Des structures métalliques uniformes et à porosité graduée ont été construites via la méthode de surface minimale périodique tripériodique (TPMS). En se basant sur l’échelle des pores, une simulation numérique par éléments finis du processus de solidification des matériaux à changement de phase contenant une structure métallique a été réalisée, et comparée au processus de solidification d’une cavité en paraffine pure, afin d’étudier l’influence de la structure du squelette sur la solidification du matériau composite à changement de phase. Une analyse globale a été faite sur l’interface de changement de phase solide-liquide, le taux global de phase liquide, la vitesse instantanée de durcissement, le Nu sur la paroi de la source froide et les performances de stockage de froid. L’étude montre que l’ajout d’une structure TPMS dans la cavité à changement de phase affecte significativement le processus de déformation solide-liquide, avec une réduction du temps de solidification de 94,10 % et une augmentation de la vitesse de stockage de froid de 12,98 fois pour une cavité à porosité 0,78 par rapport à une cavité pure en paraffine. À une porosité moyenne de 0,84 et avec une porosité croissante dans la direction x, la solidification de la cavité peut être accélérée et l’efficacité du transfert thermique améliorée, avec une réduction du temps de solidification de 93,50 % et une augmentation de la vitesse de stockage de froid par 12,60 fois par rapport à la cavité pure en paraffine ; par rapport à une cavité à structure TPMS uniforme avec la même porosité, le temps de solidification est réduit de 12,23 % et la vitesse de stockage du froid augmentée de 15,30 %.

stockage frigorifique à changement de phase; structure TPMS; distribution en gradient; méthode des éléments finis; coefficient de transfert de chaleur