CN114491930A - 一种运动着装人体热生理仿真方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种运动着装人体热生理仿真方法，该方法步骤包括：初始化人体、服装、环境变量和边界参数；仿真计算人体的生理信号、生理调节参数和热生理状态数值，按照时间步长迭代计算；按照服装内表层和人体的不同的接触状态，设定内层织物的边界条件，根据多层织物的热湿仿真模型在时间步长和织物厚度方向上进行迭代仿真计算；求解纤维湿度吸附模型，求解织物的每个厚度步长的水蒸气、液态水质量守恒方程、热量守恒方程；更新织物边界条件参数；仿真计算人体不同部位血流热损失；按照边界模型更新每个部位的边界值；时间达到活动时间则输出仿真结果。本发明综合考虑了人体服装微环境中的服装通风效应，较好地预测运动着装人体的热生理状态。
Description
技术领域
本发明涉及服装仿真技术领域，具体涉及一种运动着装人体热生理仿真方法。
背景技术
运动着装人体的热生理预测问题是一个复杂的问题，在建模中，不仅考虑多节点的人体热生理调节模型、服装动态热湿模型与服装人体边界模型的相互耦合影响，还要考虑到“运动”这一特征。运动着装人体和非运动着装人体热生理调节相比，其生理参数会随着运动进程的推进而发生变化。从衣服的底部到领口是一个具有流通性的整体空间，由于人体、服装和环境之间具有热湿差，会使得微环境(人体和服装间)中的空气层会进行扩散和排出，从而起到热湿交换作用。运动中，尤其是身着宽松的衣物，可能出现人体和服装间的空气厚度动态变化，从而影响服装的通风效应。这样会导致微环境中的空气层突然的被挤出，在这过程中，同样会带走水分和热量，这也是服装通风效应所引起的。因此，为了更加高效和准确的预测运动中着装人体热生理指标，在现有的着装人体热生理仿真的研究基础上，叠加考虑运动中服装的通风效应影响非常重要。
人体、衣服和环境之间的动态交互和传递都是通过边界微环境进行的，人体服装的边界微环境是指位于人体皮肤与服装内表面之间的衣下空气层，服装开口主要影响人体和服装的边界处的热湿交换，边界模型主要描述人与服装系统之间热湿相互作用，经典模型对着装人体的热生理仿真采用25节点人体热生理模型与多层织物热湿传递模型结合，再通过边界模型定义服装、人体和环境之间的热湿相互作用，而经典模型尚未将服装通风效应考虑进去。
运动过程中，综合考虑服装通风效应的人体-服装-环境的热湿仿真模型，关键问题包含以下两点：(1)在现有模型的基础上，如何在人体皮肤表面层和服装内层的边界条件定义中，综合考虑人体服装通风效应；(2)服装通风效应的物理含义和如何利用数学模型来表示其传热和传湿效应以及热湿传递耦合效应。
发明内容
为了克服现有技术存在的缺陷与不足，本发明提供一种运动着装人体热生理仿真方法，建立考虑服装开口对服装—人体—环境的热湿传递影响的数学模型，并建立计算机仿真模型，最后在确定条件下(输入参数值确定)，输出人体以及服装表面温湿度的变化结果，综合考虑了人体服装微环境中可能产生的服装通风效应，解决了运动着装人体，尤其身着宽松服装或者开口服装进行运动的人体在运动过程中由于服装通风效应对人体-服装系统中热湿传递影响。
本发明的第二目的在于提供一种运动着装人体热生理仿真系统。
本发明的第三目的在于提供一种存储介质。
本发明的第四目的在于提供一种计算设备。
为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种运动着装人体热生理仿真方法，包括下述步骤：
初始化人体、服装和环境变量；
针对每个活动开始时刻，对每个人体部位初始化边界参数；
针对人体的每个部位，人体热生理调节模型仿真计算人体生理信号、人体生理调节参数、人体的热生理状态数值，按照时间步长迭代计算；
