着装热湿模拟中面料湿传递参数的确定和应用

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人体通过服装这一阻碍向外环境进行热湿传递,在着装热湿系统中,热湿传递是耦合的,两者都对衣下微环境有决定性影响。着装热湿系统的计算机模拟越来越多被应用于预测衣下微环境和评价着装舒适性。然而,目前大部分模拟中都把焦点放在热传递,而忽略了湿传递的影响。服装作为多孔介质层,允许水蒸气透过,这个透湿性能会直接影响衣下微环境,并进一步影响着装舒适性。要在着装数值模拟中进行湿传递的模拟,就需要相应的表征水蒸气透过面料的性能参数,真实的反应不同面料的透湿性能。本文目的是提出一种获得应用于着装热湿模拟中表征面料的湿传递性能参数的方法。本文为了获得面料的湿传递参数,首先对棉、化纤和真丝三种面料进行了透湿性能测试,得到了其在风速为0.3m/s和1m/s下的透湿率。然后建立了面料透湿杯测试的数值模型,在标准风速0.3m/s下对三种面料进行透湿杯的数值模拟,多次调节面料的多孔介质的黏性阻力参数和惯性阻力参数进行模拟,直至模拟结果的透湿率和实测结果的偏差在5%以内,此时的多孔介质阻力参数可作为该面料的湿传递参数。通过进行1m/s风速的数值模拟结果和实测结果的比较,进一步验证了该参数的可靠性。为了进一步验证面料的湿传递参数在着装模拟中的可靠性,首先进行了真人着装实验,测量了棉、化纤和真丝三种不同面料的衬衫在两种不同代谢产热水平(静坐和慢走)下的不同部位的皮肤温度、衣下微环境温湿度这三个参数。建立了着装热湿传递模型,对真人着装实验进行了模拟,通过实验结果和模拟结果的对比,结果偏差在5%以内,验证了本文提出的方法可以给着装热湿传递模拟提供有效的面料湿传递参数。本文提出了一种能确定面料的湿传递参数的方法,并将其应用于CFD着装热湿传递数值模拟中,希望能有助于着装热湿模拟思路的拓展。
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