王福來 李翔 王梓同

【摘 ?要】熱防護(hù)服是對在高溫或超高溫條件下工作人員的安全保護(hù)，其原理是降低熱轉(zhuǎn)移速度，使外界的高熱緩慢而少量轉(zhuǎn)移至皮膚。本文基于一定外界溫度下，對經(jīng)過熱防護(hù)服傳熱到假人皮膚外側(cè)的熱傳導(dǎo)模型進(jìn)行研究。

整個(gè)熱傳導(dǎo)過程分為熱防護(hù)服中的熱傳遞和空氣層的熱傳遞兩個(gè)階段。在熱防護(hù)服熱傳遞中，從外至內(nèi)依次是外殼層、防水層、隔熱層。根據(jù)能量守恒和熱輻射量的滿足條件得到三層熱防服的非線性變系數(shù)的拋物型偏微分方程熱傳遞模型，利用正問題的數(shù)值分析方法對模型進(jìn)行整理和總結(jié)，有限差分法求解非線性拋物型方程;對于空氣層，根據(jù)數(shù)據(jù)可以利用MATLAB軟件進(jìn)行四階擬合，得到假人皮膚外側(cè)的溫度與時(shí)間的擬合關(guān)系。

在以上建立的熱傳導(dǎo)模型基礎(chǔ)上，將環(huán)境溫度變換為65 ，通過建立初值、左邊界和右邊界條件，得到約束條件，再運(yùn)用MATLAB得到防水層的最優(yōu)厚度。

同樣在第一個(gè)建立的熱傳導(dǎo)模型基礎(chǔ)上，將溫度變?yōu)?0 ，建立初值、左邊界和右邊界條件，得到約束條件，再運(yùn)用MATLAB得到防水層的厚度與隔熱層的厚度。

【關(guān)鍵詞】熱傳導(dǎo);偏微分方程;溫度三維分布圖

一、模型的建立與求解

2.1模型的建立與求解

參考文獻(xiàn)：

[1]G.W.Song.Modeling thermal protection outfits for fire exposures[J]，Dissertation Abstracts International，Volume：64-10，Section;B，page：5196;Co-Chairs：Roger L，Bar，2002.

[2]俞呂明，熱傳導(dǎo)及數(shù)值分析[M]，清華大學(xué)出版社，1981.

[3]宋來忠，王志明.數(shù)學(xué)建模與實(shí)驗(yàn).北京：科學(xué)出版社，2005.

[4]胡守信，李柏年.基于Matlab的數(shù)學(xué)實(shí)驗(yàn)[M]，北京：科學(xué)出版社，2004年第1版