为了探讨相变服装内热湿传递机理,指导相变服装的设计,本文从织物内热湿传递机理出发,首先建立和发展了含单一类型相变微胶囊的服装内热湿传递机理模型。模型中考虑了相变微胶囊内相变材料的相变过程,相变微胶囊与织物的热传递、辐射、纤维的吸湿性/放湿性以及热湿耦合作用。模型方程采用控制体积法进行了求解。数值解与实验结果进行了对比,表明了模型具有满意精度。同时利用该模型研究了环境湿度对含相变微胶囊织物的热湿特性的影响。然后,发展了含多种类型相变材料微胶囊的服装内热湿传递耦合模型,研究了附加多种类型的相变微胶囊织物的热特性。最后,联合含相变微胶囊的织物热湿耦合模型和改进的25节点人体热调节模型,建立了人体-含相变微胶囊服装-环境动态热湿传递模型。应用该联合模型研究了相变微胶囊含量、分布和服装的接触状态对人体热响应的影响。结论表明:(1)环境的相对湿度对相变微胶囊的作用效果有重要影响;当服装温差比较小的情况下,服装内部的辐射热交换可以忽略不计。(2)相变材料的加入可以延迟服装温度、湿度的变化,延迟效果随相变材料的增加而更佳。加入多种材料相变微胶囊可以实现多步延迟,增大调节范围。(3)含相变微胶囊的服装能够延迟人体的皮肤温度升高;服装层之间非接触在延迟皮肤温度升高和减少汗水积聚量方面较接触状态具有更好的效果。这些模拟结论可以为相变服装的设计提供定性的指导。本文发展的模型可以为智能相变服装的相变材料设计提供定量化指导,具有工程应用价值。