[发明专利]一种多尺度框架下的热物理传输数值仿真方法

摘要

本发明公开了一种多尺度框架下的热物理传输数值仿真方法,提出了一组多尺度非线性模型用来描述人体，织物，纤维材料和相变材料颗粒之间的混合型耦合热湿传输；所述多尺度模型整合了上述实体之间的动态热边界条件，采用了耦合偏微分方程描述，所述偏微分方程通过有限体积方法进行离散化。同时，考虑到不同的穿戴情景，提出了智能保暖服装数字化仿真的方案。在智能保暖服装的工程设计过程中，利用本发明提出的仿真方案，可以提前评估服装的热智能质量，从而降低设计成本。

主权项

1.一种多尺度框架下的热物理传输数值仿真方法，其特征在于，包括：S1、建立米级生物热传输模型：建立身体节点模型：人体分为六部位，每部位有四层；所有部位中的层都被视为单独的节点，通过一个代表全身血液循环的中央血液节点连接起来；在每个部位内，热量通过传导传递到各层；血液节点通过对流与所有其他节点交换热量；建立每个身体节点的热平衡方程；S2、建立毫米级耦合的热湿传输模型：服装的织物具有毫米级的厚度，织物中的热量和湿度平衡方程以厚度尺寸给出；考虑PCM引起的相变现象，纤维的吸潮/解吸或水汽凝结/蒸发，瞬态过程中的湿热传输过程动态耦合，同时考虑压力对热湿传递的影响，建立方程；S3、建立微米级的吸湿/解吸模型；在织物中，纤维与邻近空气之间的水分交换穿过纤维半径；当空隙中存在水分时，纤维会持续吸收水分，直到水分饱和；另一方面，它解吸额外的水分以达到与周围空气的平衡，考虑到这个两阶段过程，建立方程；S4、建立纳米级的储热模型；针对PCM颗粒，织物中位置x处的PCM球的热控制方程可通过表示在径向坐标中的来自微球的总热损失率来模拟，以此建立控制方程；S5、求解上述所有模型方程，实现多尺度框架下的热物理传输数值仿真。