随着铝合金铸件在汽车、航空和其它行业中应用需求的增加，对它的质量和可靠性也提出了更高的要求。通过数值模拟技术对铝合金铸件中显微疏松缺陷进行模拟预测，可以帮助工程技术人员优化工艺和设计，缩短产品试制周期，提高铸件质量，降低生产成本，具有重要的实际应用价值。本论文针对铝合金铸件中显微疏松的重要组成部分——凝固过程中气体析出形成的显微气孔开展模拟研究，完成的主要工作如下： 本文首先应用元胞自动机(Cellular automaton，CA)方法建立氢扩散控制气孔生长模型，开发了气孔生长程序。随后将气孔生长模型与前期工作建立的模拟枝晶和晶粒生长的CA模型相耦合，开发出相应的程序。在此基础上进一步耦合气孔和晶核的连续随机形核模型，建立了模拟铝合金凝固过程中显微气孔形成的显微气孔耦合显微组织模型，并开发了相应的程序。 应用显微气孔耦合显微组织程序对Al-7wt％Si合金在凝固过程中形成的显微气孔进行了模拟研究，分析了氢初始含量、冷却速度和变质剂对显微气孔形成的体积分数、尺寸分布和形貌的影响。结果表明，新发展的显微气孔耦合显微组织模型不仅能模拟出与实际结果很相似的显微组织和显微气孔的形貌，而且能够较合理地模拟预测不同的工艺条件对显微气孔形成的影响趋势。随着氢初始含量的增加，显微气孔体积分数、平均半径和最大气孔半径均增大；随着冷却速度的降低，显微气孔体积分数、平均半径和最大气孔半径均增大：添加变质剂后，显微气孔体积分数、平均半径和最大气孔半径也均增大。 最后，将本文发展的显微气孔耦合枝晶组织模型模拟结果与显微气孔耦合晶粒组织模型模拟结果进行比较。结果表明，相同条件下，枝晶组织模型模拟的显微气孔体积分数、平均半径和最大气孔半径均小于晶粒组织模型的模拟结果。将显微气孔耦合显微组织模型模拟结果与实验和其它学者模拟结果进行比较表明，各因素对显微气孔形成的影响规律是定性一致的，但同等条件下的模拟结果所得数值小于实验观测数值。