导流型铝电解槽是20世纪80年代提出来的一种新概念铝电解槽,由于其阳极底掌下不存在铝液的缘故,能保持在较低极距下运行,具有巨大的节能潜力和诱人的市场前景。对导流型铝电解槽的多物理场进行仿真研究,能很好的评估其节能潜力及运行中可能存在的问题和风险。这对于实现导流槽在我国的产业化具有十分重要的意义。本文以横向课题“114.5kA导流槽改造及仿真优化研究”为依托,以某铝业公司114.5kA两点进电铝电解槽为研究对象,对常规电解槽及导流槽的电热场、电磁场及流场进行了数值仿真优化。本文主要研究内容和结论如下：1)运用ANSYS有限元分析软件,建立了一套基于114.5kA两点进电铝电解槽的电场、热场、磁场、流场多场耦合仿真模型；在同一台电解槽上实现了电热场的耦合,以及电磁流场的耦合；2)建立了114.5kA常规铝电解槽及导流槽1/4槽三维电热解析模型,并对其结果进行了深入分析。得出导流槽的槽体系电压为3.312V,炉帮厚度为9.8cm。电热场仿真计算偏差小于10%；3)针对某铝业公司114.5kA两点进电铝电解槽提出了一套比较合理的导流槽改造方案：采用中间与四周均开沟的方式、中间抬高50cm的阴极炭块倾斜方式、增加一层20cm厚的碳陶瓷纤维板、增加氧化铝覆盖层厚度20cm、以及使用TiB2复合涂层材料等；4)对电磁场以及由电磁力为主要驱动力的流场的仿真结果进行了深入分析,得出了电磁场及电磁力的大小及其整体电磁力的分布；对在电磁力作用下的铝液流场分别对常规槽及导流槽进行了分析,得出了导流槽的铝液平均流速降低50%,最大值降低30%的结论,同时对导流槽在低极距下运行的风险进行了评估,得出铝液波动在铝液填满沟槽的情况下仅为1.08cm,在一般情况下为0.58cm的结论。当铝水平低于14cm时,铝液就基本不会溢出沟槽,能够保证导流槽在低极距下运行的要求。