基于分层差分方程的热防护服热量分布规律的模拟

摘要

为研究耐热服装在高温环境中的热量分布情况,降低在高温环境工作下耐热服装的制作成本,且缩短其研发周期,本文首先建立对于不同材质层的“高温作业防护服–空气–皮肤”热传导方程来研究不同层的热量分布情况,其中热传导方程中热扩散率依据介质材料的参数值而定。我们利用两种方法来解决偏微分方程的边界条件问题。在方法一中引入热阻的概念,根据数值分析中求解偏微分方程的Crank-Nicolson隐式格式,即可求出不同材质层中温度–空间–时间的相关结果。在模型二中,考虑将四种不同材质层视为一个整体,分别对四种不同材质层中热传导方程运用古典显式差分法迭代进行求解偏微分方程数值解。结果表明我们的方法是可行的。