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基于高温防护服设计的数学模型研究 预览
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作者 李婧媛 马梓健 汪承映 《电子制作》 2019年第14期88-90,96共4页
当前,对于热防护服的研究主要集中在热防护服的新型测试方法;服装热防护性能预测模型;新兴材料在热防护服装上的应用等。本文通过研究高温环境下工作人员着防护服以避免灼伤出发,按照热量是在防护服及皮肤中进行传递的原理,通过建立数... 当前,对于热防护服的研究主要集中在热防护服的新型测试方法;服装热防护性能预测模型;新兴材料在热防护服装上的应用等。本文通过研究高温环境下工作人员着防护服以避免灼伤出发,按照热量是在防护服及皮肤中进行传递的原理,通过建立数学模型的方法解决高温防护服的设计方案。利用对微分方程作有限差分离散化处理,建立温度分布对时间和空间的函数,采用矩阵拼接进行计算,确定了防护服中各织物层的温度分布,为防护服的设计提供科学的指导。 展开更多
关键词 高温作业服 导热微分方程 差分方程 方差 最优解 查询算法
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基于一维非稳态热传递模型的高温作业专用服饰 预览
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作者 蒋钰玲 魏思婕 李昂 《企业科技与发展》 2019年第6期103-104,共2页
文章基于传热学原理,利用一维非稳态热传递过程模型,对热防护服的初始条件和边界条件进行讨论,通过偏微分方程得到温度的分布关系;利用变步长搜索法遍历II层厚度值,得到最优厚度值;最后遍历出若干组满足约束条件的Ⅱ层、Ⅳ层厚度值,通... 文章基于传热学原理,利用一维非稳态热传递过程模型,对热防护服的初始条件和边界条件进行讨论,通过偏微分方程得到温度的分布关系;利用变步长搜索法遍历II层厚度值,得到最优厚度值;最后遍历出若干组满足约束条件的Ⅱ层、Ⅳ层厚度值,通过综合评价求解出最优的Ⅱ层、Ⅳ层厚度。 展开更多
关键词 导热微分方程 有限差分法 多目标优化 变步长搜索
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基于热防护服温度分布的数学模型建立 预览 被引量:2
3
作者 张烨 张晓 +1 位作者 惠欢欢 慕涛涛 《科技风》 2019年第8期59-59,61共2页
本文针对热防护服的温度分布问题,建立多层平壁模型,对热防护服的温度分布进行求解。首先利用导热微分方程得出三类边界条件,然后建立多层平壁模型,最后结合三类边界条件,得出求解温度分布的微分方程并在MATLAB软件绘制出各层温度分布... 本文针对热防护服的温度分布问题,建立多层平壁模型,对热防护服的温度分布进行求解。首先利用导热微分方程得出三类边界条件,然后建立多层平壁模型,最后结合三类边界条件,得出求解温度分布的微分方程并在MATLAB软件绘制出各层温度分布图。测试数据表明,本文方法解决了多径向导热问题,准确度更高,可直接服务于高温作业中的作业人员,具有较高的现实意义。 展开更多
关键词 高温作业 温度分布 导热微分方程 多层平壁模型
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基于多层平面壁热传导模型的高温作业专用防护服优化设计研究 预览 被引量:2
4
作者 沈禹 岳梦玲 鲍文岚 《化工管理》 2019年第2期104-105,共2页
