惰性电极铝电解槽是铝电解槽的发展方向，尤其是低温垂直惰性阳极铝电解槽具有比较大的发展潜能，是最有可能取代现有铝电解槽的候选新型铝电解槽之一。铝电解槽内电解质的运动对氧化铝的扩散与溶解以及温度分布有决定性的影响，电解质运动的研究对新型电解槽结构的开发与创新具有非常重要的指导意义。　　 本文以半工业试验惰性阳极铝电解槽为研究对象，对垂直电极铝电解槽的结构和电解槽内电解质的流动进行详细分析，在流体力学基础理论的指导下，结合常规槽及导流槽的模拟经验，建立了适合研究垂直电极铝电解槽内电解质运动的物理模型和数学模型，并通过商业CFD软件CFX实现数值计算，利用加热沸腾水实验验证了模型。通过分析阳极气体作用下不同电解槽和电极结构参数情况下电解质的流场的模拟结果，提出了电解槽结构优化方案;应用优化方案进行的试验结果表明，槽内流场得到改善，电流效率提高了5％-8％。　　 本文的主要创新点及结论如下:　　 (1)在适当的简化后不考虑气泡的汇聚、合并与破裂和考虑部分电解质流动区域的基础上，首次采用欧拉-欧拉方法对垂直电极铝电解槽内电解质的流动进行模拟计算，实现铝电解槽结构参数的调整与优化。　　 (2)对垂直电极铝电解槽内电解质流场的研究结果表明:阳极气体作用下，电解质的流动是从极间运动至电极两侧，在电极与电解槽壁区域内形成漩涡，然后从电解槽底部回到电极之间形成两个相对独立的循环。　　 (3)通过对热力-水力模型试验与小试验槽内电解质流场模拟计算的结果对比分析，验证了垂直电极铝电解槽内电解质流动趋势，为铝电解槽的结构优化方向和参数分析提供依据。　　 (4)电解槽和电极结构参数对电解质流场的研究结果表明:电极至电解槽槽壁与槽中线的距离影响循环漩涡的相对位置，极距和阳极倾斜角影响阴极壁面电解质回流区的区域的范围，阳极的淹深（电解质的深度）和电极距离电解槽底部的距离分别改变极板间上部电解质的流动趋势和电解槽底部电解质的流动强度。