关于凝固过程中非常规热行为产生机制的探讨

本研究对呈现枝晶与 faceted（小平面）微观结构的底冷凝固流体混合物进行了相同的实验。借助糊状区与主体流体区各自的瑞利数，将组分对流强度与凝固微观结构形貌相关联。枝晶凝固过程中主体流体温度单调下降，而小平面情形在共晶相起始时于主体液体中出现了非常规的异常温升。基于主体液体温度曲线，在凝固过程中液体里观察到三种不同的传热阶段，即对流主导、过渡与传导主导。通过不同初始成分以及其他凝固时形成小平面形貌的混合物，对上述观测进行了分析与验证。通过在固液界面前方一代表性控制体内进行能量平衡，进一步确认了所观测到的温升。借助简化的一维数值模型，进一步将冻结时液体温度升高的可能机制推广，并扩展至低普朗特数金属的混合物。本研究为微观结构形貌在支配主体液体输运现象中的作用提供了新见解。