Ushbu tadqiqot kiyimning havoni qanchalik o‘tkazishi bilan inson tanasining tabiiy issiqlik izolyatsiyasi o‘rtasida matematik muvozanat o‘rnatish mumkinmi, degan savolni o‘rganadi. Taklif etilgan biofizik model yog‘ to‘qimasidagi issiqlik o‘tkazuvchanligi, teri yuzasidagi konveksiya va nurlanish hamda kiyim orqali issiqlik uzatilishini ketma-ket termik qarshiliklar sifatida birlashtiradi. Mato g‘ovakliligi φ va modeldagi tana yog‘i ulushi β umumiy harakat va issiqlik yo‘qotish xarajatini minimallashtiradigan ikki dizayn o‘zgaruvchisi sifatida ko‘rib chiqilgan.

Modelning umumiy tendensiyasiga ko‘ra, past faollikda o‘rtacha havo o‘tkazuvchanligi va yuqoriroq kiyim izolyatsiyasi; kuchli jismoniy faollikda esa terning bug‘lanishini osonlashtiradigan yuqori g‘ovaklilik va past izolyatsiya tavsiya etiladi. Tadqiqotdagi 31 ta faoliyat uchun hisoblangan jadvalda optimal g‘ovaklilik uxlash holatidagi 0,08 qiymatdan 15 km/soat yugurishdagi 0,91 qiymatgacha oshadi, tavsiya etilgan kiyim izolyatsiyasi esa 1,25 clo dan 0,02–0,04 clo oralig‘igacha tushadi.

Sovuq va past faollikdagi asosiy ssenariy uchun tadqiqot taxminan β_opt=0,11 va φ_opt=0,35 qiymatlarini bildiradi. Biroq ayni tadqiqotning faoliyat jadvalida 126 W li harakatsiz faoliyat uchun kiyimli optimal yog‘ ulushi 0,16 va optimal g‘ovaklilik 0,22 deb berilgan. Shu sabab yagona va izchil optimal qiymatlar to‘plami mavjud emas.

Yana muhimroq muammo 30 daqiqalik mashq simulyatsiyalariga taalluqlidir. 2-jadval faollik oshgani sari yadro harorati 36,9 °C dan 39,0 °C gacha ko‘tarilishini ko‘rsatadi. Bunga qarshi ravishda tadqiqot ilovasidagi Python kodi to‘g‘ridan-to‘g‘ri ishga tushirilganda taxminan 37,33–44,90 °C yadro harorati va 30,52–19,50 °C teri harorati olinadi. Bu natijalar 2-jadvalga mos kelmaydi va yuqori faolliklarda fiziologik jihatdan real bo‘lmagan qiymatlar hosil qiladi.

Shu sabab tadqiqot metabolizm tezligiga qarab o‘zgaradigan g‘ovak yoki faol matolarni loyihalash uchun qiziqarli nazariy asos taklif qiladi; biroq berilgan sonli tavsiyalar tajribada tasdiqlangan kiyim retseptlari emas. Modeldagi “optimal yog‘ ulushi” ham sog‘liq nuqtai nazaridan ideal tana yog‘i foizini anglatmaydi; u faqat tadqiqot harakat yuki va issiqlik yo‘qotishi o‘rtasida o‘rnatgan mavhum optimallashtirish o‘zgaruvchisidir.

Tadqiqotning asosiy savoli nima?

Inson tanasi harakat paytida metabolik energiya ishlab chiqarar ekan, bu energiyaning bir qismini mexanik ishga aylantiradi, qolgan qismini esa issiqlik sifatida atrof-muhitga chiqaradi. Sovuq muhitda ortiqcha issiqlik yo‘qotish fiziologik yuk keltirsa, qalin yog‘ qatlamini yoki og‘ir kiyimni tashish ham harakat xarajatini oshirishi mumkin.

Tadqiqot bu ikki holatga uchinchi o‘zgaruvchini qo‘shadi: mato g‘ovakliligi. Juda zich va havo o‘tkazmaydigan mato quruq issiqlik yo‘qotilishini kamaytirishi mumkin; ammo ishlab chiqarish, og‘irlik va qulaylik jihatidan qimmat bo‘lishi mumkin. Juda ochiq mato esa yengil va nafas oladigan bo‘lsa-da, sovuqda yetarli izolyatsiya bermasligi mumkin.

Tadqiqotning asosiy savolini quyidagicha ifodalash mumkin:

Ma’lum bir atrof-muhit harorati va metabolizm tezligi uchun tananing tabiiy izolyatsiyasi bilan kiyimning havo o‘tkazuvchanligi o‘rtasida matematik jihatdan eng past umumiy yo‘qotishni beradigan muvozanat topish mumkinmi?

Tadqiqot qanday turdagi ish?

Bu ish inson ishtirokchilari, termal maneken o‘lchovlari yoki taqiladigan sensorlar bilan o‘tkazilgan tajribaviy tekstil tadqiqoti emas. U uch komponentga tayangan:

• Konstruktal nazariyadan kelib chiqqan harakat–issiqlik yo‘qotish modeli.
• Yog‘, teri chegara qatlami va kiyim uchun tuzilgan ketma-ket termik qarshilik tarmog‘i.
• Mashq vaqtida yadro va teri haroratlarini hisoblaydigan ikki tugunli Python simulyatsiyasi.