按照服装内表层和人体的不同的接触状态，设定内层织物的边界条件，根据多层织物的热湿仿真模型在时间步长和织物厚度方向上同时进行迭代仿真计算；
求解纤维湿度吸附模型，求解织物的每个厚度步长的水蒸气、液态水质量守恒方程、热量守恒方程；
更新织物边界条件参数；
仿真计算人体不同部位血流热损失；
按照边界模型更新每个部位的边界值；
判定时间步长与活动时间的关系，时间达到活动时间则输出仿真结果。
作为优选的技术方案，所述初始化人体、服装和环境变量，包括人体的生理参数，服装材质、款式、松紧程度、覆盖率、开口情况，以及环境温度、湿度、气压、风速。
作为优选的技术方案，所述人体热生理调节模型仿真计算人体生理信号、人体生理调节参数、人体的热生理状态数值，按照时间步长迭代计算，具体步骤包括：
确定边界参数，通过人体25节点的热生理模型的受控被动系统和主动系统，计算人体部位生理信号值、计算并确认生理调节参数值，再迭代一个时间步长计算热生理状态的值，最后更新参数值。
作为优选的技术方案，对着装人体进行的活动在时间方向进行步长分割，利用人体的上一时间节点的热生理状态在皮肤层、脂肪层、肌肉层和核心层分别在时间步长进行一次迭代运算，计算出在下一时间节点人体六部位的皮肤层、脂肪层、肌肉层以及核心层的温度，具体表示为：
核心层温度：
肌肉层温度:
脂肪层温度:
皮肤层温度:
其中，i表示身体部位编号，j表示每个部位的四个层次，C(i,j)是体节点的热容量，Q(i,j)、E(i,j)、BC(i,j)和TD(i,j)分别是代谢热、蒸发热损失、血流热损失和热传导热损失，H(i)×(T(i,4)-TC(i))表示对流损失热量。
作为优选的技术方案，所述求解织物的每个厚度步长的水蒸气、液态水质量守恒方程、热量守恒方程，具体仿真计算公式为：
水蒸气质量守恒方程：
液态水质量守恒方程：
能量守恒方程：
其中，t代表时间步长方向，x代表织物厚度方向，εa表示织物空隙中水蒸气占比，Ca表示水蒸气热容，Kmix是热传导系数，Da表示水蒸气在织物空隙的扩散系数，Dl表示液态水在织物中的扩散系数，εl表示指在织物空隙中液态水占比，ρl表示液态水密度，Γf表示吸附率，Γlg表示水蒸气或液态水的冷凝或蒸发率；Cv表示织物的热容，τa表示水蒸气在织物扩散的曲率。
作为优选的技术方案，所述仿真计算人体不同部位血流热损失，基于人体热生理调节模型中心节点与其他节点进行热量交换，具体计算公式表示为：
其中，C表示热容、T表示温度，BC表示血流热损失。
作为优选的技术方案，所述按照边界模型更新每个部位的边界值，基于服装和人体接触面构建水蒸气、液态水质量守恒方程以及能量守恒方程：
织物内表面水蒸气质量守恒方程表示为：
其中，εa表示织物空隙中水蒸气占比，Ca表示水蒸气热容，Da表示水蒸气在织物空隙的扩散系数，τa表示水蒸气在织物扩散的曲率，pm表示水蒸气质量通风率，
表示服装通风效应引起服装内表面的水蒸气浓度变化，
表示服装内表层被对流效应引起蒸汽浓度变化；
服装内表面上的能量守恒方程表示为：
其中，ph为微环境服装热量通风率，(1ph)Hc(Tsk-T0)表示对流效应传递的热量，λlghlg(Csk-C*(T0))表示蒸发或冷凝过程的热量，phEsk表示服装通风效应的热量；
两层织物间微环境中的水蒸气质量守恒方程表示为：
其中，
表示微环境中对流过程引起水蒸气质量变化，
表示服装通风效应产生的水蒸气质量变化；
两层织物间微环境中热量平衡方程表示为：
其中，phEfab表示服装通风效应产生的热量变化，(1-ph)Hc(TOB-T0)表示两个织物层之间微环境热平衡受热对流的热量变化，
表示蒸发或冷凝过程产生的热量变化，Kmix表示热传导系数。
为了达到上述第二目的，本发明采用以下技术方案：
