Построены равномерный металлический каркас и каркас с градиентной пористостью методом минимальной поверхности с тройной периодичностью (TPMS). На основе масштаба пор использован метод конечных элементов для численного моделирования процесса затвердевания фазопереходного материала с металлическим каркасом и сравнения с процессом затвердевания чистой парафиновой камеры с целью изучения влияния структуры каркаса на затвердевание композитного фазопереходного материала. Проведен комплексный анализ интерфейса твердо-жидкой фазы, общей доли жидкости, мгновенной скорости отверждения, Nu на стенке источника холода и теплоаккумулирующих свойств в процессе затвердевания. Исследование показало, что добавление TPMS-каркаса в фазовую камеру существенно влияет на деформацию твердо-жидкой фазы: при пористости 0.78 время затвердевания камеры с фазовым переходом сокращается на 94,10%, а скорость хранения холода увеличивается в 12,98 раза по сравнению с камерой из чистого парафина. При средней пористости 0.84 с увеличением пористости вдоль направления x затвердевание камеры ускоряется, повышается эффективность теплообмена: время затвердевания сокращается на 93,50%, а скорость хранения холода увеличивается в 12,60 раза по сравнению с камерой из чистого парафина; по сравнению с равномерным TPMS-каркасом такой же пористости время затвердевания сокращается на 12,23%, а скорость хранения холода увеличивается на 15,30%.

фазохранение; каркас TPMS; градиентное распределение; метод конечных элементов; коэффициент теплообмена