Se construyeron estructuras metálicas uniformes y con porosidad en gradiente mediante el método de superficie mínima periódica triperiódica (TPMS). Basado en la escala de poros, se utilizó el método de elementos finitos para simular numéricamente el proceso de solidificación del material de cambio de fase que contiene un esqueleto metálico, y se comparó con el proceso de solidificación de una cavidad de parafina pura, para estudiar el efecto de la estructura del esqueleto en la solidificación del material compuesto de cambio de fase. Se realizó un análisis integral de la interfaz sólido-líquido durante la solidificación, la proporción global de fase líquida, la tasa instantánea de solidificación, el Nu en la pared de la fuente fría y las propiedades de almacenamiento de frío. El estudio muestra que la incorporación de un esqueleto TPMS en la cavidad de cambio de fase afecta significativamente el proceso de deformación sólido-líquido, reduciendo el tiempo de solidificación en un 94.10% y aumentando la tasa de almacenamiento de frío en 12.98 veces en la cavidad con porosidad 0.78 en comparación con la cavidad de parafina pura. A una porosidad media de 0.84 y con un aumento de la porosidad en la dirección x, es posible acelerar la solidificación de la cavidad y mejorar la eficiencia de transferencia de calor, reduciendo el tiempo de solidificación en un 93.50% y aumentando la tasa de almacenamiento de frío en 12.60 veces en comparación con la cavidad de parafina pura; en comparación con una cavidad con estructura TPMS uniforme con la misma porosidad, el tiempo de solidificación se reduce en un 12.23% y la tasa de almacenamiento de frío aumenta en un 15.30%.

almacenamiento de frío de cambio de fase; estructura TPMS; distribución en gradiente; método de elementos finitos; coeficiente de transferencia de calor