Tadqiqotning 4-rasm izohida ko‘p zonali termal maneken nazorat ostidagi o‘lchovlar va empirik tasdiqlash bergani aytiladi. Shunga qaramay, usul bo‘limida haqiqiy termal maneken tajribasi, qurilma modeli, laboratoriya sharoiti, takrorlar soni yoki o‘lchov natijasi mavjud emas. Shu sabab tasvir bajarilgan tajriba qurilmasining dalili emas, faqat konseptual sxema sifatida baholanishi kerak.

Konstruktal yondashuv yog‘ to‘qimasini qanday ko‘rib chiqadi?

Model umumiy tana massasini M bilan belgilaydi va uni ikki qismga ajratadi:

• Faol massa: Harakat hosil qiluvchi (1−β)M.
• Faol bo‘lmagan massa: Issiqlik izolyatsiyasi beradi deb qabul qilingan βM.

Metabolik quvvat tana massasining to‘rtdan uch darajasi bilan masshtablanadi:

\[ Q=Q_0M^{3/4} \]

Bu yerda Q metabolik quvvat, Q₀ esa masshtablash doimiysidir. Mexanik samaradorlik faol massa bilan bog‘langan:

\[ \eta=C[(1-\beta)M]^\alpha \]

C proporsionallik doimiysi, α esa tadqiqotda taxminan 1/4 deb olingan masshtablash darajasidir.

Harakat vaqtida bajarilgan ish:

\[ W=\mu MgX \]

ko‘rinishida aniqlangan. μ muhitning harakat qarshiligini, g erkin tushish tezlanishini va X harakat masofasini bildiradi. Tadqiqot havo, quruqlik va suv uchun turli qarshilik darajalari mavjudligini aytadi.

Issiqlik yo‘qotilishi bo‘lmaganda o‘lchamsiz harakat diapazoni:

\[ \widetilde{X}_\beta=(1-\beta)^\alpha \]

issiqlik sizib chiqishi ham hisobga olinganda esa:

\[ \widetilde{X}_{\lambda,\beta}=(1-\lambda)(1-\beta)^\alpha \]

deb ifodalanadi. λ metabolik quvvatning atrof-muhitga chiqib ketadigan qismidir:

\[ \lambda=\frac{Q_{\text{loss}}}{Q} \]

Kiyim bo‘lmagan modeldagi optimal yog‘ ulushi

Kichik nisbat yaqinlashuvi ishlatilganda harakat diapazonidagi o‘lchamsiz kamayish:

\[ \Delta\widetilde{X}\approx\alpha\beta+\lambda \]

ko‘rinishidadir. Issiqlik sizishi:

\[ \lambda=\frac{1}{q\beta} \]

deb modellashtirilgan va taxminiy optimum:

\[ \beta_{\text{opt}}\approx(\alpha q)^{-1/2} \]

ko‘rinishida topilgan. Tadqiqot yaqinlashuvsiz keltirib chiqarilgan aniq yechimni ham beradi:

\[ \beta^*=\frac{\alpha-1+\sqrt{(\alpha-1)^2+4\alpha q}}{2\alpha q} \]

2-rasmda turli q qiymatlarida harakat yo‘qotishining yog‘ ulushiga qarab U shaklida o‘zgarishi ko‘rsatilgan. Juda kam yog‘ yuqori issiqlik yo‘qotishiga; juda ko‘p yog‘ esa tashiladigan faol bo‘lmagan massaning ortishiga bog‘langan.

3-rasmda taxminiy va aniq yechimlar turli α qiymatlari uchun taqqoslangan. Kichik q qiymatlarida ikki yechim o‘rtasida katta farqlar bor, q oshgani sari egri chiziqlar bir-biriga yaqinlashadi. Ayrim chiziqlar fizik chegaradan, ya’ni β≤1 qiymatidan yuqoriga chiqadi; bu hududlar matematik egri chiziqning davomidir va haqiqiy tana tarkibi sifatida talqin qilinmasligi kerak.

Yog‘, teri va kiyim qanday qilib ketma-ket termik qarshiliklarga aylantirilgan?

Tana ichki yadrodan tashqi muhitga uchta termik qarshilik orqali issiqlik yo‘qotadigan sferik tizim sifatida modellashtirilgan:

1. Yog‘ qatlamidan o‘tkazuvchanlik.
2. Teri bilan atrofdagi havo o‘rtasidagi konveksiya va nurlanish.
3. Kiyim qatlamidagi issiqlik o‘tishi.

Yog‘ to‘qimasining o‘tkazuvchanlik qarshiligi

Sferik qobiq uchun aniq o‘tkazuvchanlik qarshiligi:

\[ R_{\text{fat}}=\frac{r_o-r_i}{4\pi k r_ir_o} \]

ko‘rinishida berilgan. r_i ichki radiusni, r_o tashqi radiusni va k issiqlik o‘tkazuvchanligini bildiradi.

Yog‘ qatlamining qalinligi βL deb qabul qilinganda tadqiqot quyidagi ifodadan foydalanadi:

\[ R_{\text{fat}}=\frac{\beta}{4\pi k_{\text{fat}}L(1-\beta)} \]

Yog‘ to‘qimasining issiqlik o‘tkazuvchanligi doimiy 0,2 W/mK deb olingan.

