中文摘要：

本项目通过数值模拟、水模拟、铝合金熔体的发泡实验和完整的泡沫铝材制备过程，对铝合金熔体的泡沫特性和泡沫铝的胞结构进行系统研究，分析和确定各个因素对泡沫特性和胞结构的影响和作用规律，以及胞结构与泡沫特性的关系，形成铝合金熔体空气发泡过程的流体力学理论和对泡沫特性及胞结构进行科学分析、准确预测和控制的数学模型。为优化控制泡沫铝的胞结构及其性能提供可靠的理论依据。本项目不仅对进一步深入了解泡沫铝的组织结构与性能的关系具有重要的科学意义，而且丰富了流体力学，传热传质学和冶金学等学科的内容，同时对于指导泡沫铝材的生产具有重要的工程应用价值。

结论摘要：

本项目通过数值模拟、水模拟、铝合金熔体的发泡实验和完整的泡沫铝材制备过程，对铝合金熔体的泡沫特性和泡沫铝的胞结构进行了系统研究，应用动力学平衡半经验公式和双流体与两相k-ε湍流模型，对气液相间作用力和湍流特性进行修正，并应用多重参考系（MRF）模型，分析和确定了各个因素对泡沫特性和胞结构的影响和作用规律，为优化控制泡沫铝的胞结构及其性能提供可靠的理论依据；建立了静态和动态条件下的泡沫尺寸预测模型，获得了对闭孔泡沫铝的胞尺寸进行预测和控制的数学模型。通过铝熔体的空气发泡实验，对静态和动态泡沫尺寸的预测模型进行检验，证明该模型能够达到准确控制闭孔泡沫铝胞尺寸的要求。通过对闭孔泡沫铝组织结构的表征，泡沫铝的壁厚和节点尺寸与胞直径的关系，闭孔泡沫铝的压缩破坏形式及应变速率的影响，进一步确立了泡沫铝的组织结构与性能的关系。利用本项目的研究成果，已经能够连续生产泡沫尺寸均匀、密度可控、断面尺寸为120×300 mm，任意长度的泡沫铝板材，产品的组织和性能已达到世界领先水平。该项目所获得的研究成果对空气发泡法制备闭孔泡沫铝材的生产工艺参数优化和胞结构及产品性能控制具有重要的指导意义。