在连铸过程中，钢液在结晶器波动行为是一个非常复杂且难以同步精确检测的过程。为了解决这个问题，包燕平[5]在水模型试验中研究了钢水在薄膜连铸结晶器中的界面波动行为。为了完成液体上表面的波动行为分析和结晶器内的流场分析，国内外的专家学者们深入研究了连铸结晶器的钢液形成机理和研磨方式。Lguchi M，Sumida Y和Okada R [6]基于水力学模型，利用PIV流场测量技术，以硅油/盐水界面剪切卷渣行为作为研究对象进行了液面波动的试验分析。针对结晶器内部钢液上表面的数值模拟过程，许多科学家也进行了大量的研究。曹娜[7]用VOF模型模拟了工艺参数对钢渣界面的影响情况。Panaras，Theodorakakos A和Bergeles G. [8] 几位学者对于结晶器内钢水自由液面振动情况的研究采用有限体积法进行了模拟，并且通过大量的研究发现卷渣的出现主要呈以下三种形式[9]：（1)在连铸结晶器内部窄面钢液回流过程中，钢液表面会形成剪切式卷渣。(2)在连铸结晶器水口周围形成的漩祸式卷渣。(3)在吹气过程中气泡的上升引起的卷渣。

4、 结晶器内钢液行为的数值模拟研究现状

水模型在直观识别结晶器中发生的主要现象方面发挥着重要作用。然而，连铸结晶器内部的现象相当复杂。计算机模拟连铸结晶器中钢水的流动是必要的。[10-12]

连铸是一个受到多方面因素影响的综合性的物理和化学现象，在连铸过程中所牵连到的因素是十分庞杂的。因此在研究连铸结晶器时，进行数值模拟是十分必要和重要的方式手段。在研究进行过程中会涉及到的现象有诸如液体流动、温场分布、气体运动、热传递、相变以及化学反应等等，将这些现象都通过现场实验的方式准确体现出来显然是难以实现的。首先，在现场实验时实验数据的有限性会极大的限制实验的进行和进度。其次，由于实验体系较为庞杂，现场实验费用相对昂贵，难以支撑大批量实验的进行。所以，在进行连铸结晶器研究时，主要采取的是数值模拟法。数值模拟结合实验室实验，对生产过程进行物理建模和实际测试测量，加深了人们对连铸结晶器传热与流动现象的认识，以及对现有工艺流程，相关设计流程和生产操作流程的改进和优化发挥了重要作用。

在对结晶器进行数值模拟过程中，由于本研究是钢液在连铸结晶器内的流场分析，所以我们将采用流体流动模型。