Teri chegara qatlami

Konveksiya va nurlanish qarshiligi:

\[ R_{\text{conv}}=\frac{1}{hA_s} \]

\[ A_s=4\pi L^2 \]

ko‘rinishida aniqlangan. h birlashtirilgan konveksiya–nurlanish koeffitsienti bo‘lib, asosiy hisoblarda taxminan 10 W/m²K deb olingan.

5-rasm h=5, 10 va 25 W/m²K sharoitlarida harakat yo‘qotilishini taqqoslaydi. Shamol yoki kuchliroq konveksiya past yog‘ ulushlarida issiqlik yo‘qotish jazosi oshishiga va egri chiziq minimumining yuqoriroq β qiymatlariga siljishiga olib keladi.

Kiyim qarshiligi va clo birligi

Kiyim izolyatsiyasi:

\[ R_{\text{clo}}=\frac{0.155I_{\text{clo}}}{A_s} \]

ko‘rinishida modellashtirilgan. I_clo kiyimning clo birligidagi izolyatsiyasidir. Tadqiqotda:

\[ 1\ \text{clo}=0.155\ \text{m}^2\text{K/W} \]

o‘zgartirish ishlatilgan.

Mato g‘ovakliligi qanday ta’riflangan?

Mato g‘ovakliligi φ nol bilan bir orasidagi o‘lchamsiz o‘zgaruvchi sifatida ta’riflangan:

• φ=0: To‘liq yopiq va shamol o‘tkazmaydigan mato.
• φ=1: Kiyim izolyatsiyasi ta’sirsiz bo‘ladigan cheksiz g‘ovaklilik chegarasi.

G‘ovaklilik kiyim izolyatsiyasini chiziqli ravishda kamaytiradi deb faraz qilingan:

\[ I_{\text{eff}}(\phi)=I_{\text{clo}}(1-\kappa\phi) \]

κ g‘ovaklilik sezgirlik koeffitsientidir. Samarali kiyim qarshiligi:

\[ R_{\text{clo}}^{\text{eff}}(\phi)=\frac{0.155I_{\text{clo}}}{A_s}(1-\kappa\phi) \]

bo‘ladi.

Bu munosabat mato o‘tkazuvchanligi faqat bitta chiziqli parametr bilan ifodalangan soddalashtirilgan farazdir. Haqiqiy matolarda ip tuzilishi, teshik geometriyasi, qalinlik, havo bo‘shlig‘i, namlik, shamol, harakatdan keladigan nasoslash va bug‘ qarshiligi bir-biridan mustaqil o‘zgarishi mumkin.

Umumiy termik qarshilik

Uch komponent yig‘indisi:

\[ R(\beta,\phi)= \frac{\beta}{4\pi k_{\text{fat}}L(1-\beta)} +\frac{0.155I_{\text{clo}}}{4\pi L^2}(1-\kappa\phi) +\frac{1}{4\pi hL^2} \]

ko‘rinishida berilgan. Issiqlik sizishi bu qarshilik orqali:

\[ \lambda= \frac{T_{\text{core}}-T_{\text{amb}}} {Q_{\text{met}}R(\beta,\phi)} \]

ko‘rinishida hisoblanadi.

Maqsad funksiyasidagi asosiy matematik muammo

Tadqiqot umumiy xarajatni yog‘ massasini tashish yuki, issiqlik sizishi va past g‘ovakli matoning texnologik xarajati bilan bog‘laydi:

\[ \Psi(\beta,\phi)=\alpha\beta+\lambda(\beta,\phi)+\eta\phi^2 \]

Matnda ηφ² hadi zich, og‘ir va past g‘ovakli matoni jazolashi aytiladi. Biroq matematik jihatdan bu had:

• φ=0 bo‘lganda nol.
• φ oshgani sari kattalashadi.
• Shu sabab past emas, yuqori g‘ovaklilikni jazolaydi.

Past g‘ovaklilik xarajatini ifodalash uchun, masalan, η(1−φ)², η/φ² yoki fizik asoslangan boshqa kamayuvchi funksiya kerak bo‘lishi mumkin edi. Tadqiqotda “g‘ovaklilikning teskarisi bilan kvadratik xarajat” iborasi ishlatilgan, biroq qo‘llangan tenglama bunga mos kelmaydi.

Xuddi shuningdek, 21- va 25-tenglamalarda harakat diapazonini ifodalovchi ijobiy had “xarajat” deb ta’riflangan funksiyaga musbat ishora bilan qo‘shiladi. Agar funksiya haqiqatan minimallashtirilsa, bu ishora harakat diapazonini oshirish o‘rniga uni kamaytirishni rag‘batlantirishi mumkin. Optimallashtirish kodi ulashilmaganligi sabab jadvallar qaysi maqsad funksiyasi va ishora tartibi bilan yaratilgani tasdiqlanmaydi.

