基于图像处理技术的热防护服参数设定算法

对高温环境下经过热防护服传热到假人皮肤的整个热传导问题进行分析,建立热防护服各层厚度测量方法的数学模型。假定在皮肤外侧温度与时间关系的数据已知情况下,运用MATLAB软件,对皮肤温度与时间关系数据进行拟合,得到的拟合方程,绘制出整个传热模型过程的温度分布图;基于傅里叶定律和由能量守恒定律求得热平衡方程,计算出人体防热材料各层的最优厚度。该模型可作为高温坏境下测量热防护服各层厚度、预测人体热生理参数、评估舒适度和热传导实验的依据。     

基于热传导定律的高温作业服装设计研究

针对高温作业专用服装设计的问题,借助热传导偏微分方程对假人皮肤外侧随时间变化的温度进行求解,然后运用遗传算法和粒子群算法相结合对服装材料层最优厚度进行寻优.综合运用了Matlab、STATA及LINGO等软件编程求解,得出了在给定环境下热防护服不同层次的温度分布表以及在不同的限制条件下达到目标防护效果的最优厚度.     

基于热传递数学模型的高温作业服织物厚度设计

针对高温作业服的第Ⅱ层防水层和第Ⅳ层空气层的厚度选取问题,建立三层织物-空气层-假人皮肤层的热传递模型,采用有限差分法求解模型的偏微分方程并利用MATLAB数学软件进行计算,得到三维温度分布图;在假设的约束条件下确定了第Ⅱ层防水层和第Ⅳ层空气层的最优厚度分别为19. 06和5. 78 mm。     

高温作业专用服装设计的数学模型研究

在不同的环境温度条件下,利用热传导模型、约束模型等数学模型,研究高温作业专用服传热到假人皮肤的过程中,服装温度的3维立体分布及最优厚度等相关问题.研究的结果对高温作业领域防护的生产实践有一定的理论指导意义.     

高温环境中发汗暖体假人的热生理数值模型

在工业生产、安全防护等领域当中,研究在高温环境中人员与环境间的相互影响具有重要的意义。使用可以模拟人体发热、发汗的暖体假人,可开展人体与环境之间热湿交换模拟研究,以及开展高温环境服装防护性能测试。该文建立了一个基于20分区发汗暖体假人设备的多分区多层传热数值模型,通过实验等方式确定各分区的各项热物理参数,建立热平衡方程组,实现对假人在给定环境中的温度变化以及与服装相互作用的过程。将模型计算结果与实验测试数据对比验证其有效性,在常温和高温范围内的一致性良好。此数值模型可以作为开展高温环境中假人实验的前期计算工具,实现对温度变化和服装性能的快速预测。     

基于热传导方程模型对高温防护服装的设计研究

消防员在进行近火作业时所装备的防护服装通常由三层织物材料构成。文章基于热传导方程的模型,对高温环境下经过热防护服传热到假人皮肤的整个热传导模型进行研究。通过研究温度分布,运用偏微分方程、遗传算法计算得出隔热层的最优厚度,并且考虑各方面因素,对防护服的设计提供一个最优方案。     

基于非线性优化的高温隔热服参数的研究

根据一维热传导方程,把保持37℃恒温的模拟假人放入75℃的高温下,对隔热服厚度参数与假人体表温度进行分析,建立了简单实用的非线性的优化模型,并在其它温度条件下,当满足劳动者体表温度介于44℃到47℃的时长不超过5min的约束条件时,对数据采用Richardson差分形式分析,借助MATLAB对实测数据进行仿真,在百分之一的精度要求下,得出了不同工作时长下防护服厚度的最优取法,对不同温度要求下防热服的设计具有一定的参考价值。     

基于多刚体假人模型的道路交通事故仿真研究

以多刚体动力学为基础.结合人车碰撞事故特征,建立多刚体假人模型,利用PC-crash对模型进行模拟仿真,得到头、胸、骨盆等人体各部分与损伤有关的运动学参数,并通过真实事故进行验证.结果表明,15关节、16刚体的假人模型能较真实地反映车辆正面撞击时行人的运行轨迹和伤害程度.     

客车侧翻碰撞中安全带对乘员损伤的影响分析

参照欧洲ECE R66法规要求,建立客车侧翻仿真模型及其乘员约束系统模型。利用LS_DYNA软件对客车侧翻碰撞试验和客车座椅动态试验进行模拟分析,并与试验结果进行对比,结果表明,有限元模型具有较高的精度。将4个HybridⅢ50%男性假人模型放置在客车最薄弱的车身段座椅上。对客车侧翻过程中,3种约束条件(无安全带、两点式安全带和三点式安全带)的乘员损伤情况进行分析。研究结果表明:无安全带约束时,假人头部和颈部将受到严重损害;两点式安全带和三点式安全带对于所有假人颈部及胸部的保护效果相近;两点式安全带能有效降低大部分假人的头部损伤风险,但碰撞侧外侧假人头部损伤值仍较高。     

