Foram construídas estruturas metálicas uniformes e com porosidade graduada por meio do método de superfície mínima triperiódica (TPMS). Com base na escala de poros, foi utilizado o método dos elementos finitos para simular numericamente o processo de solidificação do material de mudança de fase contendo estrutura metálica e comparar com o processo de solidificação da cavidade de parafina pura, a fim de estudar a influência da estrutura do esqueleto na solidificação do material composto de mudança de fase. Foi realizada uma análise abrangente da interface de mudança de fase sólido-líquido, taxa global de fase líquida, taxa instantânea de solidificação, Nu na parede da fonte fria e desempenho de armazenamento de frio durante o processo de solidificação. O estudo mostra que a adição da estrutura TPMS na cavidade de mudança de fase afeta significativamente o processo de deformação sólido-líquido, onde a cavidade com porosidade 0,78 reduziu o tempo de solidificação em 94,10% e aumentou a taxa de armazenamento de frio em 12,98 vezes em comparação com a cavidade de parafina pura. Com porosidade média de 0,84 e aumento da porosidade na direção x, a solidificação da cavidade pode ser acelerada e a eficiência da transferência térmica melhorada, com redução do tempo de solidificação em 93,50% e aumento da taxa de armazenamento de frio em 12,60 vezes em comparação com a cavidade de parafina pura; em comparação com a cavidade de estrutura TPMS uniforme com a mesma porosidade, o tempo de solidificação foi reduzido em 12,23% e a taxa de armazenamento de frio aumentada em 15,30%.

armazenamento de frio de mudança de fase; estrutura TPMS; distribuição em gradiente; método dos elementos finitos; coeficiente de transferência de calor