连铸中间包停浇液位主要决定于汇流旋涡产生时的特征高度,而关于汇流旋涡的研究,大多数都是针对具体工程的试验研究以及消涡措施较多,理论研究较为欠缺,研究成果难以满足工程设计的需要,本论文针对以上情况对连铸中间包汇流旋涡的形成机理数学解析研究分析和钢水流动进行了模拟研究。建立汇流旋涡的数学机理模型,假定轴对称旋涡的运动特性既是径向的函数,又是轴向的函数,应用数学物理学中可分离变量法和特征线法的方法,克服了过去难以反映出轴向上变化的缺陷；并将方程化为数学上可解的一阶拟线性偏微分方程,应用特征线法再将其转化为常微分方程组联解,推导出了速度的解析解以及涡面线方程。以本文解析解为基础,分析汇流旋涡径向和轴向变化规律,进而确定其能较正确的反映旋涡的轴向螺旋流动。同时,本文应用剪切应力分析表面张力对汇流旋涡滴渣的数学解析。应用FLUENT软件进行汇流旋涡的模拟仿真。通过数值模拟得到汇流旋涡的产生是源于出口、向上逐渐发展。在液位较高时,液面上流体流动方向受出流口的流动影响较小主要受液面波动影响,而钢液流动主要表现在水平方向,此时液面速度主要表现径向运动。当液位的较低时,出流口附近的流体对液体表面的影响强度和范围逐渐增大,此时液面的径向运动逐渐演化为径向运动和切向运动的叠加,再加上轴向流动,这就在出流口上方形成了围绕中心处的螺线旋转流动,而随着液位不断的降低出现强烈的虹吸现象,当液位继续下降到一定程度,虹吸现象的吸气低部透过出流口即形成汇流旋涡贯通。因此防止渣滴出流就是防止和抑制汇流旋涡形成。同时根据数值模拟建立临界液位高度经验公式,并通过水模型实验得到了中间包液面下降过程中出流口内径、流量、环量常数和出流口处的Fr数与旋涡特征高度参数的关系也验证了以上结论。并通过对某钢厂连铸中间包停浇后液位下降过程时的数值模拟实验得到较小的中间包出流口内径、较小拉速和适当的渣层厚度均有利于防止和抑制旋涡。