热防护服装热传递数学建模及参数决定反问题

资 源 简 介

热防护服装热传递数学建模及参数决定反问题

详 情 说 明

热防护服装的热传递数学建模与参数反问题研究是工程热物理领域的重要课题。该研究主要解决两个核心问题：正向建模防护服的热传递过程，以及通过实测数据反推材料参数。

在正向建模方面，通常采用多层复合材料的热传导方程，结合皮肤表面与服装外部的边界条件，建立偏微分方程组。模型需要考虑导热、对流和辐射三种传热方式的耦合作用，特别是高温环境下辐射传热的影响不可忽略。数值求解时多采用有限差分法或有限元法进行离散化处理。

参数反问题则更具挑战性，其本质是通过服装外表面可测的温度数据，反推各层材料的导热系数、比热容等参数。这属于典型的病态逆问题，需要采用正则化方法处理解的不稳定性。常用的反演算法包括Levenberg-Marquardt优化算法、遗传算法等智能优化方法。

该研究的工程价值体现在：一方面可以优化防护服的材料配比设计，另一方面可为服装性能检测提供理论依据。当前研究难点在于如何建立更精确的多物理场耦合模型，以及开发更高效稳定的反演算法。未来发展趋势将结合机器学习方法，实现参数的反演与性能预测。