一种运动着装人体热生理仿真系统，包括：初始化模块、人体热生理调节模型仿真模块、内层织物边界条件设定模块、多层织物的热湿仿真模型仿真模块、模型求解模块、织物边界条件参数更新模块、血流热损失仿真计算模块、边界值更新模块和结果输出模块；
所述初始化模块用于初始化人体、服装和环境变量，针对每个活动开始时刻，对每个人体部位初始化边界参数；
所述人体热生理调节模型仿真模块用于针对人体的每个部位，人体热生理调节模型仿真计算人体生理信号、人体生理调节参数、人体的热生理状态数值，按照时间步长迭代计算；
所述内层织物边界条件设定模块用于按照服装内表层和人体的不同的接触状态，设定内层织物的边界条件；
所述多层织物的热湿仿真模型仿真模块用于根据多层织物的热湿仿真模型在时间步长和织物厚度方向上同时进行迭代仿真计算；
所述模型求解模块用于求解纤维湿度吸附模型，求解织物的每个厚度步长的水蒸气、液态水质量守恒方程、热量守恒方程；
所述织物边界条件参数更新模块用于更新织物边界条件参数；
所述血流热损失仿真计算模块用于仿真计算人体不同部位血流热损失；
所述边界值更新模块用于按照边界模型更新每个部位的边界值；
所述结果输出模块用于判定时间步长与活动时间的关系，时间达到活动时间则输出仿真结果。
为了达到上述第三目的，本发明采用以下技术方案：
一种计算机可读存储介质，存储有程序，所述程序被处理器执行时实现如上述所述运动着装人体热生理仿真方法。
为了达到上述第四目的，本发明采用以下技术方案：
一种计算设备，包括处理器和用于存储处理器可执行程序的存储器，所述处理器执行存储器存储的程序时，实现如上述所述运动着装人体热生理仿真方法。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
(1)本发明创新研究了热湿环境条件下影响人体着装热湿舒适性的主要因素，分析了人体、服装和环境之间的相互作用，在人体-服装-环境系统的动态热湿传递经典模型基础上，综合考虑了人体服装微环境中可能产生的服装通风效应，解决了运动着装人体，尤其身着宽松服装或者开口服装进行运动的人体在运动过程中由于服装通风效应对人体-服装系统中热湿传递影响。
(2)本发明针对边界条件中的热湿平衡方程进行改进，通过定义人体不同部位的通风因子，实现分部位考虑服装通风效应对人体局部的影响，再结合人体25节点热生理模型综合分析对人体核心温度的综合影响，达到较好的预测运动着装人体的热生理状态的效果。
附图说明
图1为本发明服装热功能仿真方法的流程示意图；
图2为本发明服装热功能仿真方法的框架流程示意图；
图3为本发明运动着装人体各个部位温度仿真结果示意图；
图4为本发明服装厚度节点上的仿真结果示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
如图1、图2所示，本实施例提供一种运动着装人体热生理仿真方法，将人体热生理模型、多层织物的动态热湿耦合模型、以及边界模型进行整合，建立针对人体-服装-环境的热湿模型，从而实现人体在各个穿着场景的热湿传递的预测。同时，借助生成网格节点对织物应用微原体的概念建立物理模型，将连续的非线性偏微分方程组化简为一系列递归形式的线性方程组，通过时间步长逐步迭代进行求解，实现复杂模型的求解。
着装人体热湿动态传输仿真是利用计算机仿真技术对人体-服装-环境这三个因素的热湿动态交互构成的多耦合系统进行仿真计算，其中涉及到服装的多种热湿传输现象、人体生理结构、热湿调节机理的多耦合特性及人体、服装、环境因素在边界处的热湿交换。现有的经典模型尚未将服装通风效应考虑进去，本实施例是在原有经典模型基础上，在边界模型中加入服装传热通风因子和传质通风影子描述服装通风效应，从而建立考虑服装通风效应的运动着装人体的热生理仿真数学模型，再应用数值计算、计算机仿真技术对该模型进行求解。
