%0 Journal Article
%T 相场法模拟冰晶生长的参数优化
%A 陈梅英
%A 欧忠辉
%A 卓艳云
%A 陈锦权
%A 林河通
%A 冯力*
%J 南京大学学报(自然科学)
%P 873-882
%D 2014
%R 10.13232/j.cnki.jnju.2014.06.016
%X 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.
%K 相场法
%K 冰晶生长
%K 界面厚度
%K 各向异性
%K 过冷度
%U http://jns.nju.edu.cn/oa/DArticle.aspx?type=view&id=2014020005