摘要：介绍了目前国际上铸造数值模拟技术的最新进展，包括复杂多相流动、造型/制芯、气化模铸造、半固态铸造以及微观数值模拟技术等。结合“华铸CAE”系统阐述了数值模拟技术（CAE）在铸造生产中的具体应用。
关键词：铸造、数值模拟、应用

一．前言
　　铸造过程数值模拟技术（CAE）经过了四十年的发展历程，其间，从简单到复杂、从温度场发展到流动场、应力场，从宏观模拟深入到微观领域，从普通的重力铸造拓展到低压、压铸等特种铸造，从实验室研究进入到工业化实际应用。特别是近些年来，在包括计算机硬件、软件、信息处理技术以及相关学科的强有力的支持下，数值模拟技术在人类社会的各个领域得到了广泛的应用，取得了长足的进步。如果说十年前，大多数铸造技术人员对模拟仿真技术还抱有观望、怀疑的态度的话，那么十年后的今天，已有众多的企业纷纷采用数值模拟技术，应用于实际生产。目前欧美日等西方发达国家的铸造企业普遍应用了模拟技术，特别是汽车铸件生产商几乎全部装备了仿真系统，成为确定工艺的固定环节和必备工具。九十年代中后期以来，国内铸造厂家逐渐认识到其重要性，纷纷引入该技术，目前已有超过200家铸造企业拥有模拟仿真手段，在实际生产中起到了较为重要的作用。

　　作为铸造领域的高新技术，模拟仿真领域的理论研究和应用开发非常活跃，其内涵和外延不断得到丰富与拓展。本文重点介绍国际上目前该领域的一些新进展，并结合“华铸CAE”系统来说明模拟仿真技术的具体应用。

二．数值模拟技术新进展
1．复杂多相流模拟
　　多相流是指两种或两种以上的流体同时存在，每相都具有自己的流场但又相互影响的流动。铸造过程的流动实际上就是典型的多相流动，不仅仅只有液相，还包括气相和固相。具体说来，液态金属为液相；卷入性、析出性气体为气相；氧化夹杂、冲掉的砂粒是固相。因此从理论上讲，欲准确模拟铸造的充型过程，就必须研究多相的流动，例如卷气、氧化夹杂、砂型冲蚀、压铸过程的排气等的计算分析都离不开多相流的模拟。

　　复杂流动是指真实的铸造流动是具有紊流、表面张力、自由表面、相变、热交换等众多影响因素的复杂流动，考虑了这些影响因素的模拟结果将更接近真实的铸造过程。

　　图1所示即为考虑了紊流、自由表面、传热、附壁效应的气液两相流。从图中可以看出气体的卷入以及气泡的形成过程，并且该技术可以定量描述卷气量。