2018年高教社杯全国大学生数学建模竞赛A题解题思路

  • 时间:
  • 浏览:0

为设计专用服装,将体内温度控制在37ºC的假人放置在实验室的高温环境中,测量假人皮肤外侧的温度。为了降低研发成本、缩短研发周期,请大伙儿 利用数学模型来选取假人皮肤外侧的温度变化情况报告,并解决以下问题:

在高温环境下工作时,大伙儿 须要穿着专用服装以解决灼伤。专用服装通常由三层织物材料构成,记为I、II、III层,其中I层与外界环境接触,III层与皮肤之间还处于空隙,将此空隙记为IV层。

(3) 当环境温度为80时,选取II层和IV层的最优厚度,确保工作80分钟时,假人皮肤外侧温度不超过47ºC,且超过44ºC的时间不超过5分钟。

先贴一下A的题目吧

(1) 专用服装材料的有些参数值由附件1给出,对环境温度为75ºC、II厚度度为6 mm、IV厚度度为5 mm、工作时间为90分钟的情况报告开展实验,测量得到假人皮肤外侧的温度(见附件2)。建立数学模型,计算温度分布,并生成温度分布的Excel文件(文件名为problem1.xlsx)。

您须要考虑给博主来个小小的打赏以资鼓励,您的肯定将是我最大的动力。thx.

针对问题三,大伙儿 针对约束多目标优化问题,建立了基于Pareto排序的多目标遗传算法模型,通过分析附件2给出的假人皮肤外侧的测量温度,挖掘种群中 Pareto 支配关系,将II层和IV层的厚度作为目标函数,通过增加决策变量IV层的厚度来优化II层的厚度,以便求解目标函数II层和IV层的厚度,得出目标函数的最优厚度解。

A   高温作业专用服装设计

你是什么问题同类于窗户的厚度对于房间散热的影响。

针对问题二,大伙儿 通过建立皮肤传热模型,列出了Pennes方程。但机会皮肤短时间暴露在强热流环境下, Pennes 模型难以描述热流非稳态热传递过程。根据傅里叶热流定律,并考虑皮肤生物组织传热传输速率有限的物理事实,大伙儿 须要利用非稳态下的一维热流方程,即非傅里叶公式的线性展开进行求解,建立出生物传热热波模型,对高温作业专用服装的热防护性能进行了评价,并通过构建遗传算法模型求解II厚度度的最优值,机会考虑到约束条件带来的影响,大伙儿 根据二重形态编码的特点,设计交叉算子和变异算子,在另一1个多 多多基本遗传算法的基础上,对二重形态编码进一步分析,加快了算法的的收敛传输速率,使模型求解精度上升。

微信打赏

A 题是一1个多 多多热传导模型,内部内部结构的高温通不足英文温作业服和空气的两重削弱到至少 的温度来保护人体,大伙儿 须要做出有些至少 的假设,将整个问题繁复成内部内部结构高温能量先经过1层,再经过2层,再经过3层,再经过4层,最后到达皮肤所剩余的辐射能量。其中须要注意的是,人体都不 温度辐射出去,这会对内部内部结构温度的传播有影响。

有些合理的假设:

1 热传导垂直于皮肤

2 热防护服的材质均匀

3 忽略水蒸气等对热传导的影响

4 温度在变化过程中是连续的

(2) 当环境温度为65ºC、IV层的厚度为5.5 mm时,选取II层的最优厚度,确保工作80分钟时,假人皮肤外侧温度不超过47ºC,且超过44ºC的时间不超过5分钟。

针对问题一,大伙儿 通过热力学热传导方程建立4层热传导模型,得出温度变化的规律,分挥发影响热传导的因素,并绘制出温度变化图。大伙儿 再考虑其边界条件和人体等因素建立适当的偏微分方程,从而求解得出温度在人体细胞层 的分布情况报告。



作  者: Angel_Kitty

出  处:http://www.cnblogs.com/ECJTUACM-873284962/

关于作者:潜心机器学习以及信息安全的综合研究。如有问题或建议,请多多赐教!

版权声明:本文版权归作者和博客园共有,欢迎转载,但未经作者同意须要保留此段声明,且在文章页面明显位置给出原文链接。

特此声明:所有评论和私信都不 在第一时间回复。也欢迎园子的大大们指正错误,一起进步。机会直接私信我

声援博主:机会您着实文章对您有帮助,须要点击右下角【推荐】推荐一下该博文。您的鼓励是作者坚持原创和持续写作的最大动力!

你是什么问题的本质什么都我导热。外界环境温度给定,内部内部结构人体温度给定,上边的物性参数给定,就几乎能给出定解。什么都先列微分方程,再给边界条件,最后 matlab 数值暴力求解。

支付宝打赏