| 相场法模拟冰晶生长的参数优化 |
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| 引用本文： | 陈梅英,欧忠辉,卓艳云,陈锦权,林河通,冯力.相场法模拟冰晶生长的参数优化[J].南京大学学报(自然科学版),2014(6). |
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| 作者姓名： | 陈梅英 欧忠辉 卓艳云 陈锦权 林河通 冯力 |
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| 作者单位： | 福建农林大学管理学院旅游学院;福建农林大学食品科学学院;福建师范大学数学与计算机科学学院;兰州理工大学材料科学与工程学院; |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金(31101327,31401597);高等学校博士学科点专项科研基金博导类资助课题(20123515110016);福建省科技厅K类基金(JK2011007) |
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| 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3.00dx;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3.00dx,各向异性系数等于0.023,过冷度等于20K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.
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| 关 键 词： | 相场法 冰晶生长 界面厚度 各向异性 过冷度 |
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