连铸过程伴随着液态金属的流动、凝固传热、相变等现象,处理该问题的复杂性表现在必须同时处理包括质量、动量、能量方程以及湍流模式在内的一组方程,它们之间的耦合关系可以通过方程系数和源项等发生.本论文应用SIMPLE算法,即求解压力耦合方程的半隐式法,来求解方程组.运用C++Builder开发了连铸板坯结晶器内流温耦合数值模拟软件,针对宝钢集团上钢一厂的板坯结晶器(断面尺寸为750~1600×200mm<2>)内的流场和温度场进行了计算,模拟出结晶器内钢液流场和温度场的分布,并与国内外文献结果进行了对比,结果表明,计算出的流场和温度场特征与相关资料研究成果是基本相符合的.本课题利用所开发的流温耦合数值模拟软件,考察了浸入式水口出口倾角、浸入深度、拉坯速度、浇注温度对板坯结晶器内钢液流动方式和凝固传热的影响.本文同时与相同工况下的水模拟试验结果进行了验证,试验结果表明,数值模拟结果与水模拟结果基本一致.1.计算结果表明,考虑温度场与忽略温度场两种情况下钢液的流动形态基本一致,但连铸结晶器内凝固壳及糊状区对结晶器内部流场分布有重要影响,尤其影响结晶器下部流场分布,下回流区明显增大;2.对结晶器及浸入式水口的一些结构参数及连铸过程中的工艺参数对结晶器内流场和温度场的影响规律进行了分析.为避免钢液卷渣现象的发生,同时又有利于夹杂物的上浮,对工艺参数在合理的参数范围内进行了优化,得到了较好的结晶器流场,从而达到提高铸坯质量的目的;3.运用正交试验法,选择钢液表面垂直方向的速度分量作为指标,定量地分析了钢液表面的卷渣可能,得出了一套达到稳定钢液表面的工艺方案;4.在软件包的设计过程中,采用了模块化设计,把软件包按功能划分为前处理模块、数值计算模块、后处理模块等相对独立但又相互关联的模块.这样编写出的程序结构更加合理,有利于维护和完善,也有利于今后的升级.