飛行員-囊式抗荷服-環(huán)境系統(tǒng)熱濕傳遞模型研究.pdf

1、抗荷服在保障殲擊機(jī)飛行員生命安全中起重要作用。由于目前抗荷服大多采用囊式結(jié)構(gòu),而囊又是非透氣性的,從而會引起飛行員的熱應(yīng)激。為了改善囊式抗荷服的穿著熱舒適性,本文從飛行員-囊式抗荷服-環(huán)境系統(tǒng)內(nèi)熱濕傳遞機(jī)理出發(fā),通過建立數(shù)學(xué)模型描述熱濕傳遞過程,并通過數(shù)值模擬對抗荷服的設(shè)計(jì)給予指導(dǎo)。
　　首先對問題的研究背景和意義做了闡述,同時(shí)對抗荷服、人體熱模型和服裝熱濕傳遞模型的研究進(jìn)展進(jìn)行了歸納和總結(jié),給出了發(fā)展飛行員-囊式抗荷服-環(huán)境系統(tǒng)

2、熱濕傳遞模型及發(fā)展3D著裝人體模型的研究思路。
　　為了考察不同部位氣囊對飛行員的熱濕傳遞的影響,在25節(jié)點(diǎn)人體熱調(diào)節(jié)模型基礎(chǔ)上發(fā)展了一個(gè)新的85節(jié)點(diǎn)飛行員熱調(diào)節(jié)模型。該模型與服裝熱濕耦合傳遞模型通過邊界條件聯(lián)合模擬飛行員-囊式抗荷服-環(huán)境系統(tǒng)熱濕傳遞,并與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了對比,表明模型具有滿意的精度。
　　在此模型的基礎(chǔ)上,考慮了相變材料的影響。對不同相變材料含量對囊式抗荷服的溫度、人體溫度和熱應(yīng)力指數(shù)進(jìn)行了模擬分析。為了研

3、究相變材料本身的特性參數(shù)對飛行員熱應(yīng)力指數(shù)的影響重要程度,合理選擇相變材料,基于數(shù)值正交分析方法對囊式抗荷服的設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化,并給出最優(yōu)方案。
　　然后,基于 Smith-Fu的有限元模型進(jìn)一步發(fā)展了三維多層著裝人體熱濕傳遞模型?；谌S人體掃描數(shù)據(jù),建立了人體外形輪廓,然后根據(jù)人體各節(jié)段組織的比率劃分了三維組織有限單元。同時(shí)一維服裝模型被拓展至三維,并采用有限元求解。通過改變方程物性參數(shù),模擬空氣層及氣囊的特性。對普通的多層服裝和