本文围绕高温作业专用防护服优化设计问题,建立了多层平面壁热传导模型,使用温度场的集中参数法,结合导热微分方程与傅里叶定律实现了对高温作业专用防护服优化设计问题的求解。首先我们将防护服受热过程分成非稳定热传递和稳定热传递... 本文围绕高温作业专用防护服优化设计问题,建立了多层平面壁热传导模型,使用温度场的集中参数法,结合导热微分方程与傅里叶定律实现了对高温作业专用防护服优化设计问题的求解。首先我们将防护服受热过程分成非稳定热传递和稳定热传递两个过程,结合稳定状态时隔热服热传导率处处相等的物理规律求出稳态时各层温度。接着优化热传导模型,将人体看作是一层特殊的隔热系统,应用傅里叶定律以及已建立的多层平面壁热传导模型进行数据求解。该模型不仅适用于化工隔热服的设计问题,而且适用于其他具有热力学性质的多层平面壁热传导问题。 展开更多
关键词 多层壁传热模型 傅里叶定律 导热微分方程 双参数问题
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基于集中参数法的高温防护服最优温度研究 预览
5
作者 刘康 《科技与创新》 2019年第16期29-30,共2页
在高温环境中,热防护服作为保护作业者的一道屏障,如何在节约材料的前提下最大化提高隔热性能显得尤为重要。基于高温环境下防护服内的非稳态传热,建立了一维、常物性、无内热源、非稳态的导热微分方程组,通过集中参数法的定性分析,对... 在高温环境中,热防护服作为保护作业者的一道屏障,如何在节约材料的前提下最大化提高隔热性能显得尤为重要。基于高温环境下防护服内的非稳态传热,建立了一维、常物性、无内热源、非稳态的导热微分方程组,通过集中参数法的定性分析,对数据进行了仿真拟合,进而确定了最外层的边界条件,由显式差分方程求解得出最外层的温度分布,依次逐层递推,综合完成了对热防护服温度场的数学描述,得到了热防护服各层的温度分布,用MATLAB求解绘制了温度分布的三维可视化界面。 展开更多
关键词 集中参数法 显示差分 导热微分方程 温度分布
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超级电容器大电流充放电温度场和安全性分析 预览 被引量:1
6
作者 李宇 杜建华 +2 位作者 皇甫趁心 涂然 张认成 《储能科学与技术》 CAS CSCD 2018年第1期108-113,共6页
超级电容器在进行大电流的充放电过程中,内部会迅速产生大量的热量,温度过高会引发安全事故. 本文采用有限元热分析方法,首先通过剖析卷绕式超级电容器的结构组成,对结构进行假设简化,再分析非稳 态导热微分方程,建立了三维有限元热分... 超级电容器在进行大电流的充放电过程中,内部会迅速产生大量的热量,温度过高会引发安全事故. 本文采用有限元热分析方法,首先通过剖析卷绕式超级电容器的结构组成,对结构进行假设简化,再分析非稳 态导热微分方程,建立了三维有限元热分析模型.本文研究在常温(25℃)下,以20 A 电流对超级电容器进 行充放电,得到超级电容器内部的温度分布云图,核心区温度最高,负极柱区域温度比正极柱区域温度高;选 取超级电容器的正极柱、负极柱和内部核心区域作为观测点,改变电流大小,观测温度随时间变化的情况;增 大充电电流,当充电电流一定时,内部核心每升高100℃所需要的时间在逐渐减少;随着充电电流的增大,可 以看到超级电容器内部核心升温加快.当超级电容器以瞬时大电流工作时,内部核心可以在较短的时间内达到 几百摄氏度,应当采取降温措施避免安全事故发生. 展开更多
关键词 超级电容器 大电流充放电 有限元热分析 导热微分方程 温度场
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非稳态导热基于温度梯度的本征正交分解降维方法 被引量:1
7
作者 冯俞楷 杜小泽 杨立军 《中国科学:技术科学》 CSCD 北大核心 2018年第1期39-47,共9页
