总结了国内外在铝电解槽电热场、热应力场及电磁流场方面的研究进展，指出当前多物理场仿真计算算法的不足，介绍了最新开发的"液(电解质)?液(铝)?气"和"液?气?固(颗粒)"两类三相流模型、多物理场(电、磁、热、流、力、浓度分布场等)、磁流体稳定性和电流效率三维耦合仿真模型与算法，并提出基于多相?多场耦合仿真的大型铝电解槽结构与生产工艺综合优化方法，发现大型铝电解槽在3.7~3.9 V低电压下高效、低电耗、低排放、稳定运行的状态空间，并确立相应的工艺实现条件。
　　自1886年Hall-Héroult发明电解铝工艺以来，铝电解的主题结构一直未发生太大的变化。在当前普遍采用的铝电解槽结构中(见图1)，强大的直流电由阳极母线，经阳极导杆、阳极炭块、电解质、铝液、阴极炭块，并由阴极底部的水平钢棒从两侧导出，再经阴极母线汇集至下一槽的立柱母线。
　　在电解槽内外分布着形状各异的几十种媒质材料，在强大的直流电(160~500 kA)作用下，体系中形成气(阳极气体)、液(电解质熔体和铝溶体)、固(加入的原料及凝固电解质等)三相共存，并在体系中形成多种物理场，如电场、磁场、热场(即温度场)、流场、应力场、浓度场等。
　　从宏观上来看，铝电解槽中电场、磁场、流场、热场(温度场)、应力场以及浓度场相互耦合。电场(电基金项目：国家科技支撑计划项目(2009BAE85B00)；现代大型铝电解槽内复杂物理场的仿真计算与优化总结了国内外在铝电解槽电热场、热应力场及电磁流场方面的研究进展，指出当前多物理场仿真计算算法的不足，介绍了最新开发的"液(电解质)?液(铝)?气"和"液?气?固(颗粒)"两类三相流模型、多物理场(电、磁、热、流、力、浓度分布场等)、磁流体稳定性和电流效率三维耦合仿真模型与算法，并提出基于多相?多场耦合仿真的大型铝电解槽结构与生产工艺综合优化方法，发现大型铝电解槽在3.7~3.9 V低电压下高效、低电耗、低排放、稳定运行的状态空间，并确立相应的工艺实现条件。
　　自1886年Hall-Héroult发明电解铝工艺以来，铝电解的主题结构一直未发生太大的变化。
　　在当前普遍采用的铝电解槽结构中(见图1)，强大的直流电由阳极母线，经阳极导杆、阳极炭块、电解质、铝液、阴极炭块，并由阴极底部的水平钢棒从两侧导出，再经阴极母线汇集至下一槽的立柱母线。
　　在电解槽内外分布着形状各异的几十种媒质材料，在强大的直流电(160~500 kA)作用下，体系中形成气(阳极气体)、液(电解质熔体和铝溶体)、固(加入的原料及凝固电解质等)三相共存，并在体系中形成多种物理场，如电场、磁场、热场(即温度场)、流场、应力场、浓度场等。
　　从宏观上来看，铝电解槽中电场、磁场、流场、热场(温度场)、应力场以及浓度场相互耦合。

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