相变传热广泛存在于冶金、铸造、相变温控、相变蓄热以及生物冷冻等工程技术领域。研究相变材料内部的温度场以及相变界面的时空演变规律,对于相变传热系统的优化设计及运行控制等均具有十分重要的意义。获得相变传热边界条件是建立相变传热系统温度场和掌握相变界面演变规律的前提。由于相变传热系统内部边界热流难以直接测量,采用传热学反问题方法反演相变传热系统的边界热流,并重构传热系统的温度场和相变界面的演变规律,是一种比较有效的技术方案。本文结合熔料堆相变传热过程,研究了二维相变传热边界热流的反演及相边界重构问题。主要工作包括:(1)建立了二维相变传热过程的数学模型,采用焓法对该传热过程的相变潜热进行处理,利用有限容积法对导热微分方程进行离散,通过数值仿真实验分析了热边界条件对传热系统温度场和相界面时空演变规律的影响,并讨论了网格划分对模拟结果的影响。(2)在相变传热过程数值模拟的基础上,利用共轭梯度法(CGM)建立了二维相变传热边界热流的反演方案。进一步根据边界热流的反演结果重构相变传热系统的瞬态温度场和相变界面的时空演变规律。通过数值仿真试验,获得了在不同瞬态分布边界热流等条件下的反演结果以及相变界面的重构结果,初步验证了反演方案的可行性。(3)在前述工作的基础上,研究了熔料堆相变过程边界热流反演和相变界面重构问题。并通过仿真试验,讨论了相变传热边界热流初始猜测值、温度测点数目、温度测量误差等对反演结果及重构温度场的影响。仿真试验表明,边界热流反演结果对初始猜测值有一定的依赖性,但对于不同的初始猜测值,本文建立的反演模型仍能获得较好的反演结果;在一定的温度测量误差范围内,共轭梯度方法能够获得较满意的反演结果;适当增加测点数目可以提高反演精度。