Bog‘langan optimal tizim

Tadqiqot β va φ bo‘yicha xususiy hosilalarni nolga tenglab, uchta bog‘langan tenglama oladi:

\[ R = \frac{\beta}{4\pi k_{\text{fat}}L(1-\beta)} +\frac{0.155I_{\text{clo}}}{4\pi L^2}(1-\kappa\phi) +\frac{1}{4\pi hL^2} \]

\[ \alpha(1-\beta) \left(Q_{\text{met}}-\frac{\Delta T}{R}\right) =\frac{\Delta T}{4\pi k_{\text{fat}}LR^2} \]

\[ \phi= \frac{CM^{\alpha-1}(1-\beta)^\alpha\Delta T(0.155I_{\text{clo}}\kappa)} {2\eta_p\mu g(4\pi L^2)R^2} \]

Fizik chegaralar:

\[ 0\leq\beta\leq1,\qquad 0\leq\phi\leq1 \]

deb berilgan. Tadqiqot tizim Newton–Raphson ga o‘xshash sonli usul bilan yechilishi kerakligini aytadi. Biroq ishlatilgan boshlang‘ich qiymatlar, tolerantlik, yaqinlashish mezoni, parametrlarning sonli qiymatlari va optimallashtirish kodi ulashilmagan.

Asosiy harakatsiz ssenariyda qanday optimum berilgan?

Tadqiqot atrof-muhit harorati 283 K yoki 10 °C, kiyim izolyatsiyasi 1,0 clo va xarajat koeffitsienti 0,1 bo‘lgan ssenariyda:

\[ (\beta_{\text{opt}},\phi_{\text{opt}})\approx(0.11,0.35) \]

natijasini bildiradi. Bu nuqta atrofida cho‘zilgan past xarajat vodiysi mavjudligi va ko‘plab yog‘–g‘ovaklilik kombinatsiyalari bir-biriga yaqin xarajat berishi mumkinligi ilgari suriladi.

7-rasm bilan uning izohi o‘rtasida esa ayrim muammolar bor:

• Izohda rasm “kontur grafigi” deb atalgan, aslida esa u uch o‘lchamli sirt grafigidir.
• Izohda minimum oq yulduz bilan ko‘rsatilgani yozilgan, biroq tasvirda qizil nuqta bor.
• Nuqtaning o‘qlardagi ko‘rinadigan joylashuvi bildirilgan (0,11; 0,35) koordinatalariga aniq mos kelmaydi.
• Sirt rang shkalasida manfiy xarajat qiymatlari bor; manfiy umumiy “harakat yo‘qotishi”ning fizik ma’nosi tushuntirilmagan.

Soddalashtirilgan kiyim talabi misoli

Tadqiqot 10 °C muhitda, 33 °C maqsad teri haroratida, 100 W/m² metabolizm tezligida, taxminan 10 W/m² bug‘lanish va 8 W/m² nafas olish yo‘qotishida kerakli kiyim qarshiligini hisoblaydi:

\[ R_{\text{cl}}^*= \frac{T_{\text{sk}}-T_a} {M(1-\eta)-E_{\text{sk}}-Q_{\text{res}}} -R_a \]

Berilgan raqamlar bilan:

\[ R_{\text{cl}}^*\approx0.15\ \text{m}^2\text{K/W} \]

va:

\[ I_{\text{cl}}\approx\frac{0.15}{0.155}\approx0.97\ \text{clo} \]

natijasi olingan. Tadqiqot buni ko‘ylak bilan yengil kurtka oralig‘idagi kiyim darajasi sifatida talqin qiladi.

Faollik oshgani sari tavsiya etilgan g‘ovaklilik qanday o‘zgaradi?

1-jadval 83–990 W oralig‘idagi 31 ta faoliyat uchun model natijalarini beradi. Umumiy tendensiya quyidagicha:

• Kiyim bilan optimal yog‘ o‘zgaruvchisi 0,23 dan 0,03 gacha kamayadi.
• Kiyimsiz taqqoslash qiymati 0,257 dan 0,080 gacha kamayadi.
• Optimal mato g‘ovakliligi 0,08 dan 0,91 gacha oshadi.
• Tavsiya etilgan izolyatsiya 1,25 clo dan 0,02–0,04 clo gacha tushadi.

Bu jadval klinik yoki shaxsiy tana tarkibi tavsiyasi emas. β o‘zgaruvchisi tadqiqotning mavhum sferik tana modelidagi faol bo‘lmagan massa ulushidir; u yosh, jins, yog‘ taqsimoti, mushak massasi, sog‘liq holati va individual termoregulyatsiya farqlarini qamrab olmaydi.

8-rasm haqiqatan issiqlik stressi rejim xaritasimi?

8-rasm izohida soyalangan “qoplanmaydigan issiqlik stressi” hududi va E_req=E_max chegarasi tilga olinadi. Biroq ko‘rsatilgan tasvirda:

• Metabolik quvvatga nisbatan ikkita yog‘ ulushi egri chizig‘i va g‘ovaklilik egri chizig‘i bor.
• Soyalangan xavf hududi yo‘q.
• E_req=E_max chegarasi chizilmagan.
• Issiqlik stressining qoplanadigan va qoplanmaydigan hududlari ajratilmagan.

Shu sabab rasm izohda ta’riflangan rejim xaritasini vizual tarzda ko‘rsatmaydi.

Mashq sharoitida model nega o‘zgaradi?

Past faollikda quruq issiqlik yo‘qotilishi va izolyatsiya asosiy o‘rinda bo‘lsa, kuchli mashqda terning bug‘lanishi asosiy sovitish mexanizmiga aylanadi. Shu sabab tadqiqot statsionar bir tugunli yondashuvni yadro va teridan iborat ikki termik bo‘limga kengaytiradi.

