本文档属于类型a（单篇原创研究论文的报告），以下为针对中文读者的学术报告内容：
1. 研究团队与发表信息
本研究由加拿大Dalhousie大学机械工程系的Ali C. Kheirabadi与Dominic Groulx（通讯作者）合作完成，发表于2015年的期刊《Computational Thermal Sciences》（第7卷5-6期，页码427–440）。论文标题为《Simulating Phase Change Heat Transfer Using COMSOL and Fluent: Effect of the Mushy-Zone Constant》，聚焦相变传热数值模拟中“糊状区常数”（mushy-zone constant, *Amush*）的影响。
2. 学术背景与研究目标
科学领域：研究属于相变传热（phase change heat transfer）与计算流体力学（CFD）交叉领域，涉及相变材料（PCM）在热能存储中的应用。
研究动机：糊状区常数*Amush*是Carmen-Kozeny方程中的关键参数，用于描述相变过程中多孔介质流动的阻尼效应。然而，现有文献中*Amush*的取值跨度达7个数量级（103–1010 kg/m3·s），缺乏系统性评估其对模拟精度的影响。
研究目标：通过对比商业软件COMSOL 4.4与ANSYS Fluent 15.0的模拟结果，揭示*Amush*与糊状区温度范围（Δ*T*）的交互作用，为相变传热建模提供参数优化依据。
3. 研究流程与方法
研究对象与模型：
- 材料：十二烷酸（月桂酸，dodecanoic acid），其热物性参数（如熔点Tm=316.65 K、潜热L=187.2 kJ/kg）通过实验验证（Desgrosseilliers et al., 2013）。
- 几何模型：基于Shokouhmand和Kamkari（2013）的实验装置，建立二维矩形腔体（0.05 m × 0.12 m），右侧壁面恒温343.15 K（70°C），初始温度299.15 K（26°C）。
数值模拟流程：
1. COMSOL建模：
- 控制方程：采用焓-孔隙度法（enthalpy-porosity formulation），通过用户自定义函数实现熔融分数（φ(t)）的线性过渡（公式1）及修正热容（公式8）。
- 参数设置：测试*Amush*（103–108 kg/m3·s）与Δ*T*（2 K、5 K）的组合，网格包含69,572个三角形单元，边界层加密。
- 收敛性：时间步长自适应（≤60 s），计算耗时4–48小时。
数据分析方法：
- 熔融前沿位置：对比模拟与实验结果的时空演化。
- 熔融分数：量化相变能量存储效率。
4. 主要研究结果
COMSOL模拟：
- *Amush*≥105时，熔融速率对*Amush*不敏感，但整体滞后实验数据（图5）。例如，ΔT=2 K时，完全熔融时间（220分钟）比实验（190分钟）长15%。
- Amush=103（ΔT=5 K）导致非物理的熔融加速（图5b），因糊状区流动阻尼不足。
Fluent模拟：
- Amush=106时熔融分数与实验吻合最佳（图9），但熔融界面曲率偏差显著（图8）。
- Amush=105导致熔融速率高估60分钟（ΔT=5 K），而Amush=107低估40分钟（图7）。
关键发现：
- *Amush*与Δ*T*存在耦合效应：增大Δ*T*需降低*Amush*以补偿糊状区增厚对自然对流的抑制。
- 熔融分数可间接反映储能效率，但界面形状预测仍需优化。
5. 研究结论与价值
科学价值：
- 首次系统量化*Amush*对相变传热模拟的影响，揭示其与Δ*T*的非独立性，为参数选择提供实验依据。
- 对比COMSOL（修正热容法）与Fluent（焓法）的差异，指出能量方程形式对结果的影响。
应用价值：
- 指导PCM储能系统设计，如太阳能集热器（Nkwetta and Haghighat, 2014）与电子器件冷却（Ling et al., 2014）的仿真优化。
6. 研究亮点
1. 创新方法：首次在COMSOL中实现基于高斯函数的潜热分配（公式7），避免焓法的数值振荡。
2. 跨软件验证：通过两套商业软件（COMSOL vs. Fluent）的对比，增强结论普适性。
3. 工程启示：提出Amush=106 kg/m3·s（ΔT=1–2 K）的推荐值组合。
7. 其他有价值内容
- 局限性：网格密度（尤其Fluent中）可能影响界面形状预测，未来需更高分辨率验证。
- 扩展方向：建议研究其他PCM（如石蜡、盐合物）的*Amush*适用性。
（注：全文约2000字，严格遵循术语翻译规范，如“mushy-zone constant”首次译为“糊状区常数（mushy-zone constant）”。）