利用本征正交分解(POD)方法处理温度场是实现非线性热流过程降维的有效途径.目前大部分POD算法研究,是从温度场构成的瞬态图像中提取POD基函数,结合Galerkin投影法建立低阶模型;或者对数值计算方法采用的方程组进行POD分解或SVD分解,... 利用本征正交分解(POD)方法处理温度场是实现非线性热流过程降维的有效途径.目前大部分POD算法研究,是从温度场构成的瞬态图像中提取POD基函数,结合Galerkin投影法建立低阶模型;或者对数值计算方法采用的方程组进行POD分解或SVD分解,以建立低自由度的方程组,达到降维的目的.与传统的POD方法不同,本文以优化POD解的梯度为目标,从温度场的梯度中提取出最优正交基.结合Galerkin投影法,建立了二维、常物性、非稳态导热微分方程的POD-Galerkin降维模型,研究了各个边界条件下导热微分方程的降维算法的精度.结果表明POD解保持0.1%以下的相对偏差,而平均求解时间从原来的1.64 s降低到0.02 s. 展开更多
关键词 温度梯度 导热微分方程 本征正交分解 Galerkin投影法
火灾条件下电缆绝缘失效预测模型研究 预览 被引量:1
8
作者 李强 张佳庆 +2 位作者 任士敬 李金梅 王威 《消防科学与技术》 CAS 北大核心 2017年第2期275-280,共6页
通过物理模型简化方法、导热微分方程数值求解、模型输入参数确定等研究,建立了火灾条件下电缆绝缘失效预测模型,并进行模型验证试验。将电缆内部结构简化为一维三层物理模型,给出简化后电缆物理模型内部结构参数计算方法;通过基本... 通过物理模型简化方法、导热微分方程数值求解、模型输入参数确定等研究,建立了火灾条件下电缆绝缘失效预测模型,并进行模型验证试验。将电缆内部结构简化为一维三层物理模型,给出简化后电缆物理模型内部结构参数计算方法;通过基本假设构建表征电缆内部温度分布的导热微分方程式,建立以混合层热扩散系数、火场环境温度变化和电缆绝缘失效温度为输入参数的电缆绝缘失效预测模型,并给出了模型计算输入参数的确定方法;采用ZR—YJV电缆在SDR-1型电缆热辐射实验炉中开展实验,获得电缆绝缘失效温度、绝缘失效时间和环境温度变化过程;实验结果表明,预测模型计算绝缘失效时间的相对误差较小。 展开更多
关键词 电缆绝缘失效 预测模型 导热微分方程 热辐射 失效温度
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基于不同环境温度对混凝土水化热的影响 预览 被引量:1
9
作者 孙亭亭 马锋 +1 位作者 张建飞 胡澎涛 《唐山师范学院学报》 2017年第2期40-42,共3页
对于多跨超静定桥梁结构来说,温度荷载的变化也是引起其内力变化的重要因素。通过建立不同坐标系下的导热微分方程,分析不同温度对混凝土水化热的影响。结合具体工程实践对桥梁薄壁桥墩的分析,通过建立有限元模型对比环境温度分别在3... 对于多跨超静定桥梁结构来说,温度荷载的变化也是引起其内力变化的重要因素。通过建立不同坐标系下的导热微分方程,分析不同温度对混凝土水化热的影响。结合具体工程实践对桥梁薄壁桥墩的分析,通过建立有限元模型对比环境温度分别在30℃和10℃下的水化热温差,计算出其最高可达11.470℃,以此为基础探讨其在不同环境温度下的影响。 展开更多
关键词 导热微分方程 有限元 水化热 温度应力
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高性能钢筋混凝土板在变化温度场下的性能研究 预览
10
作者 王宗泽 王丹丹 +1 位作者 戴智彪 薛美慧 《中国科技信息》 2016年第13期71-72,共2页
