随着现代科技的快速发展,计算机模拟技术越来越多的用于实际生产实践中。在铸造过程中,尽管基于网格法的数值模拟发展相对成熟,但是当处理具有自由表面,剧烈运动和运动边界的流体时,不可避免地发生了严重的数值耗散,从而使得难以精确地保持流体界面等问题,光滑粒子流体动力学(SPH)方法可以很好的解决此类问题。本文通过光滑粒子流体动力学方法对铸造充型过程进行三维数值模拟研究,该方法更易处理铸造充型中流体自由表面运动,同时将充型过程温度的变化结合起来,更接近于实际的铸造充型过程。本文采用SPH方法对铸造充型过程数值模拟的研究有以下几个方面:首先,对SPH方法的基本理论和基本思想进行了阐述,针对SPH法三维模型中的边界问题,选择了不容易导致流体粒子穿透边界的虚粒子方法。建立了基于SPH法的铸造充型过程单相流的三维数学模型,编写相对应的C++程序。通过经典溃坝水力学模型的模拟计算,并与实验结果进行对比分析,验证了建立三维模型的正确性。其次,铸造过程气液两相流动研究不可忽视,建立了基于SPH方法的表面张力模型。通过经典表面张力作用下三维溶液中初始方形液滴自然变化算例的模拟计算,验证了SPH表面张力模型的正确性,为实际工程应用提供可靠性依据;通过气泡上浮算例的模拟计算验证了大密度差表面张力模型的准确性。由于流体粒子在流过固壁边界时,流体与固体边界会产生界面张力作用,因此通过引入壁面附着力边界条件处理方法对这些粒子的界面法向进行修正,建立了含有壁面附着力模型的表面张力模型。通过水槽算例典型模型进行模拟计算验证该含壁面附着力SPH方法建立表面张力模型的可行性。对液滴润湿壁面算例进行模拟计算,同时模拟了不同角度的润湿情况,验证了新方法的正确性。通过底侧式水动力模型进一步验证SPH法处理复杂的气液两相的能力,并与实验进行对比,最终验证了基于SPH法建立的铸造充型三维模型的正确性、可行性与实用性。最后,建立了基于SPH法的铸造过程的温度场模型,通过对平板件热传导的模拟,验证了该温度场模型的准确性;通过对底注式铸造充型三维模型进行,验证了充型模型与温度场模型耦合的正确性与实用性,可以更全面的模拟实际的铸造充型过程。