PL EN


Preferencje help
Widoczny [Schowaj] Abstrakt
Liczba wyników
Tytuł artykułu

Inverse Problem of Textile Material Design at Low Temperature Solved by a Hybrid Stochastic Algorithm

Autorzy
Treść / Zawartość
Identyfikatory
Warianty tytułu
PL
Rozwiązanie problemu inwersyjnego projektowania materiałów włókienniczych stosowanych w niskich temperaturach za pomocą hybrydowego algorytmu stochastycznego
Języki publikacji
EN
Abstrakty
EN
The inverse problem of textile material design (IPTMD) aims to determine textile materials with optimum thermal conductivities for the thickness designed in terms of the thermal comfort requirements of the wearer. In this paper, an IPTMD is presented on the basis of the physical nature of steady heat and moisture transfer in a human body-clothing-environment system. A globally convergent algorithm, the modified particle collision algorithm (MPCA), is proposed and its validity is verified. The MPCA is applied to solve the IPTMD for single-layer textile materials at low temperature. Numerical simulation results of the IPTMD proved the suitability of the IPTMD and effectiveness of the MPCA in solving complex global optimisation problems. The encouraging results indicate that the modelling method above and optimisation algorithm can be used for further applications.
PL
Problem inwersyjny projektowania materiałów włókienniczych ma na celu określenie materiałów włókienniczych z optymalną przewodnością cieplną dla grubości zaprojektowanej z uwzględnieniem komfortu termicznego i wygody użytkownika. W pracy przedstawiono problem na podstawie stałego przepływu ciepła i wilgotności pomiędzy ciałem człowieka, odzieżą a środowiskiem zewnętrznym. Zaprezentowano i zweryfikowano prawidłowość algorytmu zbieżnego, algorytmu zderzenia cząstek modyfikowanych, który jest stosowany w celu rozwiązania problemu dla jednowarstwowych materiałów włókienniczych w niskich temperaturach. Wyniki symulacji numerycznych problemu dowodzą jego przydatności i skuteczności algorytmu w rozwiązywaniu złożonych problemów optymalizacji. Zachęcające rezultaty wskazują, że powyższy sposób modelowania i algorytm optymalizacji mogą być używane do różnych zastosowań.
Rocznik
Strony
40—43
Opis fizyczny
Bibliogr. 23 poz., rys., tab.
Twórcy
autor
  • Ministry of Education, Key Laboratory of Advanced Textile Materials and Manufacturing Technology, Zhejiang Sci-Tech University (ZSTU), Hangzhou, P. R. China
autor
  • Department of Mathematics, College of Science, Zhejiang Sci-Tech University (ZSTU), Hangzhou, P. R. China
autor
  • Ministry of Education, Key Laboratory of Advanced Textile Materials and Manufacturing Technology, Zhejiang Sci-Tech University (ZSTU), Hangzhou, P. R. China
Bibliografia
  • 1. Fukazawa T, Lee G, Matsuoka T, et al. Heat and water vapor transfer of protective clothing systems in a cold environment, measured with a newly developed sweating thermal manikin. European Journal of Applied Physiology 2004; 92(6): 645-648.
  • 2. Bartels VT, Umbach KH. Water vapor transport through protective textiles at low temperatures. Textile Research Journal 2002; 72(10): 899-905.
  • 3. Havenith G. Temperature regulation, heat balance and climatic stress. In: Kirch W, Bertollini R, Menne B (Eds.) Extreme weather events and public health responses. Berlin: Springer-Verlag, 2005: 69-80.
  • 4. Henry PSH. The diffusion of moisture and heat through textiles. Discussions of the Faraday Society 1948; 3: 243-257.
  • 5. Fukazawa T, Lee G, Matsuoka T, Kano K, Tochihara Y. Heat and water vapour transfer of protective clothing systems in a cold environment, measured with a newly developed sweating thermal manikin. European Journal of Applied Physiology 2004; 92: 645-648.
  • 6. Cheng XY, Fan JT, Simulation of heat and moisture transfer with phase change and mobile condensates in fibrous insulation. International Journal of Thermal Science 2004; 43: 665-676.
  • 7. Fan JT, Cheng XY, Wen XH, Sun WW. An improved model of heat and moisture transfer with phase change and mobile condensates in fibrous insulation and comparison with experimental results. International Journal of Heat and Mass Transfer 2004; 47: 2343-2352.
  • 8. Qian XM, Fan JT. A quasi-physical model for predicting the thermal insulation and moisture vapour resistance of clothing. Applied Ergonomics 2009; 40 (4): 577-590.
  • 9. Huang CH, Yeh CY. An inverse problem in simultaneous estimating the biot numbers of heat and moisture transfer for a porous material. International Journal of Heat and Mass Transfer 2002; 45: 4643- 4653.
  • 10. Dantas LB, Orlande HRB, Cotta RM. An inverse problem of parameter estimation for heat and mass transfer in capillary porous media. International Journal of Heat and Mass Transfer 2003; 46: 1587- 1598.
  • 11. Xu DH, Cheng JX, Zhou XH. An inverse problem of thickness design for single layer textile material under low temperature. Journal of Math-for-Industry 2010; 2: 130-146.
  • 12. Xu DH, Cheng JX, Zhou, XH. A model of heat and moisture transfer through the parallel pore textiles. In: Textile Bioengineering and Informatics Symposium, Hong Kong, 2010: 1151-1156.
  • 13. Xu DH, Cheng JX, Chen YB, Ge MB. An inverse problem of thickness design for bilayer textile materials under low temperature. Journal of Physics: Conference Series 2011; 290: 012018.
  • 14. Xu DH, Chen YB, Cheng JX. Inverse problem of textile material design at low temperature. Journal of Textile Research 2011; 32: 24-28.
  • 15. Kirkpatrick S, Gelatt CD, Vecchi MP. Optimization by simulated annealing. Science 1983; 220: 671-680.
  • 16. Bertsimas D, Tsitsiklis J. Simulated annealing. Statistical Science 1993; 8: 10-15.
  • 17. Rios-Coelho AC, Sacco WF, Henderson N. A Metropolis algorithm combined with Hooke-Jeeves local search method applied to global optimization. Applied Mathematics and Computation 2010; 217: 843-853.
  • 18. Sacco WF, Filho HA, Henderson N, de Oliverira CRE. A metropolis algorithm combined with Nelder-Mead simplex applied to nuclear reactor core design. Annals of Nuclear Energy 2008; 35: 861-867.
  • 19. Zhou XH. A study on heat and water vapor transfer through waterproof breathable fabrics with micro-pore membrane under subzero climate. Doctoral thesis, Donghua University, Shanghai, China, 2005.
  • 20. Eames IW, Marr NJ, Sabir H. The evaporation coefficient of water: a review. Internatial Journal of Heat and Mass Transfer 1997; 40: 2963-2973.
  • 21. ISO 7730 2005 Ergonomics of the thermal environment - Analytical determination and interpretation of thermal comfort using calculation of the PMV and PPD indices and local thermal comfort criteria, p. 23.
  • 22. Rosenbrok HH. An automatic method for finding the greatest or least value of a function. The Computer Journal 1960; 3: 175-184.
  • 23. Yao M. The science of textile material 2nd Ed. Beijing: China Textile and Apparel Press, 2000: 438.
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.baztech-0ac88ebd-7147-417f-b9eb-e3fae46ec659
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.