高性能钢筋混凝土板在抵抗拉弯、压弯方面表现出明显的力学优势,一般被制作为楼板进行工程应用。当混凝土板内部有非稳定温度场存在时,特别是有外部温度场的传入,板的力学性能会有显著的变化,其中最主要的问题就是温度场的变化以及温度... 高性能钢筋混凝土板在抵抗拉弯、压弯方面表现出明显的力学优势,一般被制作为楼板进行工程应用。当混凝土板内部有非稳定温度场存在时,特别是有外部温度场的传入,板的力学性能会有显著的变化,其中最主要的问题就是温度场的变化以及温度场在高性能混凝土板中的传递机制。本文研究高性能钢筋混凝土板温度场的解析解以及温度场的变化特点。 展开更多
关键词 钢筋混凝土板 导热微分方程 高性能混凝土 传递机制 解析解 板内部 拉氏变换 模型分析 热导 时间-温度曲线
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基于解析方法和有限元联合仿真方法的补偿脉冲发电机温度场计算 预览 被引量:2
11
作者 朱博峰 肖凯 王昊泽 《电机与控制应用》 北大核心 2015年第7期20-25,共6页
针对补偿脉冲发电机(CPA)分析了电机的内生热源,采用解析方法,推导了适用于CPA传热的常物性一维非定常、非齐次柱坐标系导热微分方程解析解,求得了辐射-导热复合换热(边界条件非线性)的数值解。在此基础上,利用基于有限元法的机电... 针对补偿脉冲发电机(CPA)分析了电机的内生热源,采用解析方法,推导了适用于CPA传热的常物性一维非定常、非齐次柱坐标系导热微分方程解析解,求得了辐射-导热复合换热(边界条件非线性)的数值解。在此基础上,利用基于有限元法的机电磁热联合仿真方法,分析了CPA放电电磁场特性,计算得到了CPA放电典型损耗,求解了CPA在单次脉冲放电后的温度场分布及温度变化情况,并分析了联合仿真较之经典求解方法的优越性。研究成果为CPA的热控优化设计提供了重要参考。 展开更多
关键词 补偿脉冲发电机 热分析 导热微分方程 解析解 复合换热 联合仿真
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三维球、柱坐标系下导热微分方程的离散求解 预览 被引量:1
12
作者 贾欣鑫 徐明海 +3 位作者 胡国华 刘娟 路辉 梁卓 《重庆理工大学学报:自然科学版》 CAS 2014年第1期33-37,48共6页
根据柱坐标系与球坐标系的导热微分方程式推出了导热微分方程在球坐标系、柱坐标系上的三维高精度数值求解离散公式,并与解析解进行对比,验证了该离散公式有较高的精确度.在球坐标系下离散θ扩散项时,运用积分第一中值定理成功处理了复... 根据柱坐标系与球坐标系的导热微分方程式推出了导热微分方程在球坐标系、柱坐标系上的三维高精度数值求解离散公式,并与解析解进行对比,验证了该离散公式有较高的精确度.在球坐标系下离散θ扩散项时,运用积分第一中值定理成功处理了复杂的θ扩散项的离散系数.该离散格式为三维柱坐标与球坐标下导热微分方程的数值求解提供了良好的借鉴作用.同时为导热微分方程在工程计算中的应用提供了精确的数值离散格式与理论依据. 展开更多
关键词 导热微分方程 球坐标系 数值传热 积分第一中值定理
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北方平顶屋保温层厚度的最优化模型 预览
13
作者 李乐 董晓萌 《信息技术》 2013年第8期42-44,47共4页
通过建立北方地区屋顶保温层厚度的模型,考虑有加热设备和无加热设备两种情况,分析室内温度变化,找出符合条件的导热微分方程,通过求解偏微分方程得到温度随时间变化的关系式,最后利用温度分析图结合实际生活,给偏微分方程赋一定... 通过建立北方地区屋顶保温层厚度的模型,考虑有加热设备和无加热设备两种情况,分析室内温度变化,找出符合条件的导热微分方程,通过求解偏微分方程得到温度随时间变化的关系式,最后利用温度分析图结合实际生活,给偏微分方程赋一定的初始条件及附加条件。利用Matlab模拟室内外的温差,给出图像。通过以上对比进行分析,找出温度随时间变化的基本规律,结合实际将所学的数学知识用于实际生活之中。 展开更多
