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人体足部传热数值模拟及加热实验
  • ISSN号:0253-9721
  • 期刊名称:《纺织学报》
  • 时间:0
  • 分类:TS941.731[轻工技术与工程—服装设计与工程]
  • 作者机构:[1]中国科学院理化技术研究所,北京100190, [2]清华大学医学院生物医学工程系,北京100084
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(50325622)
中文摘要:

针对极低温条件下的人体足部防寒保暖问题,建立了基于经典Pennes生物传热方程的足部传热学模型,得到其一维解析解,并采用Fluent软件对足部的传热学过程进行三维数值模拟,得到常温(291 K)及极低温(233 K)情况、足底有无加热源条件下的4组计算结果。同时设计加热实验对数值模拟结果进行验证,引入红外成像技术及热电偶测温方法对实验过程及结果加以观测和记录,并对实验中所采用的锂电池供电性能进行测试。研究结果可为今后研制相关高性能可加热产品提供参考。

英文摘要:

This study intends to focus on the problem of cold resistance and warmth retaining of human foot under extremely low temperature conditions, a theoretical model for characterizing the bioheat transfer in feet was established based on the classical Pennes model. The corresponding one-dimensional analytical solution was obtained. Then the Fluent software was applied to simulate the three-dimensional bioheat transfer process. Results of four groups were got at temperatures 291 K and 233 K with or without heat source, respectively. To validate the theoretical predictions, an insole embedded with heating wire was made. Infrared thermometer and thermocouple data acquisition system were adopted to evaluate the working performance of the heating insole. The powering capability of lithium cell as used in the insole was also tested through subsequent measurement. This study can provide certain theoretical and experimental foundation for developing high performance heating insole in the near future.

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期刊信息
  • 《纺织学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国纺织工程学会
  • 主编:刘军
  • 地址:北京市朝阳区延静里中街3号主楼6层
  • 邮编:100025
  • 邮箱:fangzhixuebao@126.com
  • 电话:010-65017711/72-8000
  • 国际标准刊号:ISSN:0253-9721
  • 国内统一刊号:ISSN:11-5167/TS
  • 邮发代号:80-252
  • 获奖情况:
  • 中国学术期刊综合评价数据库来源期刊,中国期刊全文数据库收录期刊,中国科协科技期刊论文数据库
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),美国工程索引,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:17161