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行业动态

聚焦东奥 | CFD告诉您运动员正在面临的酷暑威胁

发布时间:2021-11-21人气:97

备受关注的东京奥运会在高温高湿环境下召开,不少运动员们称自己的发挥受到了严重的影响,甚至直接威胁到他们的生命安全,多名运动员因此申请调整比赛时间。专家警告说“永远不应该在这种高温和潮湿的环境中跑步”。

东京 7 月下旬和 8 月初的平均气温高于1984 年以来所有主办城市的气温,东京上一次举办奥运会是在 1964 年,由于对高温的类似担忧,官员们将奥运会推迟到 10 月,“中暑”是参与者面临与天气相关的最大威胁,这是因为长时间暴露在几乎没有风的高温和潮湿环境中,可能导致昏厥、癫痫发作或全身疲惫。

海克斯康MSC软件的CFD工程师模拟了炎热、潮湿环境对参加 10,000 米比赛的男运动员的影响。尽管比赛是在日落之后进行,但模拟结果显示运动员仍然面临着艰苦的挑战。

这是一项显示东京体育场高温和潮湿影响的全新模拟,突出展示了在有记录以来最热的奥运会上,运动员们濒临中暑、脱水和精疲力竭的危险状况。 

模拟显示,即使在 27℃和 70% 湿度的平均条件下,10,000 米跑者(在体育场内进行的最长的田径比赛)的核心温度也可能超过 39℃。医学研究表明:高于 38℃的温度被认为是发烧,人类需要将核心温度保持在 35 到 39℃之间,才能使生理功能反应发挥到最佳状态。而暴露于 32.2℃以上的“体感”温度(即个人对温度的感觉)有中暑、热痉挛和中暑的风险。 

为了展示在温度变化只有几度的情况下,对运动员身体有多么不利的影响,工程师模拟了两种不同的场景:

情况1:可忽略不计的风速、32℃的气温和 90% 的湿度。

情况2:可忽略不计的风速、27℃的气温和 70% 的湿度。

模拟显示,轻微的天气变化可能会产生相当大的影响:如果气温上升至仅比平均值高 5 度,则核心温度将上升至 39.77℃,皮肤温度将上升至 37℃。

此外,在较热的两种情况下,运动员的头部核心温度可能达到 40℃,而即使在平均条件下,头部核心温度也可能达到 39.2℃。

在所有器官中,大脑是最容易受到热量影响的器官之一,热量会微妙地改变神经活动模式,导致神经元死亡,甚至是癫痫发作。大腿和骨盆(均为 40.7℃)是身体的其他区域,如果气温超过平均水平,则显示出对核心温度特别高的影响。湿度也是影响运动员表现和健康的重要因素。

东京 7 月的平均湿度为 70%,但如果湿度升至 90%,运动员将平均出汗 810ml,而在大约 30 分钟的比赛期间,则为 630ml。虽然汗液通过在皮肤上蒸发来帮助身体降温,但在空气已经携带大量水分的潮湿日子里,我们的身体会失去蒸发的大部分冷却效果,因此在这些条件下对运动员的影响会加剧。同时,脱水会加速全身温度的升高,进一步夸大其影响。对于运动员而言,酷暑是其优异表现的重要威胁因素。


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