本实施例建立五步功能性服装的设计过程，最终实现了五步设计—模型计算—结果可视化的着装人体热湿仿真，具体包括下述步骤：
S1：初始化人体、服装以及环境相关的初始状态变量，如人体的生理参数，服装材质、款式、松紧程度、覆盖率、开口情况，以及环境温度、湿度、气压及风速等；
S2：针对每个活动开始时刻，对每个人体部位初始化边界参数；
S3：在每个时间步长，针对人体的每个部位，首先需要计算人体热生理调节模型(涉及人体的生理参数)，按照时间步长迭代计算一次，然后按照覆盖在该部位的服装看作是多层织物(涉及服装材质、覆盖率、款式等参数)，按照服装内表层和人体的不同的接触状态(参考服装松紧程度、开口情况)，设定内层织物的边界条件，再按照多层织物的热湿仿真模型进行计算机仿真运算；
本实施例在边界模型中考虑开口对边界处的热湿交换的影响，针对人体着装在运动过程中的空隙烟囱效应进行深入原理分析，在人体皮肤层和服装内表层之间的边界条件将该因素进行综合考虑；根据不同的接触面情况，边界规格可以分为四个部分；一是在内部织物层靠近皮肤的表面上；二是在内部织物层紧邻织物的表面上；三是在靠近织物的织物外表面上；最后是靠近环境的外层织物。
S31：确定边界参数后，首先需要计算人体热生理调节模型，按照时间步长迭代计算一次，计算过程包括：通过人体25节点的热生理模型的受控被动系统和主动系统，计算该部位生理信号值、计算并确认生理调节参数值，再迭代一个时间步长计算热生理状态的值，最后更新参数值；
在本实施例中，对输入活动(着装人体进行的活动，如15km快跑，20分钟)在时间方向进行步长分割，利用人体的上一时间节点(初始)的热生理状态(包括人体核心温度、人体在6个部位的皮肤层、脂肪层、肌肉层和核心层的温度)，由外向内、在皮肤层、脂肪层、肌肉层和核心层分别对下列公式在时间步长进行一次迭代运算。最终可计算出在下一时间节点人体六部位的皮肤层、脂肪层、肌肉层以及核心层的温度。由于要考虑着装人体的核心温度和皮肤温度，所以需要将人体热生理模型与多层织物模型联合求解。
核心层：
肌肉层:
脂肪层:
皮肤层:
其中，25节点人体热生理调节模型主要是将人体划分为6个部位，每个部位由四个节点组成(分别代表四个不同的层，由内向外分别是核心层、肌肉层、脂肪层和皮肤层)，再加上1个中心节点，总计25个节点。模型中，i代表身体部位编号(i＝1，头；i＝2，躯干；i＝3，手臂；i＝4，手；i＝5，腿；i＝6，脚)，j代表的是每个部位的四个层次。其中左侧方程是体节点中的累积热量。C(i,j)是体节点的热容量。T(i,j)是节点(i,j)的温度。Q(i,j)、E(i,j)、BC(i,j)和TD(i,j)分别是代谢热、蒸发热损失、血流热损失和热传导热损失。皮肤层的最后一项(H(i)×(T(i,4)-TC(i)))代表对流损失热量。
S32：再针对多层织物的热湿仿真模型，在时间步长和织物厚度方向上，同时进行迭代仿真计算。
水蒸气质量守恒方程：
液态水质量守恒方程：
能量守恒方程：
其中，t代表时间步长方向，x代表织物厚度方向，εa表示织物空隙中水蒸气占比，Ca代表水蒸气热容，Kmix是热传导系数，Da是水蒸气在织物空隙的扩散系数，Dl是液态水在织物中的扩散系数，εl是指在织物空隙中液态水占比，ρl为液态水密度，Γf是吸附率，Γlg是水蒸气或液态水的冷凝或蒸发率；Cv代表织物的热容，τa是水蒸气在织物扩散的曲率。
其中，t代表时间步长方向，x代表织物厚度方向，对以上偏微分方程进行数值离散化操作，再从时间步长和厚度方向对其进行迭代运算。
S4：计算人体不同部位因为血液流动造成的不同部位间的热传递，涉及的运算为：
中心节点：
