%A 白旭, 杨苏杰 %T 过冷度影响海水结冰形状与速度的相场模拟 %0 Journal Article %D 2021 %J 上海交通大学学报 %R 10.16183/j.cnki.jsjtu.2020.077 %P 513-520 %V 55 %N 5 %U {https://xuebao.sjtu.edu.cn/CN/abstract/article_43341.shtml} %8 2021-05-28 %X

为了研究船舶结构结冰的微观机理,进行了模拟计算.基于Wheeler相场模型,使用有限差分法,对不同过冷度下海水凝固形状进行模拟.在模拟过程中,将海水视为盐和纯水的二元混合物,通过设置冰物理参数和引入晶核方式保证了冰晶生长的真实性.计算时,设置4个晶核模拟冰晶生长,讨论不同过冷度对冰晶生长的影响.结果表明:冰晶生长速度随过冷度增加而增加,且与过冷度变化呈线性关系.当无量纲过冷度小于0.85时,枝晶仅有少量分枝,且枝干较细.当无量纲过冷度大于0.85时,冰晶出现二级以上的多级分枝,且枝干明显变粗.当无量纲过冷度达到1.0时,分枝受到主枝挤压而减少,晶核之间最终被填满.