微通道内冰晶生长过程的相场模拟

为研究微通道内冰晶生长的微观机理以便提出相应的防结冰措施，建立了微通道内结冰过程的相场模型，模型中引入了实际边界条件的影响(取为第三类边界条件),相场计算中采用随机方法生成晶核。基于有限差分法对相场模型进行了数值求解，对不同边界条件影响强度(以努塞尔数Nu表征)下冰晶生长过程进行了系统研究。研究结果表明：边界对微通道内的冰晶生长影响显著，Nu越大，微通道内冰晶生长第一阶段(冰晶未扩展到边界时)结晶速率越大，使得充分结晶(定义为结晶百分数达到80%)所需总时间越短；同时应在结冰初始阶段对其进行及时干预才能有效防止结冰。