由于中心节点与其他节点进行血流交换，导致热量流动，C代表热容、T代表温度，BC代表血流热损失。
S5：按照边界模型，更新每个部位的边界值；
该模型是在边界模型中加多服装通风效应的影响，具体表现为在服装和人体接触面为研究对象，对其建立水蒸气、液态水质量守恒方程以及能量守恒方程。建立的依据是与相关的物理过程相关。织物内表面(靠近人体皮肤部分)传热传质涉及多个物理过程，包括：对流、蒸发/冷凝和服装通风效应等过程，应当遵循质量守恒定律和能量守恒定律。
上面公式为服装内表面上的水蒸气质量守恒方程，公式左边是衣服内层积聚的水汽，在公式右边，参数pm为水蒸气质量通风率(％)，服装通风效应引起服装内表面的水蒸气浓度变化为
服装内表层被对流效应引起蒸汽浓度变化为
其中，Csk为人体皮肤表面的水蒸气浓度。
上面公式为服装内表面上的能量守恒方程，其中ph为微环境服装热量通风率(％)。在紧贴皮肤的服装内表面(x＝0)处，在皮肤表面与服装之间的动态传热过程中，百分比为ph的蒸发热通过服装通风效应由人体皮肤散发到环境中。
衣服内层的热量变化等于对流效应传递的热量((1-ph)Hc(Tsk-T0))、蒸发/冷凝过程的热量(λlghlg(Csk-C*(T0)))和服装通风效应的热量(phEsk)变化之和。考虑到这一点，热湿平衡模拟方程如下：
上面公式为两层织物间微环境中的水蒸气质量守恒方程，其中pm为水蒸气质量通风率(％)，服装通风效应产生的水蒸气质量变化等于
两层织物间微环境中的水蒸气浓度变化等于微环境中对流过程引起水蒸气质量变化
和服装通风效应产生的水蒸气质量变化
之和。
上面公式为两层织物间微环境中热量平衡方程，其中ph为两织物层间微气候环境服装热量通风率(％)。服装通风效应产生的热量变化等于phEfab。两个织物层之间微环境的热平衡受热对流((1-ph)Hc(TOB-T0))、蒸发/冷凝(λlghlg(CO-C*(T0B)))和服装通风效应(phEfab)影响。
在本实施例中，人体-服装-环境系统(HCE系统)边界热湿传输模型主要描述人、服装和环境之间热湿相互作用。人体、衣服和环境之间的动态传递都是通过边界微环境进行的。根据不同的接触面情况，边界处热湿传递分为织物的内表面和外表面两种情况。模型中考虑了对流、传导、蒸发/冷凝、以及通风效应对传热和传湿的影响，本实施例将公式汇总如下：
其中，Da是水蒸气在织物空隙的扩散系数(单位：m2.s-1)，Dl是液态水在织物中的扩散系数(单位：m2.s-1)；Ca代表水蒸气热容(单位：kg.m-3)，εa代表织物空隙中水蒸气占比(％)；Pm是服装通风相应调节参数(％)，hlg是蒸发和冷凝的传质系数(单位：m.s-1)；Kmix是热传导系数(单位：W.m-1.K-1)。
S6：该时间步长计算结束，时间步长增1；
S7：查看时间步长与活动时间关系，看是否继续运算；若时间达到活动时间，则结束。
最终，计算完成后，仿真主要结果包括：如图3所示，运动每个时间节点上，人体的核心温度、人体在各个部位在皮肤层、脂肪层、肌肉层以及核心层的温度；如图4所示，服装厚度节点上的温度和水蒸气浓度等数据。
实施例2
本实施例提供一种运动着装人体热生理仿真系统，包括：初始化模块、人体热生理调节模型仿真模块、内层织物边界条件设定模块、多层织物的热湿仿真模型仿真模块、模型求解模块、织物边界条件参数更新模块、血流热损失仿真计算模块、边界值更新模块和结果输出模块；
在本实施例中，初始化模块用于初始化人体、服装和环境变量，针对每个活动开始时刻，对每个人体部位初始化边界参数；
在本实施例中，人体热生理调节模型仿真模块用于针对人体的每个部位，人体热生理调节模型仿真计算人体生理信号、人体生理调节参数、人体的热生理状态数值，按照时间步长迭代计算；
在本实施例中，内层织物边界条件设定模块用于按照服装内表层和人体的不同的接触状态，设定内层织物的边界条件；
