在制冷、汽车、电力输运及通信、风力发电、以及航天航空等领域常会有结霜现象发生。由于霜是一种复杂无序的多孔结构,内部含有大量空气,因此霜导热率极低,当换热器表面形成较厚霜层时,其表面换热热阻显著增大,设备运行的能耗也会随之增加,不利于换热系统的高效率、低能耗且安全稳定的运行。对结霜过程及相关机理的深入认识是降低结霜带来的不利影响的重要途径。通常,凝结结霜都是发生在冻结液滴上,这是冷表面上结霜的一个重要物理过程,但是,冻结液滴结霜初期的行为特性却在以往大多数研究中较少提及或忽略了。直到近年来,有学者指出冷表面上的结霜过程与冻结液滴上霜层的初期发展有重要联系,才又引起了研究者的关注,而该方面的研究和相关理论亟待完善。研究表明,当施加外场作用时,霜晶的生长会受到明显的影响,这为调控霜层提供了有效的途径,同时,耦合外场力作用下的结霜过程是一个复杂的热质传递过程,对其机理的认识也有待进一步完善。基于此,本文通过外加电场调控冻结液滴上的结霜行为,研究了电场作用下冻结液滴上的结霜特性,研究结果为电场下结霜方面的应用提供了理论依据。本文的主要研究内容和主要结论如下:（1）通过实验研究和数值模拟,发现冻结液滴结霜存在的“尖端效应”。由于冻结液滴尖端处的曲率远大于两侧,导致尖端处水蒸气通量远大于两侧,所以霜晶总是先在冻结液滴的尖端生成。冻结液滴上霜生长具有前期尖端快、两侧慢的特点。随着霜晶增长导致局部热阻增加,后期液滴各方向上霜晶生长高度和速度趋于一致。所以针对结霜高度而言,霜晶生长期是霜的快速发展期,而霜层生长期是霜的缓慢发展期。（2）霜生长高度随着电场强度、过冷度、湿度的增加而增加。霜生长前期的生长速度随着过冷度、湿度的增加逐渐增加。后期生长速度减慢且在不同过冷度、湿度下的霜生长速度趋于一致。电场的存在增加了霜晶尖端附近的饱和蒸气压,提高了霜晶生长的驱动因子α,使得冻结液滴上霜的生长高度和速度增加,且随着电场强度的增加而增加。（3）通过研究水平放置的冻结液滴上结霜质量变化发现,电场强度较小时,冻结液滴上结霜质量增加,表现为促进结霜,当电场强度达到6 k V/cm时,结霜质量减少54.5%,表现为抑制结霜。所以电场对于冻结液滴上的结霜质量是先增加,后减少的。（4）当电场存在时,霜晶尖端电场的局部增强使得电场下霜晶形态逐渐变得“细高,少侧枝”,当电场强度达到6 k V/cm时,霜晶几乎无侧枝。此外,电场使得霜晶发生断裂并向上级板跳跃。随着电场强度的增加,冻结液滴上霜晶的形态逐渐细高,侧枝逐渐减少,且在电场强度较大时,较细的霜晶更加易于断裂起跳,使得冻结液滴上的结霜质量减少。本文研究结果明晰了电场抑制结霜的原因所在,对电场下调控结霜具有一定的指导意义。