水溶液冻结过程生成的冰晶是低温保存中造成细胞损伤的主要原因.研究如何降低冰晶形成和生长过程对细胞伤害的方法,是低温生物研究的重要课题.本文采用国内外描述相变微观结构的相场模型,将体系视为水和溶质二元系统,研究了界面厚度尺度、各向异性强度和过冷度对结晶过程冰晶生长的影响.结果表明：界面厚度影响模拟结果,为了获得可靠的计算结果,界面厚度参数取值为3.00 dx；各向异性系数大小对冰晶形貌有很大影响,取值越大,冰晶的二次分枝越发达,且尖端速度波动的幅值越大,各向异性系数取值范围0.010～0.025；过冷度明显影响冰晶的生长和形貌,过冷度大,冰晶生长速度加快,二次分枝发达,形貌变化较大,固相率也随之变大.参数优化结果为：界面厚度尺度等于3.00 dx,各向异性系数等于0.023,过冷度等于20 K 的模拟结果与低温显微镜下观察到的冰晶生长形貌试验结果相吻合.
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