高温作业下专用服装设计分析

在高温环境下工作时,人们需要穿着专用服装以避免灼伤。专用服装通常由三层织物材料构成,记为I、II、III层,其中I层与外界环境接触,III层与皮肤之间还存在空隙,将此空隙记为IV层。为设计这种专用服装,将体内温度控制在37℃的假人放置在实验室的高温环境中,对环境温度为75℃、II层厚度为6mm、IV层厚度为5mm、工作时间为90min的情形开展实验,测量得到假人皮肤外侧的温度。为了降低研发成本、缩短研发周期,可以通过数学建模确定假人皮肤外侧的温度变化情况,并解决相关问题。

高温作业专用服装设计分析

在一些高温的作业环境中,人们必须在专用服装的保护下才不会被高温灼伤。为了确保专用服装能够对人体起到最大的保护作用,笔者把体温为37℃的假人放置在高温的实验室中,通过建立热传导微分方程模型得出假人的皮肤温度变化规律,然后在建立热传导微分方程模型的基础上建立约束条件,利用非线性规划方法反向求解最优厚度。最后,技术人员通过Lingo软件编写出通用程序,然后计算专用织物各层之间的最优厚度,旨在为高温专用服装设计提供技术支持。

多层高温作业专用服装数学建模分析与设计

针对2018年全国大学生数学建模竞赛A题,本文建立了热防护服的热传导二阶偏微分方程模型。在满足限制条件下建立了约束规划模型,求解出最优防护服厚度。1问题介绍在高温环境中工作,为了保证工作安全,必须穿戴专用隔热装备防止高温伤害,有某三层隔热装备(分别记为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ),其中Ⅰ层与外界接触,三层与皮肤间存在空隙,空隙记为Ⅳ层。

基于有限元方法的高温作业专用服装设计

高温作业专业服是消防工作及金属冶炼工作等高温下工作的必备品。本文使用热传导方程对高温作业专业服装进行建模,基于有限元方法对热传导方程进行求解,设计在不同环境条件下兼顾经济性与实用性的高温作业专业服装。

基于有限容积法对高温专用服装设计的研究

针对高温作业专用服装最优化设计问题,通过分析服装材料的密度、热传导率及厚度等数据,运用了一维定常态热传导、一维非定常态热传导、偏微分方程及离散方程等理论,构建了一维定常态的有限容积模型、一维非定常态的有限容积模型等模型,综合运用了EXCEL、MATLAB、STATA等软件编程、绘图、计算求解,描述出热防护服的温度分布并解决了热防护服设计的最优厚度问题。

高温作业专用服装的多层非稳态热传递模型的研究

文章通过建立数学模型对三层织物材料组成的专业服装进行研究,建立起了多层非稳态热传导模型,并推导出了各层的分析解。文章基于热传导方程及傅里叶定律、牛顿冷却定律,从一层到多层的递推思路,得到各层的热传导方程组,利用分离变量法和乘积解法,推导出二维坐标下温度分布的导热微分方程。最后用ANSYS的有限元分析工具模拟问题的具体情形,对模型的正确性进行验证。

热防护专用服装温度分布模型

本文对热防护专用服装的温度分布进行研究。温度分布视为时间和空间两个维度,我们将温度在时间上的分布划分为非稳态时和达到稳态后的两个状态,在空间上的分布按不同织物材料层划分为五个分布点。首先我们基于傅里叶定律和热能守恒建立环境-服装-皮肤的热传递模型,通过有限差分算法将微分方程近似为差分方程,得到由内而外不同层之间温度的递推关系,最终求得温度分布。

基于热传导模型的高温作业专用服装最优厚度设计

对于高温作业专用服装最优厚度设计问题,通过建立相应热传导模型,使用有限差分方法得到温度分布情况,并针对不同目标层数的优化问题,运用曲线拟合以及基于神经网络的遗传算法进行寻优求解。立足于实验数据,合理利用MATLAB等软件编程,得出在给定环境条件下高温作业专用服装的温度分布及不同要求下的最优厚度。

高温作业专用服装的研究

本文针对高温作业专用服装设计问题,运用集总参数法、双层玻璃传热模型,建立服装材料温度分布模型、最优化模型、温度差分模型。运用MATLAB、LINGO等软件进行模型求解,得出温度与时间函数关系、以及织物材料的最优厚度。考虑到本文对传热方式只考虑热传导方式,故引入补偿系数,减小模型的误差。本模型为高温作业专用服装的设计和成本控制提供可靠的依据。本文还可以用于保温玻璃的保温效果预测、建筑物在冬季保温层的隔热效果预测,且本文的精度较高,得到的预测结果比较准确。

