Determination of Material Thicknesses in Protective Clothing for Firefighters

The basic protective clothing for firefighters does not contact the flame and provides a relatively short exposure time to heat flux of prescribed density. Simultaneously the structure is subjected to sweat diffusion from the skin. The problem is determined mathematically by means of second-order differential equations accompanied by a set of boundary and initialconditions. Determination of the material thicknesses is gradient oriented. The optimal thicknesses are determined as a numerical example.

Podstawowy ubiór dla strażaków jest obciążony działaniem ciepła ze źródła zewnętrznego i wilgoci ze skóry. Ten rodzaj ubioru nie powinien kontaktować się z płomieniem. Problem jest określany za pomocą równań transportu ciepła i masy oraz zależności opisującej dyfuzję Ficka, wraz z warunkami brzegowymi i początkowymi. Optymalizacja grubości materiału jest zorientowana gradientowo, wrażliwość pierwszego rzędu funkcjonału celu jest włączona w procedurę optymalizacji. W artykule zaprezentowana została numeryczna optymalizacja grubości materiałów i dodatkowych wolnych przestrzeni.