на основе экспериментальных
результатов Столл и Грина [8] и численных обобщениях Уивера и Столл [9]. Эти значения в значительной степени
учитывают кровоток у испытуемых;
c) тепловой поток на поверхности кожи в момент времени t = 0 (начало воздействия) равен нулю
(0), т.е. д(0) = 0;
d) значения теплового потока на поверхности кожи в любое время t > 0 являются время-зависи-
мыми значениями поглощенного теплового потока (см. 6.1.2). Никакие поправки не вносятся для потерь
теплового излучения или для различий в излучающей и поглощающей способностях между
датчиками и поверхностью кожи, используемой в модели.
6.1.5 Определение значения П для прогноза ожоговой травмы кожи
Интегральную модель повреждения Энрикеса [12], показанную в формуле (3), используют для
прогноза ожоговой травмы кожи, основанной на значениях температуры кожи в каждом интервале вре
мени измерения при значениях глубины модели кожи 75 * 1СГ6 м (прогноз ожоговой травмы первой и
второй степеней) и 1200 * 10-6 м (прогноз ожоговой травмы третьей степени).
Q = \Pe-(AE/RT)6tj(
3
)
где Г2 — параметр ожоговой травмы; значение > 1 обозначает спрогнозированную ожоговую травму;
Р(х, 7) — предэкспоненциальный член, зависящий от глубины и температуры, 1/с;
е — математическая постоянная (число Эйлера) = 2,7183;
АЕ(х, 7) — энергия активации, зависящая от глубины и температуры, Дж/моль;
6