logo
Федеральное агентство по образованию5

Методы решения задачи Стефана

Задача о фазовом переходе

Важный класс нелинейных проблем теплообмена связан с процессами фазовых превращений. Мы рассматриваем переходы твердое тело—жидкость. Для моделирования процессов плавления/кристаллизации чистых веществ используется классическая модель Стефана, которая характеризуется заданием постоянной температуры на границе фазового перехода[24].

Пусть имеются две фазы с коэффициентами теплопроводности и теплоемкости , и , . В каждой фазе температура удовлетворяет уравнению

На границе раздела фаз температура постоянна и равна температуре фазового перехода, . Скорость движения

границы фазового перехода ξ удовлетворяет уравнению

если в первой фазе , во второй .

Вводя σ-функцию, уравнение запишем в виде