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基于稳态热湿传递模型的单层织物孔隙率最优决定反问题
1
作者
薛钊显
徐映红
《浙江理工大学学报(自然科学版)》
2024年第2期195-201,共7页
在稳态热湿传递模型的基础上,提出了一个单层织物的孔隙率最优决定反问题,通过优化织物的孔隙率参数以提高服装的热湿舒适性。使用蝙蝠算法求解单层织物的稳态热湿传递模型,得到温度和水汽浓度的分布;在此基础上,以高温天气下单层织物...
在稳态热湿传递模型的基础上,提出了一个单层织物的孔隙率最优决定反问题,通过优化织物的孔隙率参数以提高服装的热湿舒适性。使用蝙蝠算法求解单层织物的稳态热湿传递模型,得到温度和水汽浓度的分布;在此基础上,以高温天气下单层织物的散热性和透湿性最佳为目标,提出了单层织物孔隙率最优决定反问题;使用热阻和湿阻衡量织物的散热性和透湿性,将该反问题描述为一个热阻和湿阻最小优化问题,对热阻和湿阻设置不同的权重,将其转化为单目标优化问题,并使用蝙蝠算法求解。使用棉、羊毛、涤纶等3种常见的织物进行数值实验,结果表明:该反问题存在最优解,求解该反问题可得到使单层织物散热透湿性能达到最佳的孔隙率最优值;蝙蝠算法求解热湿传递模型正问题和反问题的效率高于常用的粒子群优化算法。该研究拓展了通过优化织物参数提高服装热湿舒适性的研究内容,可为高温天气下服装热湿舒适性优化设计提供一定的理论支持。
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关键词
织物
热湿传递模型
热
湿
舒适性
蝙蝠算法
孔隙率
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职称材料
相变冷却服热湿传递模型构建及其 应用的研究进展
被引量:
2
2
作者
吴珺秋
李俊
王敏
《纺织学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第8期234-241,共8页
为探究人体与相变冷却服之间的热湿传递机制,完善相变冷却服热湿传递模型的构建,回顾了相变冷却服热湿传递模型的相关研究。在剖析相变冷却服中热湿传递方式与路径的基础上,着重分析了当前其热湿传递模型研究的发展过程、特点和不足,并...
为探究人体与相变冷却服之间的热湿传递机制,完善相变冷却服热湿传递模型的构建,回顾了相变冷却服热湿传递模型的相关研究。在剖析相变冷却服中热湿传递方式与路径的基础上,着重分析了当前其热湿传递模型研究的发展过程、特点和不足,并讨论了热湿传递模型在相变冷却服开发与性能优化方面的应用现状。认为目前针对相变冷却服的模型构建已从干热传递模型发展到热湿耦合传递模型,但仍存在简化热湿传递和通风过程,以及未考虑织物内部结构等微观因素对于相变冷却服热湿性能影响等不足,未来的相关研究工作可以考虑热湿传递的多因素耦合、冷却服内通风过程的动态模拟以及模型构建从一维到多维、从宏观到微观的转变。
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关键词
冷却服
相变材料
热
传递
湿
传递
热湿传递模型
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职称材料
求解低温下纺织材料热湿传递模型的有限体积法
被引量:
2
3
作者
朱佳佳
徐映红
《浙江理工大学学报(自然科学版)》
2021年第4期489-496,共8页
针对一类已有的纺织材料热湿传递模型,提出了求解该模型的有限体积法,证明了解的存在唯一性、稳定性及收敛性。首先,给出了低温条件下单层纺织材料热湿传递数学模型,该模型为一个线性偏微分方程组,其边界条件为第三类边界条件。然后,构...