Yadro energiya balansi:

\[ C_{\text{cr}}\frac{dT_{\text{cr}}}{dt} =M(1-\eta)-Q_{\text{res}}-K(T_{\text{cr}}-T_{\text{sk}}) \]

Teri energiya balansi:

\[ C_{\text{sk}}\frac{dT_{\text{sk}}}{dt} =K(T_{\text{cr}}-T_{\text{sk}}) -Q_{\text{dry}}-E_{\text{sk}} \]

ko‘rinishidadir. C_cr va C_sk termik sig‘imlarni, K yadro bilan teri orasidagi qon perfuziyasi o‘tkazuvchanligini, Q_res nafas yo‘qotishini, Q_dry quruq issiqlik yo‘qotishini va E_sk ter bug‘lanishi orqali yo‘qotilgan issiqlikni bildiradi.

Harakatning shamol va kiyimga ta’siri

Matnda samarali havo tezligi:

\[ v_{\text{eff}}=v_{\text{wind}}+k\,v_{\text{run}} \]

deb berilgan va yugurish uchun k≈0,7 ishlatish tavsiya etilgan. Harakat kiyim ichidagi turg‘un havo qatlamini nasoslab, izolyatsiyani kamaytirishi mumkinligi aytiladi.

Biroq A-ilovadagi Python kodi bu munosabatni qo‘llamaydi. Barcha faoliyatlar uchun konveksiya koeffitsienti doimiy h_c=3,2 W/m²K sifatida ishlatiladi; yugurish tezligi, shamol tezligi yoki kiyimning nasoslash ta’siri hisobga kiritilmaydi.

Bug‘lanish modeli

Teri orqali bug‘lanish:

\[ E_{\text{sk}}= \frac{w\,i_m\,LR\,(p_{\text{sk,sat}}-p_a)} {R_{e,\text{cl}}+R_{e,a}} \]

deb ta’riflanadi. Bu yerda:

• w teri namligidir.
• i_m namlik o‘tkazuvchanlik indeksidir.
• LR Lewis nisbatidir.
• p_sk,sat−p_a teri bilan havo orasidagi bug‘ bosimi farqidir.
• R_e,cl va R_e,a kiyim va havo qatlamining bug‘lanish qarshiliklaridir.

Tadqiqot oddiy matolar uchun i_m qiymatini taxminan 0,25, texnik namlik tashuvchi matolar uchun 0,6–0,7 deb tushuntirsa-da, barcha Python simulyatsiyalarida doimiy 0,35 ishlatgan.

Ilova kodining o‘z izoh satrlarida bug‘lanish qarshiligi birliklari va to‘g‘ri formula bo‘yicha noaniqliklar bor. “Soddalik uchun ayni maxrajni ishlatamiz” va “birliklarni tekshirib ko‘raylik” shaklidagi qaydlar qo‘llangan tenglama yakuniy tasdiqlangan fiziologik formula emasligini ko‘rsatadi.

Mashq simulyatsiyasi sharoitlari

• Etalon tana massasi: 70 kg.
• Tananing solishtirma issiqlik sig‘imi: 3.500 J/kgK.
• Yadro termik sig‘imi: Umumiyning 80 foizi.
• Teri termik sig‘imi: Umumiyning 20 foizi.
• Tana yuzasi maydoni: 1,8 m².
• Atrof-muhit harorati: 10 °C.
• Nisbiy namlik: 50 foiz.
• Boshlang‘ich yadro harorati: 37 °C.
• Boshlang‘ich teri harorati: 34 °C.
• Simulyatsiya davomiyligi: 30 daqiqa.
• Namlik o‘tkazuvchanlik indeksi: 0,35.
• Sonli yechuvchi: SciPy solve_ivp, RK45.

2-jadval nimani bildiradi?

2-jadval faollik darajasi oshgani sari yadro harorati 36,9 °C dan 39,0 °C gacha va teri harorati 33,2 °C dan 37,2 °C gacha oshishini ko‘rsatadi.

A-ilovadagi kod nima hosil qiladi?

A-ilovadagi Python kodi tadqiqotda berilgan doimiylar, faoliyatlar, kiyim izolyatsiyalari va teri namliklari bilan qayta ishga tushirilganda quyidagi taxminiy natijalarni beradi:

Qayta hisoblangan bu qiymatlar 10-rasmdagi egri chiziqlarga mos keladi. 10-rasmda yakuniy yadro harorati taxminan 45 °C gacha ko‘tariladi, teri harorati esa taxminan 19–20 °C gacha tushadi. Shunga qaramay, rasm izohida teri harorati “nisbatan doimiy qoladi yoki biroz kamayadi” deb yozilgan. Taxminan 11–15 °C lik kamayish kichik o‘zgarish emas.

39 °C chegarasi qaysi faoliyatda oshiladi?

Ilova kodi qayta ishga tushirilganda yadro harorati 39 °C ni ilk bor taxminan 306 W darajasidagi barg xaskash va dazmollashga o‘xshash faoliyatlarda, taxminan 28 daqiqada oshiradi. Yuqoriroq faolliklarda chegara ertaroq oshiladi.

