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对合金凝固多尺度模拟涉及的一些关键性问题进行了分析和讨论，并建立了合金凝固液固相变模拟的数理模型。在宏观温度场的模拟方面，提出了处理凝固潜热的等价比热一温度补偿组合模型和保热通量边界条件处理方法。在介观尺度液固相变的模拟方面，提出了一个判断形核的理论模型；将过渡胞中的液固界面近似为垂直于生长方向的平面，建立了其相邻液相胞被激活生长的模型及算法；提出了一个多余溶质分配模型；以二元铝硅合金的凝固为例进行了晶粒生长模拟，结果符合实际情况。研究结果对于研究凝固组织中不同晶粒形貌的形成及演化的模拟具有参考价值，对于半固态合金组织性能预测及其制备工艺优化具有实际意义。