[發(fā)明專(zhuān)利]織物濕熱傳遞的仿真系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910170902.9
• 申請(qǐng)日: 2009-08-18
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101661526A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-03-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李毅;毛愛(ài)華;王若梅;羅笑南;王眾
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 香港紡織及成衣研發(fā)中心
• 主分類(lèi)號(hào): G06F17/50
• 分類(lèi)號(hào): G06F17/50
• 代理公司: 深圳市順天達(dá)專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 郭偉剛

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種仿真系統(tǒng)，尤其涉及一種織物濕熱傳遞的仿真系統(tǒng)。

背景技術(shù)

服裝舒適性在很大程度上取決于服裝材料是否具有在短時(shí)間內(nèi)將人體皮 膚表面汗液吸入織物中，并使汗液通過(guò)織物很快轉(zhuǎn)移，在服裝表面快速蒸發(fā)， 以保持人體皮膚表面和服裝內(nèi)側(cè)環(huán)境的干爽。也就是說(shuō)，人們?cè)谥b狀態(tài)下， 身體與環(huán)境之間處于不斷的熱量交換中，人體本身產(chǎn)生的水分與周?chē)h(huán)境中 的水分之間能量交換的平衡決定了人體的舒適感覺(jué)，而服裝起著調(diào)節(jié)這種熱 量和水分的傳遞，即熱濕傳遞的作用，這就要求織物材料必須具有良好的吸 濕、傳濕和放濕性能。

研究人員一直在嘗試研究各種新型織物材料，提高服裝的熱濕舒適性， 以滿足消費(fèi)者對(duì)服裝的更高要求；另一方面，消費(fèi)者也希望對(duì)所購(gòu)買(mǎi)的服裝 的熱濕舒適程度有直觀而科學(xué)的了解和認(rèn)識(shí)。在這種背景下，需要有一種計(jì) 算機(jī)模擬系統(tǒng)，能對(duì)織物的熱濕傳遞進(jìn)行直觀地模擬，從而輔助研究人員和 消費(fèi)者快速直觀的了解服裝的熱濕舒適性。但在目前，單獨(dú)對(duì)織物進(jìn)行仿真 的計(jì)算機(jī)產(chǎn)品還屬于空缺。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中缺少對(duì)服裝的織物材料的熱濕 傳遞過(guò)程進(jìn)行仿真的缺陷，提供一種織物濕熱傳遞的仿真系統(tǒng)。

本發(fā)明通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)解決上述技術(shù)問(wèn)題：提供一種織物濕熱傳遞 的仿真系統(tǒng)，通過(guò)收集織物的材料屬性，環(huán)境條件等信息，然后根據(jù)已經(jīng)建 立的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行仿真計(jì)算，最后將對(duì)該織物的仿真結(jié)果用圖像處理技術(shù)和 數(shù)值分析手段形象地模擬出來(lái)。

本發(fā)明所述的織物濕熱傳遞的仿真系統(tǒng)，包括前處理模塊和后處理模塊。

在本發(fā)明所述的織物濕熱傳遞的仿真系統(tǒng)中，所述前處理包括信息采集 子模塊和仿真計(jì)算子模塊。

所述信息采集子模塊包括紡織材料屬性定義，邊界環(huán)境條件設(shè)定，初始 環(huán)境條件設(shè)定，以及仿真控制條件設(shè)置。其中，所述紡織材料屬性定義主要 是對(duì)織物材料的屬性進(jìn)行定義，包括織物類(lèi)型，織物密度，織物半徑和織物 中水蒸氣的擴(kuò)散率；所述邊界環(huán)境條件設(shè)定和初始環(huán)境條件設(shè)定，主要是織 物所處的邊界與周?chē)h(huán)境的溫度和相對(duì)濕度的設(shè)定，這些因素能很大程度地 影響織物的仿真結(jié)果；所述仿真控制條件設(shè)定，則主要是對(duì)仿真數(shù)據(jù)控制采 集的頻率和仿真時(shí)間的控制。

所述仿真計(jì)算子模塊包括對(duì)織物的吸濕或放濕過(guò)程的仿真和對(duì)織物與外 界環(huán)境對(duì)流過(guò)程的仿真。其中，對(duì)織物的吸濕或放濕過(guò)程的仿真，主要是通 過(guò)建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型，借助于相應(yīng)的控制方程，對(duì)織物在某一環(huán)境條件下 的吸濕或放濕而引起織物自身溫度，水蒸氣含量等變化進(jìn)行仿真計(jì)算的過(guò)程。 所述的對(duì)織物與外界環(huán)境對(duì)流過(guò)程的仿真，主要是通過(guò)建立相應(yīng)的數(shù)學(xué)模型， 借助于邊界條件控制方程對(duì)織物與外界環(huán)境的對(duì)流而引起織物自身溫度等條 件的變化進(jìn)行仿真計(jì)算的過(guò)程。

在本發(fā)明所述的織物濕熱傳遞的仿真系統(tǒng)中，所述后處理模塊包括可視 化處理子模塊和數(shù)值分析子模塊，其中，可視化處理子模塊將仿真結(jié)果中的 織物各層上的水蒸氣濃度隨時(shí)間的變化情況用圖像表示出來(lái)，數(shù)值分析子模 塊是將織物的溫度隨時(shí)間的變化情況，織物的平均水蒸氣濃度隨時(shí)間的變化 趨勢(shì)，織物的平均稀釋率隨時(shí)間的變化情況等用二維坐標(biāo)系描述出來(lái)。

實(shí)施本發(fā)明的濕熱傳遞的仿真系統(tǒng)，具有以下有益效果：1)采用控制織 物吸濕/放濕過(guò)程的方程和控制織物與外界對(duì)流的邊界方程相結(jié)合的系統(tǒng)，使 仿真結(jié)果精確度高；2)采用優(yōu)化的離散化系統(tǒng)對(duì)控制方程(偏微分方程)進(jìn) 行求解，大大提高了仿真速度；3)采用可視化處理和數(shù)值分析相結(jié)合的系統(tǒng)， 使得仿真結(jié)果直觀形象；4)本發(fā)明織物材料的仿真系統(tǒng)可以集成到更復(fù)雜的 其他織其它真系統(tǒng)中，使得本發(fā)明具有很高的可重用度。

附圖說(shuō)明

圖1是本發(fā)明織物熱濕傳遞的仿真系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是實(shí)施本發(fā)明織物熱濕傳遞的仿真系統(tǒng)的流程圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。

在圖1示出的本發(fā)明織物熱濕傳遞的仿真系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖中，在前處 理模塊的信息采集子模塊中，設(shè)定相應(yīng)內(nèi)容，包括織物屬性定義，邊界條件 設(shè)定，初始環(huán)境設(shè)定和控制條件設(shè)定；數(shù)據(jù)進(jìn)入到仿真計(jì)算子模塊后，對(duì)所 模擬對(duì)象進(jìn)行計(jì)算仿真，包括熱濕傳遞過(guò)程和邊界條件的仿真；最后，計(jì)算 仿真的結(jié)果被輸入到后處理模塊，并通過(guò)可視化圖像和動(dòng)畫(huà)顯示出來(lái)。

在圖2示出的本發(fā)明織物熱濕傳遞的仿真系統(tǒng)的實(shí)施流程圖中，用戶先 將信息輸入到仿真系統(tǒng)中，系統(tǒng)采集信息后，對(duì)信息進(jìn)行計(jì)算仿真，并分析 計(jì)算仿真的結(jié)果，最終以圖像或二維坐標(biāo)圖等可視化形式輸出，反饋給用戶。