相场法模拟冰晶生长的参数优化

• 作者: 冯力 卓艳云 林河通 欧忠辉 陈梅英 陈锦权
• 来源期刊: 南京大学学报（自然科学版）
• 关键词: 相场法 冰晶生长 界面厚度 各向异性 过冷度
• 年，卷（期）: 2014,（6）
• 页码范围: 873-882
• 页数: 10页
• 字数: 6684字
• 语种: 中文
• DOI: 10.13232/j.cnki.jnju.2014.06.016

摘要

水溶液冻结过程生成的冰晶是低温保存中造成细胞损伤的主要原因.研究如何降低冰晶形成和生长过程对细胞伤害的方法,是低温生物研究的重要课题.本文采用国内外描述相变微观结构的相场模型,将体系视为水和溶质二元系统,研究了界面厚度尺度、各向异性强度和过冷度对结晶过程冰晶生长的影响.结果表明：界面厚度影响模拟结果,为了获得可靠的计算结果,界面厚度参数取值为3.00 dx；各向异性系数大小对冰晶形貌有很大影响,取值越大,冰晶的二次分枝越发达,且尖端速度波动的幅值越大,各向异性系数取值范围0.010~0.025；过冷度明显影响冰晶的生长和形貌,过冷度大,冰晶生长速度加快,二次分枝发达,形貌变化较大,固相率也随之变大.参数优化结果为：界面厚度尺度等于3.00 dx,各向异性系数等于0.023,过冷度等于20 K 的模拟结果与低温显微镜下观察到的冰晶生长形貌试验结果相吻合.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	林河通	福建农林大学食品科学学院	157	2653	26.0	43.0
2	陈锦权	福建农林大学食品科学学院	95	573	12.0	18.0
3	冯力	兰州理工大学材料科学与工程学院	62	241	8.0	12.0
4	陈梅英	福建农林大学管理学院旅游学院	28	198	8.0	13.0
8	欧忠辉	福建师范大学数学与计算机科学学院	11	31	3.0	5.0
9	卓艳云	福建农林大学食品科学学院	5	26	3.0	5.0