针对一类已有的纺织材料热湿传递模型,提出了求解该模型的有限体积法,证明了解的存在唯一性、稳定性及收敛性。首先,给出了低温条件下单层纺织材料热湿传递数学模型,该模型为一个线性偏微分方程组,其边界条件为第三类边界条件。然后,构造了该模型求解的有限体积格式,在证明其数值解的存在唯一性的基础上,利用Gronwall不等式从理论上证明了该数值解的稳定性及在L2范数下的一阶收敛性。最后,以涤纶织物为例进行了数值实验,发现计算结果与理论分析一致,有限体积法相比有限差分法计算收敛速度快。
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关键词
热湿传递模型
有限体积法
数值模拟
GRONWALL不等式
收敛性
稳定性
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职称材料
强制通风下服装热湿传递模型研究进展
被引量:
8
4
作者
钱静
赵蒙蒙
党天华
《毛纺科技》
CAS
北大核心
2021年第11期81-87,共7页
为了解强制通风条件下,服装与人体之间空气层的温度分布和气体流动情况,需要结合人体热调节模型对服装微环境进行模拟。首先,对于服装—人体—环境系统中的热湿传递机制进行分析。然后分类介绍了人体热调节模型,包括几个应用范围较广的...
为了解强制通风条件下,服装与人体之间空气层的温度分布和气体流动情况,需要结合人体热调节模型对服装微环境进行模拟。首先,对于服装—人体—环境系统中的热湿传递机制进行分析。然后分类介绍了人体热调节模型,包括几个应用范围较广的两节点模型、多节点模型和多元模型及后续研究情况。对强制通风下织物和服装的热湿传递模型的研究现状进行总结,并且阐述了应用有限差分法、有限体积法、有限元法求解模型的原理。最后指出,在对模型进行合理简化时,应该考虑服装材料的内部气隙对于系统热湿传递的影响,以及分析多层服装内部空气层的分布情况并建立模型。
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关键词
强制通风
人体
热
调节
模型
服装微环境
热湿传递模型
模型
求解
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职称材料
织物热湿传递测评及模型研究进展
被引量:
5
5
作者
师琅
《针织工业》
北大核心
2020年第5期82-87,共6页
织物热湿传递性能是影响着装舒适性的重要因素。为指导舒适性面料的开发,需准确测试织物热湿传递性能,明确织物热湿传递机制。因此,文中介绍了稳态条件下织物热传递和湿传递的测试装置及方法,动态条件下常温环境、冷环境及两种环境交换...
织物热湿传递性能是影响着装舒适性的重要因素。为指导舒适性面料的开发,需准确测试织物热湿传递性能,明确织物热湿传递机制。因此,文中介绍了稳态条件下织物热传递和湿传递的测试装置及方法,动态条件下常温环境、冷环境及两种环境交换的织物热湿传递测试装置及方法,综述了织物热湿传递的稳态模型和动态模型的发展历程及现有不足。基于目前的研究现状,从测评方法及数学模型两方面对未来研究方向提出展望,即搭建多种环境及运动状态下的织物微气候测评系统,基于微观尺度建立三维织物热湿传递动态模型。
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关键词
织物
热
传递
湿
传递
热湿传递模型
测评方法
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职称材料
防火服热湿传递数学建模及人体皮肤烧伤预测
被引量:
3
6
作者
吕婉莹
徐映红
《浙江理工大学学报(自然科学版)》
2020年第3期380-388,共9页
为了研究防火服内热湿传递规律,首先根据织物结构内部热湿传递的质量守恒和能量守恒等物理学定律,考虑消防水对热传递的影响,在已有热传递模型基础上加入湿传递方程,建立高温高湿环境下多层防火服-空气层-人体皮肤系统中的热湿耦合传递...