Masalan:

• 315 W pnevmatik bolg‘a: taxminan 27,2 daqiqa.
• 360 W, 5 km/soat yurish: taxminan 23,6 daqiqa.
• 418 W voleybol: taxminan 19,8 daqiqa.
• 624 W aerobik raqs: taxminan 12,8 daqiqa.
• 990 W, 15 km/soat yugurish: taxminan 7,5 daqiqa.

10-rasm izohida kritik chegara taxminan 600–700 W dan keyin oshilishi aytilgan. Kod va grafik esa chegara taxminan 300 W atrofida oshila boshlashini ko‘rsatadi.

Kod nega fizik bo‘lmagan teri haroratlarini hosil qiladi?

Qon perfuziyasi o‘tkazuvchanligi kodda quyidagi chiziqli munosabat bilan hisoblanadi:

\[ K_{\text{alan}}=5+0.5(T_{\text{sk}}-307) \]

Bu yerda harorat kelvinlarda. Ushbu ifoda teri harorati 297 K yoki taxminan 23,85 °C dan pastga tushganda manfiy qiymat beradi. Manfiy qon perfuziyasi o‘tkazuvchanligi fizik ma’noga ega emas; yadro bilan teri o‘rtasida teskari ishorali va sun’iy energiya uzatilishini hosil qilishi mumkin.

Kodning yuqori faollik ssenariylarida teri harorati 19–22 °C gacha tushgani uchun bu manfiy o‘tkazuvchanlik hududiga kiriladi. Modelda K≥0 quyi chegarasi qo‘llanmagan.

Kodning boshqa cheklovlari

• Mexanik samaradorlik barcha faoliyatlar uchun nol deb olingan; kodning o‘z izohida mashq uchun 0,1–0,2 bo‘lishi mumkinligi yozilgan.
• Matnda tushuntirilgan samarali havo tezligi va kiyimning nasoslash ta’siri kodlanmagan.
• Konveksiya koeffitsienti barcha faoliyatlarda doimiy saqlangan.
• Namlik o‘tkazuvchanlik indeksi barcha kiyimlar uchun 0,35.
• Teri namligi faqat to‘rt bosqichli qo‘pol funksiya bilan 0,06, 0,30, 0,60 yoki 0,85 qilib berilgan.
• Bug‘lanish qarshiligi formulasi kod ichida “soddalashtirish” deb ta’riflangan.
• Metabolik quvvat ayrim bo‘limlarda W, ayrimlarida W/m² sifatida ishlatilgan.
• Model natijalari inson tajribalari yoki termal maneken ma’lumotlari bilan taqqoslanmagan.

Tadqiqotning kuchli tomonlari nimalar?

• Tana izolyatsiyasi bilan kiyim o‘tkazuvchanligini bir matematik doirada birlashtirishga urinadi.
• Yog‘ to‘qimasi, teri chegara qatlami va kiyimni alohida termik qarshiliklar sifatida ko‘rsatadi.
• Past faollikdagi quruq issiqlik yo‘qotishi bilan yuqori faollikdagi bug‘lanish orqali sovish turli dizayn talablarini keltirib chiqarishini ta’kidlaydi.
• 31 ta kundalik, kasbiy va sport faoliyati uchun sonli dizayn jadvalini beradi.
• Yadro–teri differensial tenglama kodini ilovada berib, natijalarni tekshirish imkonini yaratadi.
• Dinamik g‘ovak va faol matolarni metabolizm tezligiga qarab sozlash uchun tadqiq etilishi mumkin bo‘lgan dizayn g‘oyasini taklif qiladi.

Tadqiqotning asosiy cheklovlari nimalar?

• Peer review tugallanmagan preprintdir.
• Inson, termal maneken yoki mato namunasi ustida tajriba o‘tkazilmagan.
• Termal maneken bilan empirik tasdiqlash qilingan degan taassurot beruvchi rasm izohini qo‘llab-quvvatlaydigan tajribaviy usul mavjud emas.
• Past g‘ovaklilikni jazolashi aytilgan ηφ² hadi matematik jihatdan yuqori g‘ovaklilikni jazolaydi.
• Maqsad funksiyasida harakat diapazoni va xarajat ishoralari qanday talqin qilinishi aniq emas.
• Statsionar optimallashtirishni yaratgan manba kodi berilmagan.
• 7-rasmdagi optimal belgi va grafik turi izohga mos emas.
• 8-rasmda izohlangan soyalangan issiqlik stressi hududi va kritik chegara tasvirda yo‘q.
• 6-rasm sarlavhasi o‘qlarni teskari ta’riflaydi; grafik turli g‘ovakliliklarda issiqlik sizishini yog‘ ulushiga nisbatan ko‘rsatadi.
• Asosiy holat uchun berilgan β=0,11 va φ=0,35 faoliyat jadvalidagi harakatsiz qiymatlarga mos kelmaydi.
• 2-jadval bilan ilova Python kodi mutlaqo turli haroratlar beradi.
• 10-rasm izohi grafikdagi chegara va harorat tendensiyalariga mos kelmaydi.
• Kod ayrim ssenariylarda manfiy qon perfuziyasi o‘tkazuvchanligiga ruxsat beradi.
• Matnda tushuntirilgan harakatdan kelib chiqadigan havo tezligi kodda ishlatilmagan.
• Turli matolar uchun haqiqiy havo o‘tkazuvchanligi, bug‘ qarshiligi, og‘irlik yoki ishlab chiqarish xarajati o‘lchanmagan.
• Tana yog‘ining mintaqaviy taqsimoti, mushak massasi, yosh, jins va individual fiziologik o‘zgaruvchanlik modelga kiritilmagan.
• “Optimal yog‘ ulushi” tibbiy sog‘liq mezonlari bilan tasdiqlanmagan.

