基于暖体假人的热环境下人体安全评价

工业生产中的高温作业以及应急救援中的消防灭火等,对高温环境中的人体安全防护研究提出了需求。该文建立了将热生理反应理论计算与人体模拟实验相结合的高温环境人体安全评价方法。应用高温实验舱和红外热辐射板建立高温实验环境,应用理论模型实时计算出与热环境相对应的所需出汗率和体温的变化,应用NEWTON暖体假人模拟人体被动升温、显性出汗的交互过程。在热辐射温度为30~40℃的热环境中,研究人体体温、出汗率的变化,并从体温过高、出汗脱水两个角度判断人体所处的安全状态。结果表明,该方法能够模拟人体在高温环境下的热生理响应,并对人体安全情况作出评价。     

暖体出汗假人系统的研制

研制了一种新型的暖体出汗假人系统。从其系统构成、工作原理、本体构造、出汗模拟系统、技术实施效果等方面加以了介绍。     

暖体假人内部热损失率的试验研究

通过对暖体假人热平衡原理的阐述及散热影响因素的分析,提出产热率可作为评价暖体假人性能的一个综合指标,而由假人内部与表层温度差产生的内部热损失率是假人总体散热率中不可忽略的一部分。通过对一定条件下人体和假人散热率的计算、比较,得出内部热损失率与温度的关系式和暖体假人产热率的计算补偿方程。     

暖体假人裸体试验研究

暖体假人是研究服装舒适性的一个重要设备,表面空气隔热值是评价其性能的主要指标之一.通过对暖体假人多组裸体试验结果的分析,讨论了假人试验设备的测试精确度、重复精度及其影响因素,得出环境温度与空气隔热值之间的关系.     

暖体假人着装试验研究

通过对暖休假人着装试验结果的分析,定量评价了服装的隔热性能,探讨了环境因素对服装隔热值的影响,指出应用暖休假人测试服装隔热值具有较高的精度和分辨率,选择合理的试验方案是获得真实准确试验结果的基本保证.     

应用暖体假人测试服装热阻

服装热工性能的实验研究在国外开展得较早也较深入，研究手段也是多种多样．近年来暖体假人已开始用于成套服装的热工性能研究．文中探讨了在国内应用暖体假人的途径和方法，分析了暖体假人用于服装热阻测试的原理和相关条件，指出用暖体假人测试服装热阻是一种可靠而简便的方法．     

三种工况下裸体状态数值假人的热传递模拟

为了探索一种能够取代暖体假人现场实验的有效途径,建立数值气候室,利用计算流体动力学(CFD)的数值模拟方法,在送风温度为20℃、速度为0.05m/s工况下,对数值假人体表自然对流边界空气层的温度、速度场分布及热传递属性参数进行模拟,然后在送风温度为20℃、速度分别为0.15和0.50m/s工况下,对室内混合对流的温度场和速度场以及热传递属性参数进行模拟.研究表明模拟结果具备很高的可靠性.     

基于暖体假人实验的防刺服热阻和湿阻研究

为有效提高防护服装舒适性、降低人员体力消耗、加快人体防护装备研制与开发,开展了利用出汗暖体假人测量防刺服在不同环境下的热阻与湿阻特性的研究.根据国际标准,假人只适用于常温环境下服装的热阻和湿阻测量.对原有热阻模型进行修正,结合热电偶测量方法以及暖体假人测量技术,实现高温下防刺服热阻和湿阻测量.在温、湿度可控制的气候室内,设置不同环境工况,获得两套防刺服的热阻和湿阻特性,比较了不同防刺基板材料对防刺服热阻和湿阻的影响,以及防刺服不同部位热阻和湿阻的差异.实验结果表明,防刺服热阻随着温度升高而降低;而湿阻随着环境温度升高而增大,随着湿度增加而减少.      

舱外航天服试验用暖体假人的研制与性能分析

研制了一种新型易拆装结构且具有多种测量模式的暖体假人,实现了针对舱外航天服特殊穿着条件下的试验测量.介绍了该暖体假人的设计原则、结构特点和拓展功能.试验表明,在不同测量模式和环境设定下,该暖体假人都具有良好的动态响应特性和测量精度.     

人体着装热调节及其评价

介绍人体着装后的热调节功能,散热模型分类及关于暖体假人模型设计,隔热热阻计算,并分析该模型的使用条件及局限性。     

汽车车内热环境研究的现状和发展

对汽车车内热环境的现状和发展进行了综合性的介绍,阐述了现有车内热舒适性评价的客观局限性,提出了车内热环境主观评价模型的影响因素,概括了车内热环境的控制、数值模拟、试验以及研究趋势。     

中厚、薄板快速电弧焊热循环数学模型

从电弧焊热源(电弧)在中厚、薄板对接焊时以一定速度匀速移动的实际情况出发,建立了比较适用的焊接热影响区的热循环方程,并根据焊接热影响区中某点的t8/5(或t8/3)在焊接条件不变的前提下和该点与热源的距离基本无关这一事实,推导出不含被焊材料的定压比热容、热导率、密度、热扩散率等物理性能以及焊接热输入、焊接速度和板厚等参数,只含有热循环峰值温度Tmax、焊件初始温度T0及t8/5(或t8/3)等参量的热循环数学模型,从而简化了计算,方便了应用.     