为了研究防火服内热湿传递规律,首先根据织物结构内部热湿传递的质量守恒和能量守恒等物理学定律,考虑消防水对热传递的影响,在已有热传递模型基础上加入湿传递方程,建立高温高湿环境下多层防火服-空气层-人体皮肤系统中的热湿耦合传递数学模型。然后利用有限差分方法求解该模型,得到防火服各层关于温度和水蒸气浓度的分布图。最后将热湿传递模型与皮肤烧伤模型相结合,通过计算烧伤积分值,预测了人体皮肤达到各级烧伤的时间。数值模拟表明:一定量的湿传递能够有效减缓温度上升的速度,延长皮肤达到各级烧伤的时间。该模型为高温高湿环境下防火服的设计提供了一定理论依据。
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关键词
防火服
热
湿
传递
数学
模型
皮肤烧伤
模型
有限差分法
数值模拟
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职称材料
结合粒子群算法的一类双层纺织材料厚度设计反问题
被引量:
2
7
作者
周远
徐映红
徐定华
《纺织学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2013年第6期40-45,共6页
为给纺织材料的功能性设计提供理论支持和科学解释,基于低温环境下纺织材料热湿传递稳态模型,研究一类双层纺织材料厚度设计反问题。首先给出一个双层纺织材料热湿传递稳态模型及相应的边界条件,该模型是关于温度和湿度的耦合常微分方程...
为给纺织材料的功能性设计提供理论支持和科学解释,基于低温环境下纺织材料热湿传递稳态模型,研究一类双层纺织材料厚度设计反问题。首先给出一个双层纺织材料热湿传递稳态模型及相应的边界条件,该模型是关于温度和湿度的耦合常微分方程组,通过解耦可化为两点初边值问题,并采用有限差分法求解;然后根据服装热湿舒适性要求,将纺织材料内层厚度看成一个未知量,提出了一类双层纺织材料厚度设计反问题,并将该反问题归结为一个具有最小二乘解的优化问题;最后采用粒子群算法求解该优化问题。结果表明,双层纺织材料厚度设计反问题是合理的,粒子群算法能有效地解决该反问题,该算法具有鲁棒性。
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关键词
纺织材料
厚度设计
双层
热湿传递模型
反问题
粒子群算法
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职称材料
低温条件下单层纺织材料孔隙率决定反问题
被引量:
1
8
作者
资菲菲
徐映红
徐定华
《浙江理工大学学报(自然科学版)》
2018年第1期18-24,共7页
在低温条件下,提出了基于织物的动态热湿传递数学模型的单层织物孔隙率最优决定反问题。首先给出一个低温条件下单层织物的动态热湿传递模型,采用有限差分数值方法求解该模型,并证明了差分解的存在唯一性;其次基于该热湿传递模型,根据...
在低温条件下,提出了基于织物的动态热湿传递数学模型的单层织物孔隙率最优决定反问题。首先给出一个低温条件下单层织物的动态热湿传递模型,采用有限差分数值方法求解该模型,并证明了差分解的存在唯一性;其次基于该热湿传递模型,根据服装的最佳保暖透湿性来构造反问题,从而决定纺织材料孔隙率;最后,给出两组数值实例,分别通过作图法和运用遗传算法进行数值模拟,比较发现这两种方法的模拟结果误差很小,从而验证了遗传算法的有效性以及所提反问题的合理性。
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关键词
热湿传递模型
有限差分方法
最优孔隙率
透
湿
指数
反问题
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职称材料
题名
基于稳态热湿传递模型的单层织物孔隙率最优决定反问题
1
作者
薛钊显
徐映红
机构
浙江理工大学
浙江理工大学
出处
《浙江理工大学学报(自然科学版)》
2024年第2期195-201,共7页
基金
国家自然科学基金项目(11501513,11471287)
浙江省自然科学基金项目(LY18A010030)。
文摘
在稳态热湿传递模型的基础上,提出了一个单层织物的孔隙率最优决定反问题,通过优化织物的孔隙率参数以提高服装的热湿舒适性。使用蝙蝠算法求解单层织物的稳态热湿传递模型,得到温度和水汽浓度的分布;在此基础上,以高温天气下单层织物的散热性和透湿性最佳为目标,提出了单层织物孔隙率最优决定反问题;使用热阻和湿阻衡量织物的散热性和透湿性,将该反问题描述为一个热阻和湿阻最小优化问题,对热阻和湿阻设置不同的权重,将其转化为单目标优化问题,并使用蝙蝠算法求解。使用棉、羊毛、涤纶等3种常见的织物进行数值实验,结果表明:该反问题存在最优解,求解该反问题可得到使单层织物散热透湿性能达到最佳的孔隙率最优值;蝙蝠算法求解热湿传递模型正问题和反问题的效率高于常用的粒子群优化算法。该研究拓展了通过优化织物参数提高服装热湿舒适性的研究内容,可为高温天气下服装热湿舒适性优化设计提供一定的理论支持。
