文章标题：低温环境下极地船舶舷侧压载舱结冰相变过程研究

文章作者：金星瑜^1,2, 曹晶³, 刘俊杰^1,2, 董海波^1,2, 夏劲松^1,2
关 键 字：低温环境;压载舱;水冰相变;多物理场;热分析
文章摘要：低温环境可能导致极地船舶舷侧压载水舱内产生结冰现象，为了模拟舷侧压载舱结冰过程，本文采用多物理场仿真建模软件Comsol Multiphysics开展舱内水冰相变过程研究及参数敏感性分析。基于水结冰相变计算方法，建立极地船舶压载舱传热仿真模型，模拟压载舱内结冰相变过程，计算温度场和冻结状态的时空分布，最后分析舱内液位高度、外界和船体内部空气温度对压载舱内冻结行为的影响。结果表明，外界低温冷空气是舱内压载水降温结冰的主要控制因素，舱内液位越高，外界气温越低，舱内压载水结冰速率和冻结程度越高，船体内部气温越高，越不利于压载水冻结。基于水结冰相变计算方法的多物理场仿真能够较好地模拟极地船舶舷侧舱内压载水温度场和冻结状态的时空变化规律，为极地船舶压载水舱结构设计和防结冰措施制定提供技术参考。