Tadqiqot nimani qo‘llab-quvvatlaydi?

Tadqiqot kiyim dizaynida bitta doimiy izolyatsiya qiymati barcha faoliyatlar uchun mos bo‘lmasligi mumkin, degan fikrni fizik model orqali qo‘llab-quvvatlaydi. Past metabolik faollikda izolyatsiya, yuqori faollikda esa namlik o‘tkazuvchanligi va bug‘lanish orqali sovish muhimroq bo‘ladi.

Shuningdek, g‘ovakliligi sozlanadigan matolarni foydalanuvchining harakat darajasi va atrof-muhit sharoitiga qarab izolyatsiya bilan sovitish o‘rtasida o‘tish qila oladigan tarzda tadqiq qilish ma’noli ekanini ko‘rsatadi.

Tadqiqot nimani isbotlamaydi?

• Ma’lum bir inson uchun sog‘lom yoki ideal tana yog‘i ulushini belgilamaydi.
• 0,35 g‘ovaklilik kundalik kiyimlar uchun universal optimum ekanini isbotlamaydi.
• Yugurish kiyimlarida 0,8–0,9 g‘ovaklilik haqiqiy odamlarda gipertermiyani oldini olishini ko‘rsatmaydi.
• 1-jadvaldagi kiyim kombinatsiyalari termal maneken yoki inson tajribasi bilan tasdiqlanganini ko‘rsatmaydi.
• Taklif etilgan matolarning ishlab chiqarish mumkinligi, chidamliligi, xarajati yoki mexanik xossalarini baholamaydi.
• 30 daqiqalik harorat bashoratlari fiziologik jihatdan ishonchli ekanini ko‘rsatmaydi.
• Yuqori faollikda yadro harorati 39 °C bilan cheklanishini isbotlamaydi.
• Model issiq, nam, shamolli yoki o‘zgaruvchan atrof-muhit sharoitlariga umumlashtirilishi mumkinligini ko‘rsatmaydi.

Turkiya nuqtai nazaridan qanday baholash mumkin?

Turkiyada sport kiyimlari, mehnat xavfsizligi kiyimlari, harbiy tekstil, o‘t o‘chiruvchi kiyimlari, dengizchilik kiyimlari va aqlli mato ishlab chiqarish nuqtai nazaridan faollikka bog‘liq g‘ovaklilik muhim tadqiqot mavzusidir. Ayniqsa issiq va nam qirg‘oq hududlari bilan sovuq va shamolli ichki hududlarning turli talablari bitta mato tuzilishi barcha sharoitda yetarli bo‘lmasligini ko‘rsatadi.

Tadqiqot yondashuvi to‘g‘ridan-to‘g‘ri mahsulot dizayn standarti sifatida emas, Turkiyada bajarilishi mumkin bo‘lgan tajribalar uchun gipoteza yaratish vositasi sifatida baholanishi mumkin. Mahalliy tasdiqlash dasturida:

• Haqiqiy matolarning havo o‘tkazuvchanligi va bug‘ qarshiligi o‘lchanishi,
• Termal maneken sinovlari o‘tkazilishi,
• Turli faoliyatlarda teri va kiyim harorati kuzatilishi,
• Shamol, namlik va quyosh nurlanishi alohida o‘zgartirilib sinovdan o‘tkazilishi,
• Model parametrlari tajriba ma’lumotlari bilan kalibrlanishi,
• G‘ovaklarni dinamik ochib-yopadigan matolarning javob vaqti va energiya talabi o‘lchanishi kerak.

Tadqiqot usuli va topilmalari

Usul komponentlari

Asosiy model parametrlari

Berilgan natijalar bilan kod chiqishining izchillik tekshiruvi

Tajriba va statistik baholash

Tadqiqotda inson yoki material tajribasi bo‘lmagani sabab tanlanma hajmi, tajriba takrori, standart og‘ish, ishonch oralig‘i va statistik ahamiyat testi mavjud emas. Natijalar deterministik model kirishlaridan olingan.

Parametr noaniqligi, sezgirlik tahlili yoki Monte Carlo simulyatsiyasi ham bajarilmagan. Ayniqsa κ, η, qon perfuziyasi, namlik o‘tkazuvchanligi, mexanik samaradorlik va tana yuzasi maydoni o‘zgarganda optimumlarning qanchalik o‘zgarishi ko‘rsatilmagan.

Qayta ishlab chiqish holati

Mashq modelining Python kodi ulashilgani muhim ijobiy xususiyatdir. Biroq bu kod 2-jadvalni hosil qilmaydi, 10-rasmga o‘xshash boshqa natijalarni beradi. Statsionar optimallashtirish, 7-rasm, 8-rasm va 1-jadvalni yaratgan kod esa mavjud emas.