关键词
织物
热湿传递模型
热
湿
舒适性
蝙蝠算法
孔隙率
Keywords
fabric
heat and moisture transfer model
heat and moisture comfort
bat algorithm
porosity
分类号
TS101 [轻工技术与工程—纺织工程]
在线阅读
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职称材料
题名
相变冷却服热湿传递模型构建及其 应用的研究进展
被引量:
2
2
作者
吴珺秋
李俊
王敏
机构
东华大学服装与艺术设计学院
现代服装设计与技术教育部重点实验室(东华大学)
上海市纺织智能制造与工程一带一路国际联合实验室
出处
《纺织学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第8期234-241,共8页
基金
中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(2232022G-08)
上海市科学技术委员会“科技创新行动计划”“一带一路”国际合作项目(21130750100)。
文摘
为探究人体与相变冷却服之间的热湿传递机制,完善相变冷却服热湿传递模型的构建,回顾了相变冷却服热湿传递模型的相关研究。在剖析相变冷却服中热湿传递方式与路径的基础上,着重分析了当前其热湿传递模型研究的发展过程、特点和不足,并讨论了热湿传递模型在相变冷却服开发与性能优化方面的应用现状。认为目前针对相变冷却服的模型构建已从干热传递模型发展到热湿耦合传递模型,但仍存在简化热湿传递和通风过程,以及未考虑织物内部结构等微观因素对于相变冷却服热湿性能影响等不足,未来的相关研究工作可以考虑热湿传递的多因素耦合、冷却服内通风过程的动态模拟以及模型构建从一维到多维、从宏观到微观的转变。
关键词
冷却服
相变材料
热
传递
湿
传递
热湿传递模型
Keywords
numerical simulation
personal cooling clothing
phase change materials
heat transfer
moisture transfer
分类号
TS941.73 [轻工技术与工程—服装设计与工程]
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职称材料
题名
求解低温下纺织材料热湿传递模型的有限体积法
被引量:
2
3
作者
朱佳佳
徐映红
机构
浙江理工大学理学院
出处
《浙江理工大学学报(自然科学版)》
2021年第4期489-496,共8页
基金
国家自然科学基金项目(11501513,11471287)
浙江省自然科学基金项目(LY18A010030)。
文摘
针对一类已有的纺织材料热湿传递模型,提出了求解该模型的有限体积法,证明了解的存在唯一性、稳定性及收敛性。首先,给出了低温条件下单层纺织材料热湿传递数学模型,该模型为一个线性偏微分方程组,其边界条件为第三类边界条件。然后,构造了该模型求解的有限体积格式,在证明其数值解的存在唯一性的基础上,利用Gronwall不等式从理论上证明了该数值解的稳定性及在L2范数下的一阶收敛性。最后,以涤纶织物为例进行了数值实验,发现计算结果与理论分析一致,有限体积法相比有限差分法计算收敛速度快。
关键词
热湿传递模型
有限体积法
数值模拟
GRONWALL不等式
收敛性
稳定性
Keywords
the heat and moisture transfer model
finite volume method
numerical simulation
Gronwall inequality
convergence
stability
分类号
TS101 [轻工技术与工程—纺织工程]
O242.1 [理学—计算数学]
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职称材料
题名
强制通风下服装热湿传递模型研究进展
被引量:
8
4
作者
钱静
赵蒙蒙
党天华
机构
上海工程技术大学纺织服装学院
出处
《毛纺科技》
CAS
北大核心
2021年第11期81-87,共7页
基金
国家自然科学基金项目(1908349)
现代服装设计与技术教育部重点实验室(东华大学)开放课题(KLCDT2020-06)
上海工程技术大学研究生科研创新项目(20KY0913)。
文摘
