在钢连铸过程中,为了防止水口堵塞和促进夹杂物去除,通常向结晶器钢液中注入氩气泡。但被凝固前沿捕获的气泡会导致钢产品中的缺陷,当气泡附着了夹杂物时导致的问题尤为严重。氩气泡的聚合和破碎改变其大小和空间分布,进而影响气泡的被捕获情况。然而在以往的研究中,这些机制往往被简化,因此很难准确地获得气泡的大小和空间分布。为了研究钢液中离散气泡和夹杂物之间的相互作用和去除,以及减少钢产品中的缺陷,本文构建一个考虑离散气泡和夹杂物的运动和捕获、气泡的聚合和破碎以及气泡-夹杂物相互作用的细化的数值模型。前人使用的多相流模拟模型未将这些因素综合考虑。此外,传统的研究对气泡与夹杂物的相互作用进行了简化,假定黏附夹杂物即去除。而实际上,气泡可能携带夹杂物一起运动至凝固前沿,造成缺陷。在本研究中,夹杂物被黏附后继续追踪其后续运动及行为。本研究预测了不同初始气泡直径和夹杂物直径下的结晶器中夹杂物去除率。研究发现较大的夹杂物具有较高的去除率,与前人研究相符。预测去除率在14%～30%之间,与工业试验的结果吻合较好。研究还发现,较小的气泡具有较高的去除夹杂物的能力,但过小的气泡在附着有夹杂物时容易被凝固前沿捕获导致更多的缺陷。在本研究的条件下,最佳初始气泡尺寸为1.0mm。这些结果表明,所建立的模型能够合理地预测钢液中离散气泡和夹杂物的行为及其相互作用。这一模型对于连续铸钢的生产过程优化有一定帮助,同时也可以作为一种通用的三相流模拟模型应用于相关领域中。