节能降耗、改善环境越来越成为人类生活与社会可持续发展的必要条件，人们正在探寻绿色和谐的发展模式。轻量化显然是有效的发展途径之一，其中铝合金是轻量化首选金属材料。双辊连续铸轧法生产铝合金薄带工艺具有流程短、节能和产品性能好的等优势，是铝合金板带材生产的主要技术之一。随着汽车行业的发展，对铝合金的需求量加大、质量要求更高，目前国内生产多以传统铸机为主，其铸速低、可生产合金种类少。而高速双辊铸轧法因其铸速高、可生产铝合金范围宽、带坯厚度更薄和性能更好等优势受到国内外广泛关注，但国内目前未能工业化生产。高速铸轧技术对工艺控制与铸机设计的要求与传统铸机有所不同，铸机参数和工艺参数改变都会影响熔池内铝液流动和传热行为，通过物理实验了解比较困难。本文通过数值模拟方法，研究了立式高速双辊铸轧铝合金薄带过程中熔池内流场和温度场特征，对于铸机设计和工艺参数控制具有重要的参考意义。本文主要研究内容和结果如下：
　　（1）建立了立式双辊铸轧6061铝合金薄带熔池区热流耦合的数学模型，确定了模型的边界条件，利用商业软件ANSYS下Fluent模块对所建立的数学模型进行数值求解，得到了熔池区的流场和凝固温度场。
　　（2）在双辊薄带连铸熔池内的热流耦合数学模型中，对于熔池内凝固坯壳的运动处理是难点。以拉普拉斯方程建立了凝固坯壳运动模型，通过计算拉速方式处理固相运动；并与于其它2种拉速处理方式进行对比，计算拉速得到的流场和温度场分布更加合理。
　　（3）计算得到了高速铸轧条件下熔池内流场特征（回流区与涡流区）和温度场特征（上突状和楔形状），并对特征进行分析。研究了铸辊直径、熔池高度、薄带厚度和铸辊转速对于流场和温度场特征的影响，其中铸辊直径、熔池高度和铸辊转速增加都会加剧流场和温度场特征变化，流场中涡流区和回流区位置上移，面积增大，温度场上突状更加明显；而薄带厚度增加会减缓特征变化。
　　（4）对已有文献的布流系统进行简化并设计了6种类型水口结构，研究布流方式对熔池内流场和温度场产生影响。对比分析了6种类型水口模拟计算所得的流场和温度场结果，其中第6种类型水口（编号为Nozzle9）的温度场分布更有利于铸轧工艺顺行。
　　（5）模拟研究了不同工艺参数（浇注温度、传热系数和铸辊转速）下熔池区温度场和流场，分析各工艺参数对kiss点位置的影响规律。相较于浇注温度与传热系数而言，铸辊辊速对于流场和温度场的影响最大。为保证连铸工艺顺行（kiss点距离最小辊缝处50mm以内），针对不同辊速条件下流场和温度场进行模拟，得到各个辊速下的合理工艺控制范围：浇注温度控制在液相线上20℃~40℃范围内，当铸辊转速为0.3m/s（18m/min）时，传热系数为6000W?m2/K~7000W?m2/K；当铸辊转速为0.5m/s（30m/min）时，传热系数为10000W?m2/K~11000W?m2/K；当铸辊转速为0.7m/s（42m/min）时，传热系数为14000W?m2/K~16000W?m2/K；当铸辊转速为1.0m/s（60m/min）时，传热系数为22000W?m2/K~24000W?m2/K。