月壤蓄热块增材制造中的热流固数值模拟

未来月球探索中,月壤原位3D打印的致密蓄热块是实现原位能源利用的重要途径。月壤中难熔固体颗粒会影响月壤的烧蚀融合,造成空隙缺陷,降低蓄热块的蓄热性能。本文采用三组分（固-液-气）固液相变的格子Boltzmann模型,研究了熔滴在固体颗粒上的沉积与凝固行为。模拟结果表明：颗粒在与熔滴接触后随即附着在熔滴表面,液滴周围的颗粒阻碍了液滴底部空气的排出,造成了不规则的三相接触线和不均匀的温度分布与热流密度分布,最终导致空隙的产生。为了实现致密蓄热块的原位3D打印,需要对月壤进行筛选与提纯的预处理,避免月壤中因固体颗粒造成的空隙缺陷。