平流层飞艇太阳能电池热性能数值模型

平流层飞艇太阳能电池的温度对电池转化效率有着显著的影响;同时在正午时分可能对飞艇蒙皮以及内部浮升气体的温度造成不利的影响,并恶化飞艇的"超热"、"超压"现象。因此,很有必要对平流层飞艇太阳能电池热性能进行分析;但是相关研究却不是很全面。建立了平流层飞艇太阳能电池热性能分析数值模型,包括太阳能电池的太阳辐射模型、多层热传递模型。基于该数值模型,开发了MATLAB仿真程序。设计并开展了飞艇太阳能电池温度地面测试试验,对所建的热模型进行了验证。在研究过程中,分析了太阳能电池在一天内的温度变化情况。此外,详细讨论了日期、隔热层、太阳能电池外部封装层透波率以及风速等因素对于太阳能电池温度的影响。可以为平流层飞艇太阳能电池的设计提供有用的参考信息,为平流层飞艇热控制及热设计提供依据。     

高温下岩石力学性质的数值试验研究

考虑岩石细观组构的不同,采用随机非均匀介质热弹性力学模型和有限元分析方法。进而,仅考虑热膨胀系数为随机介质,在平面应变模型下,并进行了岩石热破裂的数值试验,以花岗岩为样本,对均匀分布、正态分布、韦泊分布等三种随机分布下弹性模量和泊松比引起的岩石破裂门槛温度值的变化作了详细研究,揭示了弹性模量和泊松比对岩石热破裂门槛温度值％的变化规律。     

船舶机舱内热环境数值模拟

采用计算流体力学的方法对已有机舱热环境进行数值模拟,使用计算流体力学软件FLUENT对机舱内温度场与速度场的三维分布进行数值计算,根据计算结果提出机舱通风的改进意见.研究结果可为船舶机舱通风系统设计提供理论依据,并对优化设计具有指导作用.     

剧烈变温环境下保温材料除湿过程数值模拟

基于Darcy渗流扩展模型,并结合体积平均假设构建能量及质量守恒方程,模拟剧烈变温环境下保温材料的除湿过程.分别采用相对湿度20%(24℃)及干空气两种送风方式对该种保温材料的对流除湿过程进行数值模拟,进而讨论不同时刻温度、水蒸气浓度、液态水及冰的变化规律.研究表明,Darcy渗流扩展模型可以较好地反映出多孔保温材料在表面气流冲刷条件下其内部水蒸气的非线性流动特性,同时两种送风方式均可有效降低多孔保温材料因剧烈温变而引起的水分积聚,其相应的除湿率可分别达到70%和90%.     

保温管道数值模拟及机器学习预测模型

通过模拟保温管道内流体的热传递过程,分析管道外径和保温层的热导率、密度、比热容、厚度对保温性能的影响规律,并使用机器学习对模拟所得数据进行训练,从而得到不同因素对保温性能的影响比重。结果表明,各参数特征中,管道外径占比39%、热导率占比37%、厚度占比13 %,密度及比热容两者共占比11%,故在影响管道保温性能的各因素中,管道外径、热导率、厚度占主要地位。各参数对保温性能的影响规律不同,多因素共同作用下,难以找到一个统一的函数模型来表达各参数对保温性能的影响规律。基于仿真模拟大量数据,利用机器学习建立预测模型,输入对应的参数即可预测相应的结果,该模型准确率达到99%,可以对实际应用进行指导。     

水平井热力采油的数学模型

为了更好地利用水平井技术开采稠油，利用热工水力学方法建立了水平井的数学模型，并将其与三维油藏热采数学模型相耦和，研制出了水平井热力采油的数学模型。实际油藏的计算结果表明，该模型与一般的等压线源模型相比，能更真实地反映水平井的动态特性，并能对水平井井长、吞吐周期、射孔位置等进行优选，为利用水平井技术开采稠油提供更可靠的理论依据。     

高地温隧道隔热层方案优化设计及应用——以尼格隧道为例

为优化高地温隧道隔热层的设计及应用方案,以红河州建(个)元高速公路尼格隧道为工程背景,采用正交试验及数值模拟相结合的方法,研究了隧道风速、导温系数、围岩温度和隔热层的厚度对隧道内环境温度的影响。结果表明：夹心式硬质聚氨酯泡沫塑料隔热层对降低高地温隧道内环境温度有显著的作用,影响隧道内环境因素的顺序为隧道内风速、围岩温度、导温系数和隔热层的厚度;导温系数为0.02 W/(m·K)、厚度为5 cm的隔热层敷设方案,可将尼格隧道内的环境温度控制在31.45℃以下。该研究结果可为优化高地温隧道的隔热层设计提供参考。