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本文综合考虑成分过冷、曲率过冷和热过冷,建立固空沉积元胞自动机模型,并通过格子玻尔兹曼模型耦合流动扩散过程,模拟在小过冷度下固空凝固生长过程.模拟结果表明:该模型可以模拟出凝结后固空的对称形貌,模拟的晶体氮氧体积分数分布特征与试验结果吻合较好.空气比例的氮氧混合液凝固时局部氧体积分数最高可达0.244.较大过冷度以及较低的初始氧体积分数对凝固速率起促进作用,而凝固场氧体积分数峰值随过冷度和初始氧体积分数的增大而增大.自然对流的存在使晶体呈非对称生长,凝固场氧体积分数峰值降低.模拟结果对开展液氢中固空安全研究具有指导意义.