익수자 체온 저하에 미치는 팽창식 구명동의의 단열효과 수치 분석
Thermal Insulation Effect of Inflatable Life Vest on the Drowned Individual estimated by Numerical Analysis
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초록
해상 사고에 의한 익수자는 저체온증에 의한 사망 위험에 노출되어 있다. 구명 동의 등을 착용함으로써 부력은 유지할 수 있으나 해수의 낮은 온도에 의한 신체의 열손실은 짧은 시간 내에 체온을 하강시키고 그에 따른 저체온증 사망이 우려된다. 전통적인 구명 동의는 고체형 부력체를 사용하여 부력을 향상 시키고 있으나, 구명 동의에 공기를 채움으로써 부력 및 체온 보존 효과를 얻을 수 있을 것으로 판단된다. 본 연구는 고체형 충진재를 이용한 기존의 비 팽창형 구명 동의와 공기를 채운 팽창형 구명 동의의 단열 성능을 비교하고, 각각의 방법이 체온 변화에 미치는 영향을 정성적으로 평가하고자 한다. 먼저 열저항 모델을 이용한 대략적인 단열 성능의 비교를 실시하고, 유한요소법을 이용하여 Pennes의 신체 열전달 해석을 수행하여 시간에 따른 체온 변화를 수치적으로 검토하였다.
Abstract
Exposure to cold sea water can be life-threatening to the drowned individual. Although appropriate life jacket can be usually be provided for the buoyance at the drowning accident, heat loss can make the drowned individual experience the hypothermia. Inflatable life jackets filled with inflatable air pocket can increase the thermal protection as well as the buoyancy force. Because it is important to know how the human body behaves unde the different life jacket, present study compares the thermal insulation capacity of solid type life jacket with that of inflatable life jacket. In order to represent the insulation capacity of life jacket, thermal resistance is estimated based on the assumption of steady-state. Also, a transient three-dimensional thermal distribution of the thigh is analyzed by using finite element method implementing the Pennes bioheat equation. The finite element model is a segmental, multi-layered representation of the body section which considers the heat conduction within tissue, bone, fat and local blood flow rate.
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