中文摘要：

采用多尺度流体计算方法，建立有效模拟电解槽中气泡导致的电解质流动和氧化铝混合行为的计算流体模型。本研究首先开发微尺度计算流体模型模拟电解过程中的气泡具体行为，包括其产生，移动，破裂及聚合，并采用水模型及透明电解槽对计算模型进行验证和修正。然后基于微尺度的计算结果，对应用于整个电解槽流场计算所采用的宏尺度双流体模型的本构关系进行修正，如考虑CO2气泡破裂及聚合对电解质紊流强度的影响，CO2气泡在垂直侧壁和阳极底部的动量传递关系，大大提高其模拟精度。 本课题的研究成果将对不同设计及操作参数对电解铝过程电解质流动及搅拌行为的影响规律进行定量分析，为新型电解槽的开发和现有电解槽的工艺优化提供技术支持，提升我国铝工业的基础研究水平，对促进我国铝工业朝着节能减排高水平发展具有重要意义。