新型出汗假人"Walter"与"一步法"测量原理

新型假人“Walte”是一个用水和特种织物设计制造的出汗暖体假人系统，其内部采用水循环系统模拟人体的血液循环系统来实现人体的发热和温度分布特性，采用微孔膜复合织物模拟皮肤来实现人体皮肤的出汗特征。因其具有独特的结构和工作原理，实现了无任何假设条件的“一步法”测量方式来测量服装的两大热舒适性指标：热阻和湿阻。实验证明该系统设计是成功的，工作是可靠的。     

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。     

影响气体冷却服热舒适性因素的实验

采用真人实验的方法,研究人上体躯干穿着气体冷却服时衣内微空间气候参数及上体躯干皮肤温度受环境温度、劳动强度和通气量变化的影响。结果表明:环境温度是影响衣内空间空气温度、湿度及皮肤温度的最主要因素;体表及衣内空间汗液蒸发吸热是影响衣内空间空气温度、湿度及皮肤温度的重要因素;影响体表汗液蒸发的主要因素是体表气流速度、劳动强度及通入压缩空气水蒸气分压力;增大压缩空气通气量对衣内空间空气温度、湿度及皮肤温度无显著影响。实验证明,该型气冷服能将人体皮肤温度控制在舒适范围内,对人体热舒适性具有一定程度的改善作用,但气冷服结构、压缩空气管及开孔布局有待改进,以充分利用汗液蒸发吸热作用,提高气冷服的降温效果。     

基于热传导方程对高温防护服装的优化设计

针对高温防护服装的优化设计,首先,将体温恒为37℃的假人放入75℃环境中,基于一维热传导和有限差分方法,构建温度分布仿真模型,分析隔热服每层材料的温度分布.其次,当环境温度发生变化,为控制假人皮肤温度介于44℃至47℃的时间不超过5 min,基于牛顿冷却定律和遗传算法,建立非线性优化模型,综合运用MATLAB,COMSOL等软件,得到外界温度为65℃时的第Ⅱ层最优厚度区间以及外界温度为80℃时的Ⅱ,Ⅳ层最优厚度区间,为设计不同工作环境的隔热服提供了参考性建议.     

矿用应急降温服降温性能实验研究

介绍了矿用应急降温服的结构、降温原理及技术参数,并在矿井热环境模拟实验室利用暖体出汗假人、人体微气侯温度采集系统对其进行了降温性能实验研究。     

利用神经网络计算四苯硼酸铷由水至直链一元醇中的标准迁移热力学函数

以二元系实验数据为基础 ,利用反向传播算法训练神经网络 ,构造 Rb BPh4由水至直链一元醇中的标准迁移热力学函数与温度及碳原子数的关系模型 ,并对各种热力学函数进行预报 .将计算结果与实验结果、文献值进行比较 ,讨论热力学函数的变化规律 .     

皮肤传热的双相位滞后模型

为了研究皮肤组织传热过程中的非傅里叶特性,采用双相位滞后生物传热模型分析了皮肤组织的传热过程,对典型案例进行了详细分析,并与Penness模型、热波模型进行了比较.研究结果表明:Pennes模型、热渡模型与双相位滞后模型的生物传热预测结果存在很大差异;不同的双相位滞后模型给出了相似的结果;热松弛时间参数对温度和热损伤有较大影响.研究结果可望对医学中热问题的研究,尤其是临床皮肤热治疗方法的改进,起到积极的推动作用.     

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。     

Q6儿童假人颈部有限元模型的建立与验证

运用逆向工程方法获得Q6儿童假人颈部几何模型并对其进行合理的网格划分,得到具有良好细节和较高精度的颈部有限元模型.通过参数敏感性分析,确定该颈部模型需要优化的材料参数,以真实假人颈部标定试验结果为基准,采用曲线匹配算法对相关材料参数进行正向和侧向标定试验,在2种工况下,对Q6儿童假人头部角度和力矩进行多目标优化,通过空间缩减序列的响应面优化方法经多次迭代得到优化结果.仿真结果表明,该有限元模型较好地满足了Q6儿童假人颈部的标定要求.     

热分层湍流计算机模拟的数学模型研究

以湍流标准k－ε模型为基础,综合考虑代数应力模型（ASM）及湍流热流输运方程,建立了热分层流动的热浮力湍流修正数学模型。理论及在液纳空腔内的热分层湍流计算机模拟中的应用表明,该模型在一程度上反映了由于流动过程中温度不均而导致的各向异性特征,并为解决热分层流中温度随时间变化的计算机模拟难题提供了一个较为简单、稳定的模型。     

附加相变材料层的热防护服装传热数值模拟

火灾高温环境中,作业人员穿着防护服装可有效减小热压并提高着装舒适性.本文构建了模拟火灾环境下含相变材料的多层火灾安全防护服的传热模型,并利用热防护性能测试装置对模拟结果进行验证,计算与实验结果吻合良好.同时利用模型结果研究了防护性能与相变材料的熔点及相变层在服装层中的配置关系.研究发现与一般多层消防服相比,含相变材料层消防服在高温火灾环境下具有较好的防护性能,所选PCM的热物理属性,尤其是含PCM织物层在多层服装各层中的布置对服装防护人体皮肤烧伤性能影响较为显著.