人体热调节系统模型在相变防护服研究中的应用的开题报告

人体热调节系统模型在相变防护服研究中的应用的开题报告开题报告题目：人体热调节系统模型在相变防护服研究中的应用一、研究目的相变材料作为一种新型的防护性材料在防护服等防护装备中得到广泛应用，其稳定的温度控制能力能够有效改善人体在极端环境下受热或受冷的痛苦和不适感。然而，相变材料的具体热性能特征仍需进一步研究，以便更好地了解相变防护服的实际保护能力及其制作技术的优化。本研究旨在探索人体热调节系统模型在相变防护服研究中的应用，为制定更好的相变防护服设计方案提供科学依据。二、研究内容1.着重探究人体深层组织的热传递机理和热辐射对皮肤表层的影响，建立人体热调节系统模型。2.借助Matlab软件中的有限元仿真工具建立相变防护服的计算模型，模拟不同的环境条件下人体热传递过程，为相变防护服材料的筛选和性能评估提供数据支持。3.聚焦相变材料的性能特征，分析其热稳定性、热容量、相变温度及其对空气流动的影响，探究相变材料在防护服中的应用优势及涉及的制作技术问题。三、研究意义1.借助本研究的人体热调节系统模型，可以更加深入地了解人体热调节机制，从而为更好地设计防护服、防护面具及医疗设备等产品提供理论支持。2.开发高效、可靠的相变防护服，可推进环保和可持续发展的理念，改善人们在危险和恶劣环境下的工作和生活条件，提高劳动生产率和社会福利水平，具有广阔的应用前景。3.关注相变防护服的制作、保养、回收等环节，有利于推动产业链的协同发展，形成绿色循环的经济发展路径，具有积极的社会意义。四、研究方法本研究将采用人体热调节系统模型、有限元仿真、实验等方法来探究相变防护材料的性能特征和防护服的实际应用情况，具体研究内容包括：1.研究人体组织热传递机理，建立人体热调节系统模型。2.将人体热调节系统模型引入相变防护服的数值模拟中，分析不同参数条件下相变材料的热性能、涉及自然对流、强迫对流、辐射对流等影响因素。3.借助热流计、红外相机等检测设备分析不同环境仿真条件下相变材料的性能特征，分析不同相变材料的优劣。4.在实际生产过程中制作相变防护服，并进行真实场景中的测试。五、研究进展目前，本研究已初步建立了人体热调节系统模型，并使用有限元仿真工具模拟了其在不同环境温度下的热传递特征。在模拟实验中，我们发现相变材料的自然对流和辐射对流对其保护效果有着重要的影响，将在下一步中进行更深入的研究。同时，我们也已在实验室中制作了不同性能参数的相变防护服样品，将进行性能测试和真实场景测试，以进一步验证其保护效果和实际应用价值。六、研究计划2021年：初步建立人体热调节系统模型；使用有限元仿真工具模拟相变防护服材料在不同环境温度下的热传递特征；探究相变材料的性能特征；2022年：进行数值模拟和实验检测,分析不同相变材料的应用优势和技术问题；制作相变材料中部位皮肤接触的样品；确定成品相变防护服样品材质和参数。2023年：进行真实场景中的测试；推广应用。七、预期成果1.建立适用于不同环境下的人体热媒介传递数学模型，进一步揭示人体热调节系统的机理。2.梳理相变材料在防护装备中的应用研究现状