苏州大学卢业虎获国家专利权
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龙图腾网获悉苏州大学申请的专利一种被服系统三维传热模拟方法、设备和介质获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN121435640B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-03-20发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202512040607.3,技术领域涉及:G06F30/23;该发明授权一种被服系统三维传热模拟方法、设备和介质是由卢业虎;程子琪;许静娴;顾舒婷;张瑜阳;姜舒;张晓会设计研发完成,并于2025-12-31向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种被服系统三维传热模拟方法、设备和介质在说明书摘要公布了:本发明涉及一种被服系统三维传热模拟方法、设备和介质,其中方法包括:通过三维扫描技术分别获取躺姿人体在裸体、着睡衣与覆被着装三种状态的点云数据,并进行后处理;基于体压分布数据建立床枕几何模型并确定其与人‑被服系统的接触面积,调整双方空间位置至接触面积匹配后,执行模型接触部位的交集布尔运算;将处理后的人体、被服以及床枕几何模型进行整体装配,并将人体模型进行躯段划分;建立“人体‑被服‑环境”三维传热模型;基于分区段暖体假人实验数据对模型进行校验与优化,确保其预测准确性。利用所建模型可系统分析被服材料参数对皮肤温度分布的影响及预测方程,为高性能睡眠被服的精准设计与优化提供理论依据与技术支撑。
本发明授权一种被服系统三维传热模拟方法、设备和介质在权利要求书中公布了:1.一种被服系统三维传热模拟方法,其特征在于:包括如下步骤: S1:通过三维扫描技术分别获取躺姿人体在裸体、着睡衣与覆被着装三种状态的点云数据,并对所述点云数据进行逆向工程后处理,构建得到人体模型与被服模型; S2:建立床枕几何模型并确定其与人-被服系统的接触面积,并调整双方空间位置至接触面积匹配后,执行交集布尔运算完成接触部位的几何装配; S3:将处理后的人体模型、被服模型、枕头及床垫模型进行整体装配,并将人体模型按生理结构划分为多个躯段; S4:在多物理场仿真环境中,设定包括卧室环境参数、被服物性参数、以及基于所述躯段划分的人体睡眠局部热通量参数,耦合传热与流体流动物理场、传热与辐射物理场,建立“人体-被服-环境”三维传热模型; S5:基于分区段暖体假人实验获得的实测数据,对所述三维传热模型进行优化与验证,直至其模拟精度达到预设阈值; S6:利用验证通过的所述三维传热模型,模拟计算被服物性参数对皮肤温度的作用规律,并输出用于指导被服设计的皮肤温度预测方程或分析结果; 所述步骤S2中床枕几何模型与人-被服系统之间接触部位的交集布尔运算包括: 调整所述人体模型和被服模型与所述床枕几何模型的空间位置,使得被切割的人体模型曲面面积与体压分布实验中确定的接触面积相近; 对处于接触关系下的人体-被服组合体与床垫-枕头组合体执行交集布尔运算,并删除运算后模型内部的重合体积; 所述步骤S3中,将处理后的人体模型、被服模型、枕头及床垫模型在三维空间内按实际睡眠位置进行整体装配与空间关系对齐,以精确复现“人体-被服-床枕”构成的完整睡眠系统; 所述步骤S4中的人体睡眠局部热通量参数为基于人体各躯段代谢率与血流分布差异而设定的人体处于热中性状态下的体表干态热流密度; 所述体表干态热流密度的确定包括: 基于已知人体生理热调节模型,计算获得人体睡眠热中性状态下人体各局部区域的总热流密度与蒸发热流密度; 所述体表干态热流密度为所述总热流密度与蒸发热流密度之差; 当所述已知人体生理热调节模型的人体分区与目标暖体假人的人体分区不一致时,基于热量守恒与各局部体表面积的比例关系,将计算得到的热流密度数据换算至与所述目标暖体假人分区相匹配的局部热流密度; 所述步骤S5中:所述实测数据至少包括人体局部皮肤温度、被下微空间温度及被子外表面温度; 所述优化具体为:以所述实测数据为基准,通过迭代调整所述三维传热模型中的关键物性参数或边界条件,使局部部位模拟数据与实测数据之间的相对误差控制在3%以内。
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