理論分析法：求解熱傳導微分方程及流體力學方程，在一些理想的數學假設前提下，通過在給定的邊界條件下積分的方法獲得解析解，如Plk模型

（1941）、Mellor模型（1976）、Cleland模型（1978）、Pham模型（1985）等。許多學者用變分法、積分法等對凍結過程相變時間、溫度分布以及凍結時間做了大量研究：To（1968）通過對飽和液體的凍結進行模擬研究，得出了一系列計算無限大平板、無限長圓柱體和球狀食品相變時間的公式和圖表；Yu?n（1980）則利用Goodman's積分法得出分析解，確定了半無限大食品的凍結界面和溫度分布； Talmon和Davis（1981）考慮了凍結過程中食品密度的變化，用一修正等溫線法預測無限大平板的凍結時間，結果與實測吻合；Lunardini（1983）則分析了半無限大食品凍結過程中比熱容和密度的變化，得出與前人結果較一致的分析解，又考慮到水結成冰時的體積膨脹，獲得了一系列經驗公式，用以估算凍結區和未凍結區的溫度分布。

總的來說，這些計算模型和計算方法都存在通用性差的問題，而且這種純理論的方法只適用于凍品兩側邊界條件對稱的情況，不能直接用于實際生產，因此僅能作為食品凍結時間計算和預測的理論參考。