Tadqiqotni ishonchli qayta ishlab chiqish uchun quyidagi fayllar ulashilishi kerak:

• Bog‘langan β–φ optimallashtirish kodi.
• Barcha sonli parametrlarning manbalari.
• 1-jadval va 2-jadvalni yaratgan alohida skriptlar.
• 7, 8 va 10-rasmlarni yaratish fayllari.
• Manfiy perfuziyani oldini oladigan fiziologik chegaralar.
• W bilan W/m² birliklarining izchil o‘zgartirilishi.
• Termal maneken yoki inson ma’lumotlari bilan taqqoslash natijalari.

Natijalarni ishonchli talqin qilish chegarasi

Tadqiqotdan ishonch bilan olinishi mumkin bo‘lgan umumiy xabar shundaki, jismoniy faollik oshganda kiyim quruq izolyatsiyadan ko‘ra ter va bug‘ transportiga ko‘proq ustuvorlik berishi kerak. Bu natija tadqiqot tenglamalari va faoliyat jadvalida izchil yo‘nalish sifatida ko‘rinadi.

Bunga qarshi ravishda ma’lum β, φ, clo va yadro harorati qiymatlari; maqsad funksiyasidagi muammolar, jadval–kod ziddiyatlari va tajribaviy tasdiqlash yetishmasligi sabab dizayn standarti sifatida ishlatilmasligi kerak.

Manba va usul eslatmasi

Tadqiqotning asl nomi: Optimal design of textiles based on metabolism rate and fat ratio

Muallif: Mohammad Yaghoub Abdollahzadeh Jamalabadi.

Mualliflar tartibi: Bitta muallifli tadqiqot.

Teng hissa yoki teng birinchi mualliflik: Qo‘llanmaydi.

Mas’ul muallif: Mohammad Yaghoub Abdollahzadeh Jamalabadi.

Muassasa: Chabahar Maritime University, Department of Marine Engineering, Chabahar, 9971756499, Sistan and Baluchestan, Eron.

E-pochta: my.abdollahzadeh@cmu.ac.ir

ORCID: Tadqiqotda “00000-0002-4423-1025” deb yozilgan. Bu ko‘rinish standart ORCID formatiga mos emas va tasdiqlangan identifikator sifatida ishlatilmasligi kerak.

DOI:10.2139/ssrn.7196838

Rasmiy manba:SSRN rasmiy tadqiqot sahifasi

SSRN annotatsiya raqami: 7196838.

Platforma: SSRN.

Yuklangan sana: 30 iyul 2026.

Sahifalar soni: Grafik annotatsiya va asosiy topilmalar bilan birga 28 sahifa; asosiy maqola 26 sahifa deb raqamlangan.

Manba turi: Konstruktal nazariyaga asoslangan nazariy biofizik model, sonli optimallashtirish va Python termoregulyatsiya simulyatsiyasini o‘z ichiga olgan preprint.

Peer review holati: Peer review tugallanmagan. SSRN qaydi tadqiqotni ko‘rib chiqilayotgan deb ko‘rsatadi.

Peer-reviewed jurnal: Ko‘rsatilmagan.

Asl nashriyot: Qabul qilingan nashr yoki yakuniy nashriyot mavjud emas. Hujjat faqat Elsevier ga preprint sifatida yuborilganini bildiradi.

Moliyalashtirish: Tadqiqot tashqi moliyalashtirish olinmaganini bildiradi.

Manfaatlar to‘qnashuvi: Muallif manfaatlar to‘qnashuvi yo‘qligini bildiradi.

Etika qo‘mitasi va xabardor rozilik: Inson yoki hayvon ishtirokchilari bo‘lmagani sabab qo‘llanmasligi aytilgan.

Ma’lumot mavjudligi: Yangi ma’lumot yaratilmagan yoki tahlil qilinmaganligi bildirilgan. Biroq tadqiqot o‘zining sonli simulyatsiya natijalarini yaratadi; bu yerda “yangi ma’lumot” iborasi tajribaviy ma’lumot ma’nosida ishlatilgani tushuniladi.

Kodga kirish: Ikki tugunli yadro–teri modelining Python kodi hujjatning A-ilovasida mavjud. Statsionar g‘ovaklilik–yog‘ optimallashtirish kodi ulashilmagan.

Ushbu o‘zbekcha maqola tadqiqot matni, 44 ta tenglama, ikkita asosiy natija jadvali, grafik annotatsiya, termik qarshilik va yadro–teri sxemalari, barcha ishlash grafiklari hamda A-ilovadagi Python kodini ko‘rib chiqish asosida tayyorlangan. Ilmiy tushuntirishlar faqat yuklangan tadqiqotga tayangan. Tashqi manbalar faqat DOI, SSRN qayd sanasi, sahifalar soni, ko‘rib chiqish holati va platforma identifikatsiyasini bibliografik tekshirish uchun ishlatilgan.

A-ilovadagi kodni qayta ishga tushirish tadqiqotda berilgan kod va parametrlarning bevosita matematik tekshiruvini anglatadi. Qayta hisoblash 2-jadval kod tomonidan hosil qilinmaganini, 10-rasm esa kodga yaqinroq ekanini ko‘rsatdi. Shu sabab maqoladagi kiyim tavsiyalari va harorat bashoratlari model tuzatilmaguncha va tajribada tasdiqlanmaguncha shaxsiy sog‘liq, mehnat xavfsizligi yoki mahsulot dizayni qarori uchun ishlatilmasligi kerak.