关键词 微分方程 导热微分方程 最优化模型
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控制容积平衡法在一维、稳态且含内热源导热微分方程中的应用 预览
14
作者 杨超 欧阳德刚 +2 位作者 丁翠娇 陈胜 陈超 《工业加热》 CAS 2013年第5期7-11,共5页
首先采用区域离散方法A和区域离散方法B分别划分计算网格节点,然后采用控制容积平衡法对某一维、稳态且含内热源导热微分方程进行了数值求解,并与其解析解(精确解)进行了比较.计算结果表明:控制容积平衡法物理意义明确,数值求解精度... 首先采用区域离散方法A和区域离散方法B分别划分计算网格节点,然后采用控制容积平衡法对某一维、稳态且含内热源导热微分方程进行了数值求解,并与其解析解(精确解)进行了比较.计算结果表明:控制容积平衡法物理意义明确,数值求解精度高,且随网格划分节点数的增加计算精度进一步提高;对于这两种网格划分方法,其网格节点处的离散方程推导均简单明了,且都具有统一的形式,因此对计算节点数增加的情况具有很大的适应性,有利于计算机编程实现. 展开更多
关键词 导热微分方程 区域离散方法A 区域离散方法B 控制容积平衡法
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Taylor展开法在一维、稳态含内热源导热微分方程中的应用
15
作者 杨超 欧阳德刚 +2 位作者 丁翠娇 陈胜 陈超 《工业炉》 2013年第5期44-48,共5页
针对一维、稳态且含内热源的导热型微分方程,分别采用区域离散方法A、B划分网格,然后采用Taylor展开法进行数值求解。计算结果表明:导热微分方程中边界节点采用二阶截差展开得到的离散方程,其推导过程比采用一阶截差展开复杂,尤其... 针对一维、稳态且含内热源的导热型微分方程,分别采用区域离散方法A、B划分网格,然后采用Taylor展开法进行数值求解。计算结果表明:导热微分方程中边界节点采用二阶截差展开得到的离散方程,其推导过程比采用一阶截差展开复杂,尤其在计算节点间距不等(区域离散方法B)的情况下更是如此,但其数值求解精度能够得到大幅提高,因此在实际采用Taylor展开法进行数值求解过程中推荐采用区域离散方法B。且边界节点离散方程采用二阶截差展开。 展开更多
关键词 导热微分方程 区域离散方法A 区域离散方法B Taylor展开法
高速机床滚珠丝杠副及其热特性分析 预览 被引量:5
16
作者 安虎平 芮执元 +1 位作者 冯瑞成 郭俊锋 《机械制造》 2012年第1期9-12,共4页
根据高速机床滚珠丝杠副结构组成特点和工作原理,结合高速切削实验结果,分析了引起滚珠丝杠副温升变形的主要热源及其影响因素,获得了温升随丝杠转速和预紧力的变化规律。基于能量守恒定律和傅里叶热传导定律,推导了滚珠丝杠副热传导微... 根据高速机床滚珠丝杠副结构组成特点和工作原理,结合高速切削实验结果,分析了引起滚珠丝杠副温升变形的主要热源及其影响因素,获得了温升随丝杠转速和预紧力的变化规律。基于能量守恒定律和傅里叶热传导定律,推导了滚珠丝杠副热传导微分方程并确定了其定解条件,建立了丝杠副温度变化的数学模型,为滚珠丝杠系统温度场仿真分析提供理论依据,可用于进一步研究高速进给系统热变形误差和提高定位精度。 展开更多
关键词 高速滚珠丝杠副 温升 导热微分方程 热变形
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汽轮机内缸二维温度场计算模型 预览
17
作者 张学凯 盛文彦 王艳泽 《发电设备》 2009年第3期 153-156,共4页
