隨著人們生活水平的逐步提高，目前國(guó)內(nèi)外家庭對(duì)家用制冰機(jī)的需求日益擴(kuò)大。家用制冰機(jī)的特點(diǎn)是外形尺寸小，結(jié)構(gòu)緊湊，制冰量和功耗相對(duì)較小，對(duì)成品冰的品質(zhì)要求比較高。市場(chǎng)上銷售的制冰機(jī)多采用浸水式制冰原理，將制冰柱浸入盛滿水的儲(chǔ)水盒中，啟動(dòng)后在制冰柱的外側(cè)逐漸形成冰層，到達(dá)設(shè)定的時(shí)間后停機(jī)、脫冰，制出的成品冰即可使用。
結(jié)冰過(guò)程是復(fù)雜的相變過(guò)程，由于其幾何條件、初始條件和邊界條件的復(fù)雜性，使其直接求解過(guò)程具有一定的難度。該類問(wèn)題的主要特點(diǎn)是：控制方程是導(dǎo)熱方程，區(qū)域內(nèi)存在著一個(gè)隨時(shí)間變化的兩相界面，在該界面上放出或吸收熱量，又稱為“移動(dòng)界面問(wèn)題”或“斯蒂芬問(wèn)題”。這類問(wèn)題在數(shù)學(xué)上是一個(gè)強(qiáng)非線性問(wèn)題，解的疊加原理不能使用，只有很少的簡(jiǎn)單情況才能獲得解析解，目前該類問(wèn)題多采用焓法進(jìn)行數(shù)值求解，將分區(qū)求解的導(dǎo)熱問(wèn)題化為整個(gè)區(qū)域上的非線性導(dǎo)熱問(wèn)題處理，建立統(tǒng)一的方程，用有限差分或有限元方法直接離散焓場(chǎng)，利用數(shù)值方法求出焓分布，根據(jù)焓與溫度之間的關(guān)系求出溫度場(chǎng)和兩相界面，具有方程統(tǒng)一、處理簡(jiǎn)單、無(wú)需跟蹤界面等特點(diǎn)。
