多层高温作业防护服的导热模型及设计算法

针对高温作业防护服的设计问题,建立了基于傅里叶定律的“外界环境—材料层—空气层—人体皮肤”的非稳态导热模型,给出了适当的初始条件和边界条件,并采用有限差分格式进行离散求解,计算出了高温作业防护服在给定的工作环境条件下,温度的空间分布和时间变化情况。现有的实验数据验证了该模型的有效性。在此基础上,根据二分法完成了热防护服的最优厚度设计,为高温作业防护服的设计提供了合理建议。

基于蒙特卡罗算法的高温作业防护服优化设计

高温作业防护服应具备较好的热防护性和使用性.在降低研发成本的条件下,对高温作业防护服的厚度值进行了优化求解.首先将三维的热传导过程简化为一维问题,立足于傅里叶热传导定律、稳态热传导方程、传热学原理等,建立了一维稳态热传导模型,得到了厚度、时间与温度差之间的关系.利用有限差分法求解出温度分布情况,误差分析结果验证了模型的可靠性.在满足约束条件的情况下,对防护服第2层与第4层厚度的最优设计采用蒙特卡罗算法,可避免陷入局部最优解,降低了研发成本,缩短了研发周期.同时,还可为相关高温作业防护服设计及其衍生产业发展提供参考.

基于有限差分法和遗传算法的高温作业研究

针对高温作业中使用的专用服装,进行了一些理论性的分析与研究。首先,确定外界温度对织物外表层及Ⅰ~Ⅳ各层的热传递类型,找到符合热传递模型的计算公式,根据放出热量和吸收热量相等,利用有限差分法分层计算出各层织物每秒温度变化量,得到温度分布。其次通过对蒙特卡洛方法和遗传算法进行反向求解得出防热服其中一层的最优厚度。最后运用粒子群优化算法,计算出防热服其中两层的最优厚度。

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。

基于遗传算法的高温作业服装传热分析

针对高温状态下,高温作业服装内热量传递规律,从热传导和热对流两种传热方式出发,建立高温作业服装的导热模型;借助有限差分法,对模型进行离散化;通过遗传算法,对模型进行求解,给出了穿着高温作业服装进行高温作业时,人体外侧温度变化情况,为该类服装的设计提供了参考。

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。

利用MATLAB设计并预测高温作业专业服装的最优厚度

为了保证高温环境下工作人员的安全,设计避免灼伤且轻便的专用隔热服装的需求越来越强烈。相比于日常普通防晒服,高温作业所用的隔热服具有更复杂的性能要求。因此,利用MATLAB建立三维立体图模拟假人的人体构造,针对外界环境温度的变化,在服装规定厚度范围内预测了假人皮肤温度关于时间的变化,然后针对所得数据进行残差检验,提高预测精度达到95%,进而利用估算方法求极值确定专用服装的最优厚度。

基于遗传算法对高温作业专用服的优化设计

针对高温作业专用服的设计,通过有限差分法和偏微分方程理论构建了多层织物材料温度分布模型、单层厚度优化模型和基于遗传算法的优化模型,在保证工作人员安全性的前提下(不超过47℃,控制44℃时长)以此来确定防护层的最优厚度。研究表明:最后得出的计算结果具有稳定性,对拟合结果与实际数据差异性进行检验,两者的关联程度较高。

高温作业专用服的设计与优化

针对高温作业专用服,建立关于热传递的数学模型,研究其设计优化问题.通过对热传递过程及热传递方式进行分析,利用不同材料的参数值,结合热方程式建立数学模型,解决高温作业专用服在不同环境温度及作业时间要求下的设计与优化问题.模拟出了温度在时空分布上的示意图,解出了不同时刻不同位置处材料温度的分布情况.