斯忒藩问题

斯忒藩问题（Stefan problem），工学-工程热物理及动力工程-工程热物理-传热传质学-相变传热-固液相变传热，关于相变传热的移动边界问题。斯忒藩问题因1891年J.斯忒藩研究北极冰层厚度而得名。典型的斯忒藩问题是利用热方程结合初始条件与边界条件来描述物质发生相变时的温度分布。由于两相界面的边界是移动的，斯忒藩问题是一种自由边界条件问题。物质相变过程中两相界面的边界条件又称斯忒藩条件，由能量守恒和基于界面热流不连续引出界面局部速度。以一维半无限大物体固液相变为例，斯忒藩条件为：式中为固相密度；为固液相变潜热；为两相界面位置；为固相导热系数；为液相导热系数；为固相温度；为液相温度；为位置坐标。斯忒藩问题用于描述各种相变传热过程，具有非线性特征，其求解有分析方法（精确分析、近似分析）和数值方法。精确分析集中在常物性、具有简单边界条件和初始条件的一维无限大和半无限大相变问题，以纽曼问题（一维半无限大物体相变的移动边界问题）和推广的纽曼问题为主。近似分析局限于一维单一单调界面相变问题与极少数二维问题，主要有准稳态法、积分法、摄动法等。