用于人體散熱的帶風(fēng)扇夾克氣流場研究及其結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計.pdf

1、隨著溫室效應(yīng)的愈發(fā)強烈,人們正在經(jīng)受越來越炎熱的環(huán)境。同時,人們經(jīng)常會需要在一些高溫環(huán)境下工作,例如鍋爐內(nèi)檢修,禽流感、SARS護理人員穿著防護服,福島核電站善后人員穿著核防射服等。若沒有很好的降溫,人們長時間處于此類高溫環(huán)境下,易導(dǎo)致虛脫,嚴(yán)重將導(dǎo)致休克。因此,在高溫環(huán)境下對人體進行降溫,就顯得尤為重要。然而有時外界的降溫?zé)o法對人體進行有效的降溫,例如穿著厚重的生、化、核防護服。因此,衣服內(nèi)散熱的研究就顯得尤為重要。
　　本文采

2、用標(biāo)準(zhǔn)人模型。將人體分為頭、軀干、手、腳等16個部位,每個塊分為包含皮膚、肌肉、骨骼等若干層,考慮了主動系統(tǒng)和被動系統(tǒng),對人體傳熱進行了數(shù)值模擬。模擬包括了穩(wěn)態(tài)、變新陳代謝率、變環(huán)境條件。通過與已公開的實驗數(shù)據(jù)的對比,可以發(fā)現(xiàn)數(shù)值模擬有較高的準(zhǔn)確性,可以使用模擬結(jié)果進行熱感覺和熱舒適度的計算。
　　基于人體傳熱的計算結(jié)果,針對人體各部位核心溫度、核心溫度變化率、皮膚溫度、皮膚溫度變化率、環(huán)境溫度等條件,使用Zhang的熱感覺與熱舒

3、適度模型計算出人體各部位的局部熱感覺、局部熱舒適度及整體熱感覺和熱舒適度。鑒于本文主要研究帶風(fēng)扇夾克的優(yōu)化,故將重點置于胸部和背部的局部熱感覺與熱舒適度。通過數(shù)值計算得出胸部與背部最舒適時對應(yīng)的最佳空氣流速。
　　根據(jù)夾克與軀干的結(jié)構(gòu),通過數(shù)值模擬的方法優(yōu)化夾克通風(fēng)口布局。結(jié)果表明,背部肩胛骨、胸部結(jié)構(gòu)嚴(yán)重影響軀干氣流分布。在背部,通風(fēng)口置于肩胛骨上方是最佳的;在胸部,通風(fēng)口位于胸部上方是最佳的。同時根據(jù)計算出的最佳空氣流速設(shè)定入