医护专用服装的类别与使用功效

医护专用服装是一种在医院或医学院等特殊领域或场合中穿着使用的服装。使用周期短、清洗消毒维护处理频繁是这类服装的特点,又因与人体直接接触面积大,故医护专用服装在材质上需要具备柔软舒适、透气排汗等亲肤性强的特点,所以这类服装早先使用时全棉类织物所占比重较大,不过近年来一些经过改性处理的、使用牢度可以增加、使用周期可以延长的仿棉类化纤混纺和交织类织物,如涤棉类织物,也进入到这一特殊服装的应用领域。

高温作业服装的热传导数学模型分析

本文针对高温作业专用服装设计问题,运用热量守恒定律和傅里叶定律,建立专用服装温度热传导模型,并给出从热传导方程的求解,和三维温度分布图。当第II层厚度不确定时,结合建立的热传导方程,使用二分法计算出的最优厚度。当第II层和第IV层的厚度不确定时,综合两个变量得到优化模型,并用二分法求解最优厚度,得到最优厚度。结果验证模型具有合理性和优良性。

利用热传导方程研究高温作业专用服设计的数学模型

本文利用热力学知识建立数学模型,研究在实验室环境下,三层隔热材料组成的专用作业服装的隔热效果,计算假人皮肤外侧的温度随时间变化情况。首先根据Fourier试验定律,建立关于温度函数u(x,t)的一维分段热传导方程,使用有限差分法化简该热传导方程,得到有限差分方程组,近似计算原热传导方程的数值解。其次,当第II层厚度不确定时,结合建立的热传导方程,使用二分法计算出的最优厚度。最后进行灵敏度分析对模型的稳定性进行验证,同时确定出当第II和第IV层厚度都不确定时两层的最优厚度。

基于傅里叶定律的高温服装设计中热传递模型的研究

本文通过建立数学模型对三层织物材料组成的高温作业专用服装的设计问题进行研究。运用Fourier transform算法求解偏微分方程从而建立热传导模型,并利用实验数据拟合得到温度的分布图像与函数,得到最后的热传导模型公式。通过求解该模型的数值解,与实验数据进行对比,进行模型检验。

高温作业专业服装设计

高温作业服是高温环境下工作的人们所必须穿着的服装.它主要由三层构成,每层都有隔热效果.高温作业服每层的厚度影响着它的性能.为了降低研发成本,缩短研发周期,每一层的最优厚度需要确定,这是本文所要研究的问题.对高温作业服的四层进行分析,建立每层的偏微分方程形式的热传导模型,求解温度分分布.引进确定决策变量,目标函数(衣服重量),约束条件,建立优化模型.运用Matlab软件,使用遗传算法找到满足约束条件的厚度的最优解.

东华大学“科技+设计”再次飞天! 神舟十二号航天员系列专用服饰体现纺织力量

自2016年神舟十一号发射后,时隔五年,东华"科技+设计"再次陪伴航天员们踏上太空征程2021年6月17日,神舟十二号载人飞船送聂海胜、刘伯明、汤洪波三名航天员上太空,他们将成为空间站天和核心舱的首批"入住人员"。保障航天员太空和地面工作生活全过程的系列专用服装以及空间站任务航天员舱内用鞋都源自东华大学研发设计团队多年的不断创新与耕耘。

特殊服装材料最优厚度研究设计

高温作业专用服装具有多层结构,具有阻燃、隔热等特点。本文建立了多层热传导模型,以最优化层厚为目标,结合热力学第一定律、傅立叶导热定律构建能量平衡方程,建立'人体皮肤-服装-外部环境'的'多层传导模型'。通过求解偏微分方程组计算多层模型的数值解,得到传热模型的温度关于时间、位置的三维分布。根据分布求得各层材料最优厚度。

亚裔和非裔女性运动员在单脚落地动作中的膝关节生物力学特征比较

目的比较亚裔和非裔女性运动员在单腿落地动作中的膝关节生物力学特征。方法招募不同种族背景的大学生业余运动员共10名,并根据种族背景将其分为亚裔组(n=5)和非裔组(n=5)。所有受试者来到实验室后,先更换实验专用服装,并进行5 min热身活动,随后进行单腿落地动作测试:受试者站立在距离测力台边缘一定距离(自身腿长50%)的位置。