通过对气候变化的影响进行建模，科学家可以设计解决方案以减轻其潜在影响。一个例子是北部北方地区多年冻土的融化。气候学家期望在这些地区特别巨大的影响和强烈的积极反馈回路。肉冻间项目设计基准案例以测试，评估和验证地下过程的数值代码和模型。这里的示例通过使用热湿度方法来建模在零温度以上的土壤中融化的冷冻包含来模拟融化的融合。
什么是冷冻包容性？
冷冻的包含在固体内部有些冷冻，例如需要更多微波炉的披萨卷的内部。不连续或零星的多年冻土是另一个例子：多孔（但仍然是坚固）土壤内部的冷冻冰块。没有冰的冰块是水中的冰块。
冷冻包含的3D图：结果显示9小时后包含通道内的冰块，速度流线（颜色代表液压头）和周围的温度（等音表面）。
建模comsolMultiphysics®中的冷冻包含188金宝搏优惠
在此示例中，您可以建模从冰中的冷冻包含在水中的相变。它如何融化？融化需要多长时间？所有冷水都从冷冻的土壤中出来了多长时间？
尽管这种特定的基准模拟对气候学家和其他地球科学家特别感兴趣，但所显示的概念也可以用于分析多孔介质中阶段变化的任何人。对于本教程，考虑多年冻土可能会有所帮助。
给定的几何形状如下所示。该通道长3米，宽1米。冰的包含在33.3厘米长，位于（x，y）=（1，0.5），为-5°C。最后，温度为5°C，液压头梯度在通道的长度上为3％。由于对称性，仅模拟通道的下半部分。
模型几何形状，显示初始温度分布和边界条件（零导电通量，零通量）。
有一定的给定数量，包括纳入温度，水的温度，几何形状的大小和液压头梯度。
在此示例中有几个方程式，最著名的是达西定律。您也可以假设以下内容：
- 传热方程没有热色散
- 水密度与温度保持恒定
- 水动态粘度是恒定的
检查仿真结果
冷冻的包含在仅20个小时后融化。但是，要使较冷的温度从通道中引起，需要整整56个仿真的小时（这是因为多孔介质的温度比自由培养基更好）。看看结果…
9小时后，在土壤中仍然显而易见冷冻包含。
表面图显示9小时后温度分布。
56小时后，冰完全融化，凉爽的温度几乎不在通道之外。
表面图显示56小时后温度分布。
尽管此基准模型是一个简单的例子，但它表明研究人员可以转向模拟来分析类似但更复杂的问题。例如，如果冷冻包含不是矩形，而是正弦曲线怎么办？此外，模拟此类问题可以帮助气候学家确定冰何时会融化并导致水饱和，这导致了许多地质问题。
第二种情况
为了使事情变得更有趣，让我们看看如果土壤中有两个冰块，会发生什么。毕竟，根据定义，多年冻土具有许多冷冻夹杂物。首先，在几何形状中添加了另一个冰块。
现在，让我们再次运行模拟。您认为会发生什么？
从上面的动画中可以看出，冰块最初以相同的速度融化，但是第二个冰块的融化速率在大约9小时后减慢。您可以查看温度梯度的变化，以了解原因。
首先，块彼此隔离地融化为个体。
一段时间后，从第一块的寒冷温度向下传播到第二个街区。这降低了第二个区块周围的温度差，从而降低了熔体速率。如下所示，这是非常清楚的18小时。
第一个块在21小时后融化，但是第二个区块仍然有一个路要走，并且仍然受到第一块引起的温度梯度的影响。
第二个区块融化需要29个小时（在第一个块后9小时）和56小时才能使温度从通道中融化。
结论和下一步
冷冻夹杂物的融化可能很难在分析上解决，但是可以使用热功能方法模拟简单，更复杂的问题。正如该基准测试，后续的示例和冻约项目所显示的那样，仿真是一种强大而准确的工具，用于建模熔化多年冻土并预测北部北方地区气候变化的影响。
这是如何使用COMSOL多物理学来创建有关环境问题的模型和模拟188金宝搏优惠的另一个示例。其他示例包括：
尝试通过单击下面的按钮对冷冻包含教程模型进行对冷冻夹杂物的融化进行建模。这样做将带您到应用程序库，您可以在其中下载其他PDF文档和MPH文件。
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