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2024年12月·第52卷·第12期SHANGHAITEXTILESCIENCETECHNOLOGY上海纺织科技

Vol.52No.12,2024研究报告

婴幼儿睡袋热传递的有限元模型构建与分析

冯子卿，马颜雪1-2，雷敏，薛文良12，李毓陵1,2

（1.东华大学纺织学院，上海201600）

（2.东华大学纺织面料技术教育部重点实验室，上海201600）

摘要：在不同环境条件下选择合适的婴幼儿睡袋产品对于维持婴幼儿热舒适性有着重要作用。借助COMSOL有限元软件

建立“婴幼儿人体-睡袋-环境”的三维几何模型，主要包括婴幼儿人体热源、睡袋、衣下微气候层以及环境空气域4个

部分，探究不同环境温度下睡袋保暖性以及婴幼儿局部皮肤温度与睡袋保暖性之间的关系。通过模拟不同环境温度

条件下睡袋的温度分布，计算睡袋保暖性和微气候温度，并采用样品测试对该模型进行验证。结果显示：微气候温度

和热阻值的模拟值与试验值的相对误差都较小，具有良好的吻合性，所建立的有限元模型具有较好的热传递模拟效

果；微气候温度与环境温度呈正相关线性关系，并得到婴幼儿睡袋维持热舒适性的环境温度区间；婴幼儿不同身体部

位与睡袋之间的微气候温度有较大差异，在睡袋产品设计上可对躯干部位和腿部部位进行分区域保暖设计。

关键词：婴幼儿睡袋；热传递；数值模拟；温度分布；热阻

中图分类号：TS911.73文献标志码：B文章编号：1001-2044(2024)12-0001-07

Constructionandanalysisoffiniteelementmodelforheattransferininfantsleepingbag

FENGZiqing”,MAYanxue2,LEIMin,XUEWenliang2,LIYuling?

(1.CollegeofTextiles,DonghuaUniversity,Shanghai201600,China)

(2.KeyLaboratoryofTextileScienceTechnology,MinistryofEducation,Shanghai201600,China)

Abstract:Choosingsuitableinfantsleepingbagsunderdifferentenvironmentalconditionsplaysanimportantroleinmaintainingthermal

comfortofinfants.Athree-dimensional(3D)numericalmodelof“infantbody-sleepingbag-environmentisestablishedbythefinite

elementsoftwareCOMSOL,includingfourparts:infantbodyheatsource,sleepingbag,underclothingmicroclimatelayer,andthe

ambient-airdomain,toinvestigatethewarmthofsleepingbagsatdifferentambienttemperaturesandtherelationshipbetweenlocalskin

temperatureandthewarmthofsleepingbagsininfantsandyoungchildren.Thetemperaturedistributionofthesleepingbagissimulatedin