计算机辅助材料加工过程已经取得了巨大的进步，数值模拟技术用于铸造过程可提高产品合格率、降低研发成本、缩短研制周期。本文将介绍数值模拟技术在镍基高温合金涡轮叶片在定向凝固工艺上的应用。基于CA模型、枝晶生长机理和基本的热量、溶质传输方程，提出了定向凝固单晶叶片三维数值模拟模型；考虑了多叶片之间以及与加热炉之间复杂的辐射换热，模拟了不同抽拉速度下叶片内部的温度分布；并采用分层算法模拟了定向凝固及单晶叶片的微观组织演变。十余年来我们在涡轮叶片的定向凝固方面开展了大量的数值模拟工作，部分研究成果已经得到了实际应用，在定向凝固叶片的工艺优化和产品研制方面起到了重要作用。尽管如此，相比西方航空大国来说，我国仍然存在较大的差距，需要更深入、更系统地研究，提高定向凝固叶片的制造质量和水平。