随着计算机技术和数值计算技术的发展完善,计算机在铸造领域得到了广泛的研究和应用。它可以在不进行实际浇注的情况下,模拟铸造的充型、凝固等过程,可以大大提高生产效率和经济效益,对于铸造生产具有十分重要的意义。液态金属的充型过程是铸件形成的最重要的阶段。本文介绍了当前充型过程数值模拟的发展现状以及在研究过程中存在的主要问题,探讨了充型过程的数值计算方法。在充型过程中,液态金属的流动过程可以认为是不可压缩的牛顿流体,遵循质量守恒定律、动量守恒定律,据此建立起数学模型方程,利用有限差分法对所确立的数学模型方程进行了离散,获得了数学模型的差分格式。在对充型过程的边界条件进行研究的基础上采用了SOLA方法求解充型过程的速度场和压力场,再用VOF方法处理三维自由表面,包括自由表面的确定、自由表面的移动。本文针对流场计算时间长、效率低的问题,研究了现有的提高充型过程数值模拟计算效率的方法。同时具体提出了三种提高流场计算速度的方法,使流场的数值模拟计算效率大大提高,并利用改进的算法,对实际铸件进行了流场的数值模拟计算,得到了充型过程的数值模拟结果。经过分析,所得的模拟结果与实际充型情况基本相符。表明本文建立的数学模型以及采用的三维流场计算和自由表面处理方法,可以成功地用于铸件充型过程的计算机模拟之中。