在本实施例中，多层织物的热湿仿真模型仿真模块用于根据多层织物的热湿仿真模型在时间步长和织物厚度方向上同时进行迭代仿真计算；
在本实施例中，模型求解模块用于求解纤维湿度吸附模型，求解织物的每个厚度步长的水蒸气、液态水质量守恒方程、热量守恒方程；
在本实施例中，织物边界条件参数更新模块用于更新织物边界条件参数；
在本实施例中，血流热损失仿真计算模块用于仿真计算人体不同部位血流热损失；
在本实施例中，边界值更新模块用于按照边界模型更新每个部位的边界值；
在本实施例中，结果输出模块用于判定时间步长与活动时间的关系，时间达到活动时间则输出仿真结果。
实施例3
本实施例提供一种存储介质，存储介质可以是ROM、RAM、磁盘、光盘等储存介质，该存储介质存储有一个或多个程序，程序被处理器执行时，实现实施例1的运动着装人体热生理仿真方法。
实施例4
本实施例提供一种计算设备，该计算设备可以是台式电脑、笔记本电脑、智能手机、PDA手持终端、平板电脑或其他具有显示功能的终端设备，该计算设备包括处理器和存储器，存储器存储有一个或多个程序，处理器执行存储器存储的程序时，实现实施例1的运动着装人体热生理仿真方法。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种运动着装人体热生理仿真方法，其特征在于，包括下述步骤：
初始化人体、服装和环境变量；
针对每个活动开始时刻，对每个人体部位初始化边界参数；
针对人体的每个部位，人体热生理调节模型仿真计算人体生理信号、人体生理调节参数、人体的热生理状态数值，按照时间步长迭代计算；
按照服装内表层和人体的不同的接触状态，设定内层织物的边界条件，根据多层织物的热湿仿真模型在时间步长和织物厚度方向上同时进行迭代仿真计算；
求解纤维湿度吸附模型，求解织物的每个厚度步长的水蒸气、液态水质量守恒方程、热量守恒方程；
更新织物边界条件参数；
仿真计算人体不同部位血流热损失；
按照边界模型更新每个部位的边界值；
判定时间步长与活动时间的关系，时间达到活动时间则输出仿真结果。
2.根据权利要求1所述的运动着装人体热生理仿真方法，其特征在于，所述初始化人体、服装和环境变量，包括人体的生理参数，服装材质、款式、松紧程度、覆盖率、开口情况，以及环境温度、湿度、气压、风速。
3.根据权利要求1所述的运动着装人体热生理仿真方法，其特征在于，所述人体热生理调节模型仿真计算人体生理信号、人体生理调节参数、人体的热生理状态数值，按照时间步长迭代计算，具体步骤包括：
确定边界参数，通过人体25节点的热生理模型的受控被动系统和主动系统，计算人体部位生理信号值、计算并确认生理调节参数值，再迭代一个时间步长计算热生理状态的值，最后更新参数值。
4.根据权利要求1所述的运动着装人体热生理仿真方法，其特征在于，对着装人体进行的活动在时间方向进行步长分割，利用人体的上一时间节点的热生理状态在皮肤层、脂肪层、肌肉层和核心层分别在时间步长进行一次迭代运算，计算出在下一时间节点人体六部位的皮肤层、脂肪层、肌肉层以及核心层的温度，具体表示为：
核心层温度：
肌肉层温度:
脂肪层温度:
皮肤层温度:
其中，i表示身体部位编号，j表示每个部位的四个层次，C(i,j)是体节点的热容量，Q(i,j)、E(i,j)、BC(i,j)和TD(i,j)分别是代谢热、蒸发热损失、血流热损失和热传导热损失，H(i)×(T(i,4)-TC(i))表示对流损失热量。
5.根据权利要求1所述的运动着装人体热生理仿真方法，其特征在于，所述求解织物的每个厚度步长的水蒸气、液态水质量守恒方程、热量守恒方程，具体仿真计算公式为：
水蒸气质量守恒方程：
液态水质量守恒方程：
能量守恒方程：
