1.研究背景

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       相變材料具有在一定溫度范圍內改變其物理狀態的能力。以固－液相變為例，在加熱到熔化溫度時，就產生從固態到液態的相變，熔化的過程中，相變材料吸收并儲存大量的潛熱；當相變材料冷卻時，儲存的熱量在一定的溫度范圍內要散發到環境中去，進行從液態到固態的逆相變。在這兩種相變過程中，所儲存或釋放的能量稱為相變潛熱。物理狀態發生變化時，材料自身的溫度在相變完成前幾乎維持不變，形成一個寬的溫度平臺，雖然溫度不變，但吸收或釋放的潛熱卻相當大。

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2. 模型介紹

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       如圖1幾何模型示意圖所示。相變材料的相變溫度為320K，熱流體入口的流速為0.1m/s，入口溫度為380K，熱流體壁厚為0.005m，模型計算過程中考慮了相變材料熔化過程中的溫差驅動以及體積力作用。

圖1 幾何模型示意圖

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3. 物理模型及邊界條件設置

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      本模型主要采用COMSOL 6.0軟件中的層流、流體傳熱以及非等溫流動多物理場模塊，其中流體傳熱添加了相變材料。詳細的物理模型及邊界條件設置如圖2所示。

圖2 詳細的物理場選擇及邊界條件設置

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4. 結果展示

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圖3 熱管流體的流速云圖

圖4 模型區域的溫度分布

圖5 模型相體積分布

圖6 相體積動態變化

圖7 相變指示器

備注：本計算模型求解過程中，最終78%左右的相變材料發生相變。z

下載地址：COMSOL與MATLAB連接步驟