导流室是潮汐能发电设备的关键部件，所用材料为CD-4MCu双相不锈钢，因其结构复杂且壁厚不均匀，所以采用砂型重力铸造的方法生产。该铸件在凝固过程中易产生热裂、内应力过大和缩孔缩松等铸造缺陷，废品率较高，为了减少铸造缺陷，提高铸件质量，本文设计了导流室铸造工艺，并采用ProCAST软件对导流室铸件的凝固过程进行计算机数值模拟，优化了浇注温度、充型时间和冷铁工艺，消除了缩孔、缩松和热裂等铸造缺陷。首先，研究了浇注温度对铸件凝固及缺陷的影响。通过在浇注温度为1580℃、充型时间为30s的条件下进行模拟计算，发现导流室铸件叶片与内外圈交叉处的热裂倾向非常严重，铸件凝固后叶片和加强圈变形严重，且铸件底部存在缩松缺陷。在充型时间保持30s不变的前提下，分别将浇注温度调至1550℃和1520℃进行模拟计算，对三组实验结果对比分析，导流室铸件的热裂倾向、应力和应变均随浇注温度的降低而增加，但变化幅度很小，而铸件的缩松缺陷几乎没有发生变化。其次，研究了充型时间对铸件凝固及缺陷的影响。在浇注温度维持1580℃不变的条件下，将充型时间30s分别调至60s和20s进行模拟计算，对三组实验结果对比分析，充型时间对导流室铸件的热裂倾向、应力和应变及缩孔和缩松结果影响较小，只在一个小范围内上下波动。最后，优化了导流室铸件的冷铁工艺。通过分析热裂等铸造缺陷的产生原因和机理，对导流室铸件的冷铁工艺进行优化，在铸件热裂较为严重的T形部位外表面添加25~35mm厚的冷铁，对比优化冷铁工艺前后的模拟结果，发现导流室铸件的热裂倾向、应力和应变模拟结果较之优化前有较大幅度的提升，同时铸件的缩孔和缩松结果也较为理想。本文通过对导流室铸件进行计算机数值模拟及工艺优化，基本解决了铸件存在的热裂等铸造缺陷问题，对实际生产起到了指导作用，达到了缩短研发周期、降低实验成本、提高铸件质量的目的。