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文献综述
1.1 课题研究及应用背景数值模拟技术，也称为计算机辅助工程（ComputerAidedEngineering，简称 CAE)[1]，涵盖了计算机图形学、材料和信息科学、工程力学、传热学，流体学、多媒体和图像处理等多门技术。
常见的数值模拟方法有有限差分法(FDM)、有限元法(FEM)、边界元法(BEM)、有限体积法(FVM)等[2]，可以进行流场、温度场、应力场、浓度场、电磁场等模拟分析。
铸造数值模拟是通过对铸件充型凝固过程的数值计算，分析工艺参数对工艺实施结果的影响，提前预测铸件质量和铸件缺陷，从而对所设计的铸造工艺进行验证和优化，以获得健全的铸件，也即突破了高温环境下进行实验操作的局限性，在计算机中进行铸件的试生产[3]，满足铸件实际生产要求的同时，降低生产成本。
铸造数值模拟分析主要有宏观分析和微观分析。
宏观分析主要包括对铸件充型过程的模拟仿真，预测铸件中可能存在的浇不到或冷隔等缺陷；对铸件凝固过程中的温度场进行模拟分析来预测孔洞类铸造缺陷；对凝固过程中应力场进行模拟分析来预测可能出现的热裂或冷裂缺陷；对凝固过程的浓度场进行模拟，预测可能出现的宏观偏析等。
微观分析主要通过观察组织分布情况以及晶粒尺寸的大小来预测其组织力学性能等；对铸件热处理过程进行模拟，预测其组织变化、性能变化及微观偏析等。
Procast软件是一款美国公司独立研发的数值模拟软件，其充分利用有限元的计算方法，对产品整个充型、温度场、速度场等进行仿真，其内部包含多种模块及丰富的数据库内容供用户选择[4]。
铸造的历史距今已有六千年之久，至今仍是机械制造行业的重要组成部分，它标志着一个国家的生产实力。
随着计算机技术的不断进步，铸造过程数值模拟得以实现和蓬勃发展，为铸件实际生产提供了宝贵的数据，有效提高了铸件的生产效率，节约了生产成本，具有重要的指导意义[5]。
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