摘要：本文基于蚁群算法根据按步长分组原则首先将一定量的数据导入，依据相关物理热学原理及防护服的分层进行推导，建立起每一层的模型，其次根据各层接触面积的关系，对模型进行改进，得到优化后的模型。最后对建立的多层次热传递数学模型进行了一定的理论证明和推导，所给出的理论证明了结果大约表示为温度随时间按照层数的具体划分得到的温度分布，采用差分法将偏微分方程进行一定的调整。
关键词：热传递；蚁群算法；多层次热传递数学模型
1.模型准备
为了计算出温度的分布，并生成所对应的表格。本文将它理解为按照每一层的温度分布情况，每一层又细致的按照一定的标准划分层数。从表格中可以发现在前15秒内，假人皮肤外侧温度一直保持不变，而后随着衣服吸收热量的增加，温度开始上升，但当温度到达48.08度，此时经过了很长时间，外界温度始终保持在75ºC，而假人的体表温度并没有发生变化，根据这些数据，通过以上的分析，尝试着进行，每隔10s的间隔，取表格中所对应的时间和表皮温度，从而得到相应的540组数据，下表仅给出一些固定的参数情况。
由于傅里叶定律中给定热量的传播速度是无限大的，即倘若Q、S、k已知，分布温度T(x)是关于x的函数，与时间t无关，不符合该题的世纪所描述的情况，所以本文需要对该模型进行一定的修正，也得到了相关的模型。
衣服吸收的热量，假人吸收的热量，假人所散发的热量，衣服所散发的热量，之间的能量消耗与能量的获取，是满足能量守恒公式的，由此可以得出能量守恒等式，从而为模型建立提供相关的等式进行证明。
图2 时间与假人体表温度示意图
3.模型求解
通过以上两个基本的理论并加以相对应的图表，本文可以对该问题做出相关假设，进而得到一个近似的数学模型，最后在对该模型进行一定的优化，依次利用全新多层热传递数学模型，通过差分法以及分离变量法，将偏微分方程进行一定的调整，得到相应的离散方程，接着按照厚度L_i （i=1，2，3，4）所处的不同范围γ_i （i=1，2，3，4）带入上述不同的层数所对应的数学模型，最终将时间按照取10s为一个界限，得到对应的每层温度值，考虑到温度值的数据量过大，本文选取了每层的中界值在对应时间50min内的变化情况（具体代码见附录），同时得到相应的数学图像图3。
图3 多层热传递数学模型模拟数据示意图。
参考文献
[1]卢琳珍.多层热防护服装的热传递模型及参数最优决定 2017年12月20 5-21
[2]卢琳珍，徐定华，徐映红．三层热防护服热传递改进模型的皮肤烧伤度预测[J]．北京：纺织学报，2017．112-113
论文作者:程致远 史大龙 孙先旺
论文发表刊物:《知识-力量》2019年7月中
论文发表时间:2019/4/22
标签：温度论文; 模型论文; 假人论文; 热量论文; 数学模型论文; 防护服论文; 多层论文; 《知识-力量》2019年7月中论文;