其中，t代表时间步长方向，x代表织物厚度方向，εa表示织物空隙中水蒸气占比，Ca表示水蒸气热容，Kmix是热传导系数，Da表示水蒸气在织物空隙的扩散系数，Dl表示液态水在织物中的扩散系数，εl表示指在织物空隙中液态水占比，ρl表示液态水密度，Γf表示吸附率，Γlg表示水蒸气或液态水的冷凝或蒸发率；Cv表示织物的热容，τa表示水蒸气在织物扩散的曲率。
6.根据权利要求3所述的运动着装人体热生理仿真方法，其特征在于，所述仿真计算人体不同部位血流热损失，基于人体热生理调节模型中心节点与其他节点进行热量交换，具体计算公式表示为：
其中，C表示热容、T表示温度，BC表示血流热损失。
7.根据权利要求1所述的运动着装人体热生理仿真方法，其特征在于，所述按照边界模型更新每个部位的边界值，基于服装和人体接触面构建水蒸气、液态水质量守恒方程以及能量守恒方程：
织物内表面水蒸气质量守恒方程表示为：
其中，εa表示织物空隙中水蒸气占比，Ca表示水蒸气热容，Da表示水蒸气在织物空隙的扩散系数，τa表示水蒸气在织物扩散的曲率，pm表示水蒸气质量通风率，
表示服装通风效应引起服装内表面的水蒸气浓度变化，
表示服装内表层被对流效应引起蒸汽浓度变化；
服装内表面上的能量守恒方程表示为：
其中，ph为微环境服装热量通风率，(1-ph)Hc(Tsk-T0)表示对流效应传递的热量，λlghlg(Csk-C*(T0))表示蒸发或冷凝过程的热量，phEsk表示服装通风效应的热量；
两层织物间微环境中的水蒸气质量守恒方程表示为：
其中，
表示微环境中对流过程引起水蒸气质量变化，
表示服装通风效应产生的水蒸气质量变化；
两层织物间微环境中热量平衡方程表示为：
其中，phEfab表示服装通风效应产生的热量变化，(1-ph)Hc(TOB-T0)表示两个织物层之间微环境热平衡受热对流的热量变化，
表示蒸发或冷凝过程产生的热量变化，Kmix表示热传导系数。
8.一种运动着装人体热生理仿真系统，其特征在于，包括：初始化模块、人体热生理调节模型仿真模块、内层织物边界条件设定模块、多层织物的热湿仿真模型仿真模块、模型求解模块、织物边界条件参数更新模块、血流热损失仿真计算模块、边界值更新模块和结果输出模块；
所述初始化模块用于初始化人体、服装和环境变量，针对每个活动开始时刻，对每个人体部位初始化边界参数；
所述人体热生理调节模型仿真模块用于针对人体的每个部位，人体热生理调节模型仿真计算人体生理信号、人体生理调节参数、人体的热生理状态数值，按照时间步长迭代计算；
所述内层织物边界条件设定模块用于按照服装内表层和人体的不同的接触状态，设定内层织物的边界条件；
所述多层织物的热湿仿真模型仿真模块用于根据多层织物的热湿仿真模型在时间步长和织物厚度方向上同时进行迭代仿真计算；
所述模型求解模块用于求解纤维湿度吸附模型，求解织物的每个厚度步长的水蒸气、液态水质量守恒方程、热量守恒方程；
所述织物边界条件参数更新模块用于更新织物边界条件参数；
所述血流热损失仿真计算模块用于仿真计算人体不同部位血流热损失；
所述边界值更新模块用于按照边界模型更新每个部位的边界值；
所述结果输出模块用于判定时间步长与活动时间的关系，时间达到活动时间则输出仿真结果。
9.一种计算机可读存储介质，存储有程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现如权利要求1-7任一项所述运动着装人体热生理仿真方法。
10.一种计算设备，包括处理器和用于存储处理器可执行程序的存储器，其特征在于，所述处理器执行存储器存储的程序时，实现如权利要求1-7任一项所述运动着装人体热生理仿真方法。
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