基于热传递方程和目标规划的高温服装设计
研究目的 为了研究高温服装的导热性，开展假人温度分布实验，将问题转化为一维复合介质传热问题，建立数学模型，模拟假人皮肤外侧温度变化情况 给定I层和IV层厚度及各层参数，求解问题 问题描述 在高温环境下工作时，人们需要穿着专用服装以避免灼伤 服装有三层织物材料构成，记为 \(I\) 层， \(II\) 层， \(III\) 层。 \(I\) 层与外界环境接触， \(III\) 层与皮肤之间存在间隙，记为 \(IV\) 层 开展假人温度分布实验 \(II\) 层厚度 \(6mm\) ， \(IV\) 层厚度 \(5mm\) ，工作时间90分钟 环境温度 \(75\) ℃，假人体内温度控制在 \(37\) ℃ 测量得到皮肤外层温度随时间的变化 (1s采样，0s-5400s) 建立数学模型，计算温度分布(温度在不同时空的分布) 已知条件 皮肤外层温度随时间的变化 (1s采样，0s-5400s) 背景知识 热传递包括热传导，热对流，热辐射 热传导：微观粒子热运动而产生的热能传递，固、液、气内部传热均存在热传导，主要基于傅里叶定律计算。 热对流：由流体宏观运动引起的热量传递过程，主要考虑流体与物体接触面的热交换，基于牛顿冷却公式计算。 热辐射：物体通过电磁波传递能量，可发生在任何物体中。 导热问题边界条件： 令 \(T(x,y,z,t)\) 为物体温度分布函数， \(Γ\) 是物体边界曲面