织物湿热传递的仿真系统

摘要

本发明公开了一种单独对织物进行仿真以获取某一织物在某一具体环境条件下热湿情况的仿真系统，包括前处理模块和后处理模块。所述织物湿热传递的仿真系统通过收集织物的材料属性、环境条件等信息，然后根据已经建立的数学模型进行仿真计算，最后将织物的仿真结果用图像处理技术和数值分析手段形象地模拟出来。本发明为研究人员研制新型织物提供必要的理论分析工具，与其它同类软件系统相比，其最大特点在于提供了单独对织物的热湿传递过程进行仿真的系统，其优点在于仿真精确度高，速度快，用户操作方便，仿真结果直观形象，软件可重用度高。

说明书

技术领域

本发明涉及一种仿真系统，尤其涉及一种织物湿热传递的仿真系统。

背景技术

服装舒适性在很大程度上取决于服装材料是否具有在短时间内将人体皮肤表面汗液吸入织物中，并使汗液通过织物很快转移，在服装表面快速蒸发，以保持人体皮肤表面和服装内侧环境的干爽。也就是说，人们在着装状态下，身体与环境之间处于不断的热量交换中，人体本身产生的水分与周围环境中的水分之间能量交换的平衡决定了人体的舒适感觉，而服装起着调节这种热量和水分的传递，即热湿传递的作用，这就要求织物材料必须具有良好的吸湿、传湿和放湿性能。

研究人员一直在尝试研究各种新型织物材料，提高服装的热湿舒适性，以满足消费者对服装的更高要求；另一方面，消费者也希望对所购买的服装的热湿舒适程度有直观而科学的了解和认识。在这种背景下，需要有一种计算机模拟系统，能对织物的热湿传递进行直观地模拟，从而辅助研究人员和消费者快速直观的了解服装的热湿舒适性。但在目前，单独对织物进行仿真的计算机产品还属于空缺。

发明内容

本发明要解决的技术问题针对现有技术中缺少对服装的织物材料的热湿传递过程进行仿真的缺陷，提供一种织物湿热传递的仿真系统。

本发明通过以下技术方案来解决上述技术问题：提供一种织物湿热传递的仿真系统，通过收集织物的材料属性，环境条件等信息，然后根据已经建立的数学模型进行仿真计算，最后将对该织物的仿真结果用图像处理技术和数值分析手段形象地模拟出来。

本发明所述的织物湿热传递的仿真系统，包括前处理模块和后处理模块。

在本发明所述的织物湿热传递的仿真系统中，所述前处理包括信息采集子模块和仿真计算子模块。

所述信息采集子模块包括纺织材料属性定义，边界环境条件设定，初始环境条件设定，以及仿真控制条件设置。其中，所述纺织材料属性定义主要是对织物材料的属性进行定义，包括织物类型，织物密度，织物半径和织物中水蒸气的扩散率；所述边界环境条件设定和初始环境条件设定，主要是织物所处的边界与周围环境的温度和相对湿度的设定，这些因素能很大程度地影响织物的仿真结果；所述仿真控制条件设定，则主要是对仿真数据控制采集的频率和仿真时间的控制。

所述仿真计算子模块包括对织物的吸湿或放湿过程的仿真和对织物与外界环境对流过程的仿真。其中，对织物的吸湿或放湿过程的仿真，主要是通过建立相应的数学模型，借助于相应的控制方程，对织物在某一环境条件下的吸湿或放湿而引起织物自身温度，水蒸气含量等变化进行仿真计算的过程。所述的对织物与外界环境对流过程的仿真，主要是通过建立相应的数学模型，借助于边界条件控制方程对织物与外界环境的对流而引起织物自身温度等条件的变化进行仿真计算的过程。

在本发明所述的织物湿热传递的仿真系统中，所述后处理模块包括可视化处理子模块和数值分析子模块，其中，可视化处理子模块将仿真结果中的织物各层上的水蒸气浓度随时间的变化情况用图像表示出来，数值分析子模块是将织物的温度随时间的变化情况，织物的平均水蒸气浓度随时间的变化趋势，织物的平均稀释率随时间的变化情况等用二维坐标系描述出来。

实施本发明的湿热传递的仿真系统，具有以下有益效果：1)采用控制织物吸湿/放湿过程的方程和控制织物与外界对流的边界方程相结合的系统，使仿真结果精确度高；2)采用优化的离散化系统对控制方程(偏微分方程)进行求解，大大提高了仿真速度；3)采用可视化处理和数值分析相结合的系统，使得仿真结果直观形象；4)本发明织物材料的仿真系统可以集成到更复杂的其他织其它真系统中，使得本发明具有很高的可重用度。

附图说明

图1是本发明织物热湿传递的仿真系统的结构示意图；

图2是实施本发明织物热湿传递的仿真系统的流程图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步说明。

在图1示出的本发明织物热湿传递的仿真系统的结构示意图中，在前处理模块的信息采集子模块中，设定相应内容，包括织物属性定义，边界条件设定，初始环境设定和控制条件设定；数据进入到仿真计算子模块后，对所模拟对象进行计算仿真，包括热湿传递过程和边界条件的仿真；最后，计算仿真的结果被输入到后处理模块，并通过可视化图像和动画显示出来。

在图2示出的本发明织物热湿传递的仿真系统的实施流程图中，用户先将信息输入到仿真系统中，系统采集信息后，对信息进行计算仿真，并分析计算仿真的结果，最终以图像或二维坐标图等可视化形式输出，反馈给用户。