两类功能性服装热湿传递数学建模及参数决定反问题
发布时间：2020-12-24 13:51
功能性服装的设计主要是根据对服装保暖、安全、防辐射以及抗压能力等要求,基于织物内部热湿传递的物理学规律,建立合理的数学模型,来优化服装的参数,达到功能性要求.本文首先研究了高温高湿环境下防火服的热湿传递模型,并结合人体烧伤模型,预测了人体皮肤达到各级烧伤的时间.在正问题模型基础上,提出最优决定防火服材料参数的反问题,构造对应反问题的目标泛函并数值求解.此外,以服装的保暖透湿性最佳为目的,利用透湿指数,研究了低温条件下三层纺织材料厚度和孔隙率决定反问题,构造了相应的目标泛函并求解.本文主要由以下几部分组成:第一章,介绍了功能性服装的研究背景和意义、国内外研究现状,并简要概述了本文的研究内容和研究成果.第二章,高温高湿环境下,考虑外界消防水对防火服热传递的影响,在已有热传递模型的基础上,加入湿传递方程,建立了防火服-空气层-人体皮肤系统内改进的热湿传递数学模型.给出系统中相应层与层之间合理的初边值条件,采用有限差分法求解该模型,得到防火服各层织物内温度和水蒸气浓度的分布图.然后,将热湿传递模型与Henriques皮肤烧伤模型相结合,通过计算烧伤积分值,预测了人体皮肤达到各级烧伤的时间.数值...
【文章来源】：浙江理工大学浙江省
【文章页数】：51 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１．防火服－空气层－皮肤系统??
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数决定反问题??５０????＇?＇?????■???４?????????????■?????Ｉ＂＂＂???Ｉ?ｖ＾ｋ？？?｜??妨?—３．５??ｆ７＾?ｉ：：＝Ｊ：??３２?????????????????０１?????????？＇＂＊??????０?５?１０?１５?２０?？５?３０?３５?４０?０?Ｓ?１０?１５?２０?２Ｓ?３０?３５?４０??ＩＨＮ／＊?ＷＮ／８??（ａ）基底层的温度变化?（ｂ）烧伤积分值随时间的变化??图２．５．目标点的温度变化及烧伤积分值随时间的变化??图２．５给出了基底层的温度变化以及烧伤积分值随时间的变化．由图２．５（ａ）可知，皮??肤发生热损伤仅需要２６．１６ｓ；由图２．５（ｂ）可知，皮肤达到一级和二级烧伤的时间分别是??３３．９６ｓ和３５．９０ｓ．上述结果表明，消防员在高温髙高湿环境中的工作时间小于２６．１６?ｓ时，??皮肤不会受到任何热损伤；而当皮肤发生热损伤后，只需７．８０ｓ则会发生一级烧伤．同??时，对比皮肤发生一级烧伤和二级烧伤的时间可知，人体皮肤在发生一级烧伤后，仅需??１．９４?ｓ就能达到二级烧伤．??同样地，以真皮基作为目标点来预测人体皮肤发生三级烧伤的时间，如图２．６所示．??Ｓ３??????＇?＇?＇?＇???＇?２?５?Ｉ???????????■?■?■???｜?｜?Ｈ？ｍ＜｜ＬＭｉｓ１ｎｔｏｇｒａｌ?ｖ？ｏ？?｜??５０?￣７＾??：?／?２?????，?／??：／?５??／??Ｍ?—?一，?ｊ??３２??１?＇?＇?＇?＇?????
【参考文献】：
期刊论文
[1]应用三层热防护服热传递改进模型的皮肤烧伤度预测[J]. 卢琳珍,徐定华,徐映红. 纺织学报. 2018(01)
[2]低温条件下单层纺织材料孔隙率决定反问题[J]. 资菲菲,徐映红,徐定华. 浙江理工大学学报(自然科学版). 2018(01)
[3]基于热湿耦合模型的三层多孔织物厚度决定反问题[J]. 潘启天,徐映红,徐定华. 浙江理工大学学报(自然科学版). 2017(06)
[4]基于服装舒适性的纺织材料设计反问题[J]. 徐定华,葛美宝,陈瑞林. 应用数学与计算数学学报. 2012(03)
[5]防水透湿织物的现状与发展[J]. 周立群,孟家光. 纺织科技进展. 2010(01)
[6]基于人体皮肤热模型的热防护服评价方法研究[J]. 朱方龙,张渭源. 中国安全科学学报. 2007(11)
硕士论文
[1]多层热防护服装的热传递模型及参数最优决定[D]. 卢琳珍.浙江理工大学 2018
本文编号：2935764
【文章来源】：浙江理工大学浙江省
【文章页数】：51 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．１．防火服－空气层－皮肤系统??
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【参考文献】：
期刊论文
[1]应用三层热防护服热传递改进模型的皮肤烧伤度预测[J]. 卢琳珍,徐定华,徐映红. 纺织学报. 2018(01)
[2]低温条件下单层纺织材料孔隙率决定反问题[J]. 资菲菲,徐映红,徐定华. 浙江理工大学学报(自然科学版). 2018(01)
[3]基于热湿耦合模型的三层多孔织物厚度决定反问题[J]. 潘启天,徐映红,徐定华. 浙江理工大学学报(自然科学版). 2017(06)
[4]基于服装舒适性的纺织材料设计反问题[J]. 徐定华,葛美宝,陈瑞林. 应用数学与计算数学学报. 2012(03)
[5]防水透湿织物的现状与发展[J]. 周立群,孟家光. 纺织科技进展. 2010(01)
[6]基于人体皮肤热模型的热防护服评价方法研究[J]. 朱方龙,张渭源. 中国安全科学学报. 2007(11)
硕士论文
[1]多层热防护服装的热传递模型及参数最优决定[D]. 卢琳珍.浙江理工大学 2018
本文编号：2935764
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