为了解强制通风条件下,服装与人体之间空气层的温度分布和气体流动情况,需要结合人体热调节模型对服装微环境进行模拟。首先,对于服装—人体—环境系统中的热湿传递机制进行分析。然后分类介绍了人体热调节模型,包括几个应用范围较广的两节点模型、多节点模型和多元模型及后续研究情况。对强制通风下织物和服装的热湿传递模型的研究现状进行总结,并且阐述了应用有限差分法、有限体积法、有限元法求解模型的原理。最后指出,在对模型进行合理简化时,应该考虑服装材料的内部气隙对于系统热湿传递的影响,以及分析多层服装内部空气层的分布情况并建立模型。
关键词
强制通风
人体
热
调节
模型
服装微环境
热湿传递模型
模型
求解
Keywords
forced ventilation
thermoregulation model of human body
clothing microenvironment
heat and moisture transfer model
solution methods for model
分类号
TS941.731 [轻工技术与工程—服装设计与工程]
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职称材料
题名
织物热湿传递测评及模型研究进展
被引量:
5
5
作者
师琅
机构
西安工程大学学报编辑部
出处
《针织工业》
北大核心
2020年第5期82-87,共6页
文摘
织物热湿传递性能是影响着装舒适性的重要因素。为指导舒适性面料的开发,需准确测试织物热湿传递性能,明确织物热湿传递机制。因此,文中介绍了稳态条件下织物热传递和湿传递的测试装置及方法,动态条件下常温环境、冷环境及两种环境交换的织物热湿传递测试装置及方法,综述了织物热湿传递的稳态模型和动态模型的发展历程及现有不足。基于目前的研究现状,从测评方法及数学模型两方面对未来研究方向提出展望,即搭建多种环境及运动状态下的织物微气候测评系统,基于微观尺度建立三维织物热湿传递动态模型。
关键词
织物
热
传递
湿
传递
热湿传递模型
测评方法
Keywords
Fabric
Thermal Transfer
Moisture Transfer
Model of Heat and Moisture Transfer
Method of Measurement and Evaluation
分类号
TS107 [轻工技术与工程—纺织工程]
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职称材料
题名
防火服热湿传递数学建模及人体皮肤烧伤预测
被引量:
3
6
作者
吕婉莹
徐映红
机构
浙江理工大学理学院
出处
《浙江理工大学学报(自然科学版)》
2020年第3期380-388,共9页
基金
国家自然科学基金项目(11501513,11471287)
浙江省自然科学基金项目(LY18A010030)。
文摘
为了研究防火服内热湿传递规律,首先根据织物结构内部热湿传递的质量守恒和能量守恒等物理学定律,考虑消防水对热传递的影响,在已有热传递模型基础上加入湿传递方程,建立高温高湿环境下多层防火服-空气层-人体皮肤系统中的热湿耦合传递数学模型。然后利用有限差分方法求解该模型,得到防火服各层关于温度和水蒸气浓度的分布图。最后将热湿传递模型与皮肤烧伤模型相结合,通过计算烧伤积分值,预测了人体皮肤达到各级烧伤的时间。数值模拟表明:一定量的湿传递能够有效减缓温度上升的速度,延长皮肤达到各级烧伤的时间。该模型为高温高湿环境下防火服的设计提供了一定理论依据。
关键词
防火服
热
湿
传递
数学
模型
皮肤烧伤
模型
有限差分法
数值模拟
Keywords
fireproof clothing
mathematical model of heat and moisture transfer
skin burn model
finite difference method
numerical simulation
分类号
O242.1 [理学—计算数学]
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职称材料
题名
结合粒子群算法的一类双层纺织材料厚度设计反问题
被引量:
2
7
作者
周远
徐映红
徐定华
机构
浙江理工大学理学院
出处
《纺织学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2013年第6期40-45,共6页
基金
国家自然科学基金面上项目(NSFC11071221)
浙江省自然科学基金青年基金项目(LQ12A01024)
文摘
