人体着装动态热湿舒适性的仿真研究

• 作 者: 高瑞霞
• 出 处: 青岛大学
• 发表日期: 2005年期
• 关键词: 动态仿真 热湿传递 着装舒适性 数学模型 离散求解

本文综述分析了人体着装热湿舒适性的科学内容和发展史,回顾总结了前人对人体着装热湿舒适性的研究方法,全面分析了着装过程中的各种热湿传递现象及影响因素。 本文着重对人体着装热湿舒适性进行了动态仿真研究。 首先,以人体—服装—环境体系为研究对象,应用表征性体积单元的概念及连续介质的分析方法,依据质量、能量、动量守恒等基本定律,结合热湿传输特性,综合考虑传导、对流、辐射、扩散、相变、热湿耦合等现象,在一定的假设条件下,建立了反映人体着装动态过程湿分和温度分布的数学模型,并对相关参数进行了定性分析。 然后,采用有限差分法中的隐式差分格式对机理模型进行了三维离散化处理,并将满足机理模型的方程式转换为节点方程式。 进一步,利用Matlab语言编制了反映人体-服装-环境体系内部温度场、湿分浓度场等物理量场的计算机程序,利用这一程序获得了在多种场协同作用下反映人体着装过程的多种物理量的动态变化图,以及各网格节点处的温湿度值和这些参数值在空间、时间上的变化规律,同时利用所编程序对人体在不同活动工况下的热湿特性进行动态模拟,分析了热湿传递的规律以及温湿度场在着装体系内的分布情况。 最后,利用已有的且被广大科研工作者认可的实验数据验证了本文建立的机理模型,并把验证过的机理模型模拟实际情况下人体着装的动态热湿传递过程,结果发现吻合较好,达到了本课题研究的目的。