[发明专利]服装仿真方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及服装领域，更具体地说，涉及一种服装热生理功能仿真方法和系统。

背景技术

随着人们对服装舒适性需求的不断提高，技术人员需要对服装的舒适程度进行更加深入的研究和仿真，以设计出更加舒适的个性化的服装。因此，需要一种计算机模拟系统，它应能够对织物的舒适性进行快速直观地仿真和展示。目前在现有技术中尚缺乏这样的服装仿真设计系统。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述尚未实现服装仿真设计的缺陷，提供一种服装的仿真方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种服装的仿真方法，包括以下步骤：

S1，通过参数定义模块(301)向所述仿真体系(100)输入参数，所述输入参数包括服装材料的物理参数、人体热生理参数、环境气候参数和人体活动行为参数；

S2，建立人体-服装-环境的仿真体系(100)，所述仿真体系包括环境气候边界模型(101)、多节点的人体热生理平衡调节数学模型(102)和服装与环境热湿传递交换数学模型(103)；以及

在所述仿真体系(100)中，建立多节点的模块化的计算模型(106)，所述模块化的计算模型(106)包括边界条件模块(201)、热湿调节模块(202)和服装模拟模块(203)；其中，

针对所述环境气候边界模型(101)和人体热生理平衡调节数学模型(102)，分别建立服装环境数字仿真方程(104)和人体热生理平衡调节数字仿真方程(105)；

所述计算模型(106)根据所输入的参数对所述环境气候边界模型(101)、多节点的人体热生理平衡调节数学模型(102)和服装与环境热湿传递交换数学模型(103)进行更新，并依据所述服装环境数字仿真方程(104)和人体热生理平衡调节数字仿真方程(105)求解出仿真数据。

S3，基于所述更新及所述仿真数据，利用图像输出模块(401)输出3D图形，并显示服装的热湿性能评价。

优选地，在本发明所述的服装仿真方法中，所述多节点的人体热生理平衡调节数学模型包括以下节点模型：头部模型、躯干模型、上肢模型和手模型、下肢模型和脚模型，所述人体热生理平衡调节数学模型中每个节点模型分别包括以下层次：血液、肌肉、脂肪和皮肤。

优选地，在本发明所述的服装仿真方法中，在步骤S1中对所述人体热生理平衡调节数学模型中每个节点模型进行生理描述，所述生理描述包括对穿着者性别、年龄、种族、身高和体重的描述。

优选地，在本发明所述的服装仿真方法中，在步骤S1建立所述服装与环境热湿传递交换数学模型时，分节点进行材料描述和功能性描述，所述材料描述包括对服装的纤维属性和织物属性的描述，所述功能性描述包括对服装的款式、松紧度和覆盖率的描述。

在本发明所述的服装仿真方法中，步骤S1中所述服装环境数字仿真方程包括：

水蒸气平衡方程

其中，ε表示织物的孔隙度；S表示纤维的表面体积比；ρ_v表示水蒸气的密度；t表示时间；C_f表示纤维织物内的水蒸气浓度；T表示纤维的温度；表示水蒸气蒸发冷凝传质系数，h_l→g表示单位体积纤维内部水蒸气的质量，ρ_vs(T)表示温度T下的饱和水蒸气密度，表示单位体积织物中水蒸气的质量；

液态水平衡方程

其中，ε表示织物的孔隙度；S表示纤维的表面体积比；ρ_w液态水的密度；T表示纤维的温度；t表示时间；h_l→g表示单位体积纤维内部水蒸气的质量；ρ_vs(T)表示温度T下的饱和水蒸气密度；ρ_v表示水蒸气的密度；

能量平衡方程

其中，c_v表示织物的体积热容；T表示纤维的温度；t表示时间；λ表示水的蒸发热；ε表示织物的孔隙度；C_f表示纤维织物内的水蒸气浓度；h_vap表示蒸发传热系数；S表示纤维的表面体积比；h_l→g表示单位体积纤维内部水蒸气的质量；ρ_vs(T)表示温度T下的饱和水蒸气密度；ρ_v表示水蒸气的密度；W表示水分传递阻；K_mix为织物的有效导热系数；

空气压力平衡方程