为给纺织材料的功能性设计提供理论支持和科学解释,基于低温环境下纺织材料热湿传递稳态模型,研究一类双层纺织材料厚度设计反问题。首先给出一个双层纺织材料热湿传递稳态模型及相应的边界条件,该模型是关于温度和湿度的耦合常微分方程组,通过解耦可化为两点初边值问题,并采用有限差分法求解;然后根据服装热湿舒适性要求,将纺织材料内层厚度看成一个未知量,提出了一类双层纺织材料厚度设计反问题,并将该反问题归结为一个具有最小二乘解的优化问题;最后采用粒子群算法求解该优化问题。结果表明,双层纺织材料厚度设计反问题是合理的,粒子群算法能有效地解决该反问题,该算法具有鲁棒性。
关键词
纺织材料
厚度设计
双层
热湿传递模型
反问题
粒子群算法
Keywords
textile material
thickness design
model of heat and moisture transfer for bilayer textile
inverse problem
particle swarm algorithm
分类号
TS101.1 [轻工技术与工程—纺织工程]
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职称材料
题名
低温条件下单层纺织材料孔隙率决定反问题
被引量:
1
8
作者
资菲菲
徐映红
徐定华
机构
浙江理工大学理学院
上海财经大学数学学院
出处
《浙江理工大学学报(自然科学版)》
2018年第1期18-24,共7页
基金
国家自然科学基金项目(11501513
11471287)
+1 种基金
浙江省自然科学基金项目(LY18A010030)
浙江省教育厅科研项目(Y201534157)
文摘
在低温条件下,提出了基于织物的动态热湿传递数学模型的单层织物孔隙率最优决定反问题。首先给出一个低温条件下单层织物的动态热湿传递模型,采用有限差分数值方法求解该模型,并证明了差分解的存在唯一性;其次基于该热湿传递模型,根据服装的最佳保暖透湿性来构造反问题,从而决定纺织材料孔隙率;最后,给出两组数值实例,分别通过作图法和运用遗传算法进行数值模拟,比较发现这两种方法的模拟结果误差很小,从而验证了遗传算法的有效性以及所提反问题的合理性。
关键词
热湿传递模型
有限差分方法
最优孔隙率
透
湿
指数
反问题
Keywords
the heat and moisture transfer model
the finite difference method
optimum porosity
moisture permeability index
inverse problem
分类号
O242.1 [理学—计算数学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
基于稳态热湿传递模型的单层织物孔隙率最优决定反问题
薛钊显
徐映红
《浙江理工大学学报(自然科学版)》
2024
0
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职称材料
2
相变冷却服热湿传递模型构建及其 应用的研究进展
吴珺秋
李俊
王敏
《纺织学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
2
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职称材料
3
求解低温下纺织材料热湿传递模型的有限体积法
朱佳佳
徐映红
《浙江理工大学学报(自然科学版)》
2021
2
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职称材料
4
强制通风下服装热湿传递模型研究进展
钱静
赵蒙蒙
党天华
《毛纺科技》
CAS
北大核心
2021
8
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职称材料
5
织物热湿传递测评及模型研究进展
师琅
《针织工业》
北大核心
2020
5
在线阅读
下载PDF
职称材料
6
防火服热湿传递数学建模及人体皮肤烧伤预测
吕婉莹
徐映红
《浙江理工大学学报(自然科学版)》
2020
3
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职称材料
7
结合粒子群算法的一类双层纺织材料厚度设计反问题
周远
徐映红
徐定华
《纺织学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2013
2
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职称材料
8
低温条件下单层纺织材料孔隙率决定反问题
资菲菲
徐映红
徐定华
《浙江理工大学学报(自然科学版)》
2018
1
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职称材料
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