本技术涉及一种电加热服传热模拟方法、设备和介质,其中,方法包括:建立关于电加热服的电加热着装传热模型及电加热织物系统传热模型;建立两个模型的结合应用方法;对两个模型的结合应用方法进行验证实验,得到通过验证实验的电加热着装传热模型、电加热织物系统传热模型、以及结合应用方法;基于通过验证实验的两个模型、以及结合应用方法,建立用于指导电加热着装传热模型加热部位温度设置的温度预测模型;或者,改变通过验证实验的电加热着装传热模型中加热片的参数进行模拟实验,并建立用于指导电加热服的设计的皮肤温度预测模型。本发明构建了电加热织物系统模型与电加热服着装模型相结合的应用方法,使电加热服的模拟结果更真实。
背景技术
电加热服具有发热速度快、保暖效率高、轻薄可洗等优点,是当下应用最广泛的加热防寒服。目前对于电加热服装设计与性能评价,较为普遍的方法是进行暖体假人或真人实验,但实验可设置参数有限、实验周期长,且无法对其传热机制做进一步研究。目前,电加热服装参数设计对其传热性能的作用机制仍然不够明晰,导致电加热服装设计缺乏科学依据。
近年来,基于计算机流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)理论构建数值模型的方法被引入服装热舒适研究领域中,通过模拟预测某些条件下的实验结果,对实验机理进行数值计算及可视化分析,在保证模型和仿真结果准确性的情况下,可以大大降低实验成本。同时其灵活的参数调节功能方便对影响因素及其相关关系开展系统性的科学研究。目前对于服装方面的模拟研究主要分为织物模拟和人体着装模拟两个层面。公开号为CN104809269A、CN117933003A的中国专利采用不同建模方式分别对织物传热过程进行了模拟,织物模型可对织物的多层组合、组织结构进行精确仿真,但由于二维织物与三维服装的差异,无法对真实着装情况下的不规则衣下空气层传热进行模拟。着装模型可以对人体与服装的真实形态下的交互传热过程进行模拟,但由于网格数量庞大,多物理场耦合复杂度高,导致模拟对计算机运算能力要求很高,模型往往简化面料的真实结构,并直接在服装表面设定加热功率或加热温度。而实际电加热防寒服均为多层织物结构,加热片置于服装内部,受服装多层织物及空气层的影响,加热片热量传递至服装表面的实际温度与加热片加热温度之间具有一定差异,因此直接在服装模型表面设定加热温度不符合真实传热情况,无法将电加热片在服装多层织物间的传热进行模拟,影响传热实验结果。除此之外,目前的着装模型研究均为单件服装,不符合寒冷环境下的穿着情况。
由此可见,现有技术无法真实反映电加热服装内复杂的三维热传递特征,从而无法准确地设计电加热服装。
实现思路