水滴结冰是常见的自然现象,当在低温环境中水滴撞击或悬挂在输电导线上时会产生结冰和粘结,导致输电导线覆冰现象,严重影响生产生活和电网的安全运行,因此有必要针对此现象进行深入研究,明晰其中的结冰机理,从而避免此类现象的发生。本文针对雨滴在电场下撞击过冷壁面的运动过程进行研究,采用Phase Field方法追踪相界面,通过焓-多孔法描述液滴的凝固相变和冰层生长,同时耦合电场方程,将电场力引入到液滴运动中,在液滴撞击壁面的研究中引入Kistler动态接触角模型。主要研究内容如下:1)研究电场作用下静止在冷表面的单液滴的运动特性,建立Phase Field法和焓多孔法耦合的躺滴结冰二维轴对称模型,结合液滴的流场、电场力和表面张力变化,分析液滴在电场下的拉伸过程和过冷条件下的凝固过程,研究表面亲疏水性、表面过冷度、电场强度对液滴运动特性、电荷密度变化、受力变化的影响规律。（2）研究液滴撞击低温壁面的相变及运动特性,建立耦合Phase Field法、焓多孔法和动态接触角模型的液滴撞击结冰二维轴对称模型,结合液滴的形态演化、流场和冰层变化,分析液滴撞击壁面的运动及相变过程。研究表面亲疏水性、表面过冷度、液滴速度和液滴直径对液滴运动特性的影响规律。（3）研究电场下液滴撞击低温壁面相变及运动特性,建立耦合Phase Field法、焓多孔法、动态接触角模型和电场模型的二维轴对称模型,通过液滴的形态演化、电场和电荷密度变化、冰层演化等分析液滴的运动和传热特性,研究表面亲疏水性、表面过冷度、液滴速度和电场强度等参数的影响规律。（4）对超疏水表面诱导聚结液滴自弹跳现象在防结冰方面的性能进行研究,在模拟中设计了具有波浪结构的超疏水表面,通过液滴水平速度和水平位移研究该结构对聚并液滴运动的影响,分析该结构的超疏水表面去除液滴的能力。研究表明,采用考虑前进角和后退角的动态接触角模型后可以更好的反映液滴的运动过程,对于电场下躺滴液滴结冰过程,对于亲水表面,场强对液滴运动的影响较小,造成的电场畸变较小,拉伸高度变化不明显,而对于疏水表面,增大场强可以显著增大液滴的拉伸高度,壁温影响液滴的结冰速率,温度越低结冰速率越大。对于液滴撞击过冷壁面过程,由于亲水表面粘附性较大,液滴的铺展长度变化不明显,超疏水表面的表面粘附性小,铺展长度在回缩过程中逐渐减小,壁面温度越低冰层生长速率越快,速度越大液滴铺展回缩越充分,越容易产生卫星液滴,直径越小液滴的铺展回缩过程持续时间越短,越不容易产生卫星液滴。对于电场下液滴撞击过冷壁面过程,电场强度和速度对液滴受到的电场力影响较大,温度的影响较小,电场强度决定液滴初始的电场力,液滴后续拉伸变形与局部场强畸变有关,超疏水表面上液滴引起的场强畸变明显大于亲水表面,场强畸变越大,电场力和电荷密度越大,液滴拉伸能力越强,拉伸又继续增大场强畸变和电场力,往复循环下液滴不断被拉伸。在防结冰功能表面设计方面,发现具有波浪结构的超疏水表面上聚并液滴的水平速度和水平位移比平壁面增大了1600%,有利于实现沿扫波浪表面路径去除相当数量的液滴,显著提高液滴的去除速度,进而实现表面的防结冰。本文的研究可以为输电线覆冰机理和输电线防结冰技术的研究提供一定的参考。