文档介绍：高温作业专用服装设计该论文来源于网络,本站转载的论文均是优质论文,供学****和研究使用,文中立场与本网站无关,版权和著作权归原作者所有,如有不愿意被转载的情况,请通知我们删除已转载的信息,如果需要分享,请保留本段说明。摘要:本文以2018全国大学生数学建模竞赛A题为例,研究高温作业专用服装设计。高温专用服装通常由三层织物材料构成,记I、II、III层,其中I层与外界环境接触,III层与皮肤之间还存在空隙,将此空隙记为IV层。本文考虑两种工作情况:一是环境温度65℃、,确定II层最优厚度,确保工作60分钟时,假***肤外侧温度不超过47℃,且超過44℃时间不超过5分钟。二是环境温度80℃时,确定II、IV层最优厚度,确保工作30分钟时,假***肤外侧温度不超过47℃,且超过44℃时间不超过5分钟。针对情况一:根据已知条件,用电学类比热学,建立基于电学的热力方程式的防热服外表温度变化模型。使用基于遗传算法和非线性规划的函数寻优算法,。针对情况二:采用电热类比的优化模型,通过理论推导和数值实验分析环境温度、工作时间等参数对II层厚度、IV层厚度等状态的影响。确定环境温度、工作时间和服装固定厚度系统参数,使II、IV层厚度及假***肤外侧温度尽量小。结合约束条件,使用遗传算法进行最优解逼近,求得II、、。关键词:热传递方程;有限差分法;电热类比;遗传算法;非线性规划的函数寻优算法模型假设: (1)外界环境到人体皮肤表面的热传递过程是一维的。(2)外界环境与防热服外表面之间的热对流和热辐射忽略不计。(3)空隙层之间的热对流忽略不计。(4)防热服各层材料间及防热服与皮肤间的温度分布连续且存在梯度。(5)初始情况下,服装中各层温度为37℃。(6)空隙层中温度分布处于稳态。 II层最优厚度优化模型: 本文中,将防热服两侧初始温度差类比初始电压值,最终温度差类比终止电压值,任意时刻t防热服上温度差比作任意时刻t电容上电压值,防热服各层材料热阻之和比作电容中充电电源电阻,比热容比作电容。转换得到本文中的防热服外表温度变化模型,如公式(1): (1) Tt为任意时刻t防热服上温度差,T0为热服两侧初始温度差,Tu为防热服两侧最终温度差,为防热服各层材料热阻之和,为比热容。结合题目条件,得到关于防热服外表面温度最低的最优化模型,如公式(2): (2) 其中,T为假***肤表面温度,l为II层材料厚度。模型求解:本文采用遗传算法逐步逼近该优化模型最优解。编写遗传算法MATLAB程序,迭代1000次后得到最优解l=,T=℃。可见在此结果下,一小时内,皮肤外侧温度均小于44?C。结果分析:不同时间下多次求解II层最优厚度,发现假人体外表面温度均在4