为研究汽轮机内缸温度场,在二维圆筒壁非稳态导热微分方程的基础上,得出了汽轮机内部蒸汽温度沿轴向线性分布、随时间非线性变化、外壁对流换热的温度场迭代计算公式。该模型与有限元计算结果的对比表明,所得模型计算精度高,速度快... 为研究汽轮机内缸温度场,在二维圆筒壁非稳态导热微分方程的基础上,得出了汽轮机内部蒸汽温度沿轴向线性分布、随时间非线性变化、外壁对流换热的温度场迭代计算公式。该模型与有限元计算结果的对比表明,所得模型计算精度高,速度快,可用于汽轮机内缸温度场的计算,进而可计算出内缸的轴向热膨胀。 展开更多
关键词 汽轮机 汽缸 温度场 导热微分方程
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基于子结构二维汽缸轴向膨胀的计算 预览
18
作者 郑善合 徐鸿 +1 位作者 胡三高 张学凯 《热力发电》 北大核心 2007年第7期 8-12,共5页
汽轮发电机组参与调峰运行,汽缸的膨胀是影响机组机动性及运行安全性的重要因素之一。由二维圆筒壁非稳态导热微分方程,推导得到内部蒸汽沿轴向线性分布、随时间非线性变化、外壁绝热的圆筒壁温度场解析解。通过与有限元计算结果进行... 汽轮发电机组参与调峰运行,汽缸的膨胀是影响机组机动性及运行安全性的重要因素之一。由二维圆筒壁非稳态导热微分方程,推导得到内部蒸汽沿轴向线性分布、随时间非线性变化、外壁绝热的圆筒壁温度场解析解。通过与有限元计算结果进行对比,表明所得模型计算精度高、速度快。针对不同结构的汽缸,经过一些合理假设,将汽缸复杂的结构分解成简单的子结构,得到了汽缸轴向膨胀的计算模型。该模型还可以用于汽缸轴向膨胀的实时监测,所采用的推导方法和得到的膨胀计算公式亦可用于其它具有类似边界条件的厚壁圆筒部件的相关分析。 展开更多
关键词 汽缸 子结构 二维轴对称体 导热微分方程 热膨胀
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汽轮机轴向胀差实时在线监测的研究 预览 被引量:5
19
作者 郑善合 徐鸿 +1 位作者 胡三高 张学凯 《华北电力大学学报》 CAS 北大核心 2007年第6期 51-56,共6页
汽缸的轴向膨胀是影响火力发电机组运行安全性及机动性的重要因素之一。蒸汽沿轴向按桌一函数分布,并随时间非线性变化,根据导热方程推导出内壁为第三类边界条件、外壁绝热的二维圆筒壁温度场解析解。将汽缸分解成多个子结构,计算汽... 汽缸的轴向膨胀是影响火力发电机组运行安全性及机动性的重要因素之一。蒸汽沿轴向按桌一函数分布,并随时间非线性变化,根据导热方程推导出内壁为第三类边界条件、外壁绝热的二维圆筒壁温度场解析解。将汽缸分解成多个子结构,计算汽缸的体积特征温度,得到了轴向膨胀计算模型。结合转子轴向膨胀,实现了汽轮机轴向胀差的在线监测。并通过与有限元计算结果作了对比,计算结果与模拟结果吻合较好。本方法可用于其他具有类似边界条件的厚壁圆筒部件的热分析。 展开更多
关键词 汽缸 二维轴对称体 导热微分方程 热膨胀 子结构
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热容激光器冷却过程的热力学数值模拟 预览
20
作者 胡浩 蔡震 +5 位作者 蒋建峰 涂波 裴正平 周唐建 成渝 唐淳 《中国工程物理研究院科技年报》 2006年第1期 224-226,共3页
激光介质在冷却过程中存在瞬态的温度场,表面的换热看作介质的热源,因为介质被冷却,故热源应为负值。激光介质的瞬态导热微分方程
关键词 冷却过程 热容激光器 数值模拟 热力学 激光介质 导热微分方程 温度场 瞬态
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