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泡沫铝是由金属相和气孔组成的复合材料,广泛应用于交通、建筑、冶金、电子和航空航天等多个领域。发泡剂TiHH2颗粒的分布状态是决定其孔结构和综合性能的最主要因素。本文采用GAMBIT软件对搅拌管道和搅拌叶片建模、网格划分、设定边界条件。在此基础上利用FLUENT6.3软件和多重参考系法(MRF)对TiH2颗粒在铝熔体中的分散性进行了模拟研究,具体结果如下：(1)搅拌速度与铝熔体流场以及TiH2颗粒分布的关系甚大。搅拌速度为45r/s-55r/s时,铝熔体中流场变化处于稳定的状态,TiH2颗粒分布均匀。当搅拌速度(20r/s-35r/s)较低时,铝熔体只能在叶片区得到加速。此时,TiH2颗粒主要集中在管道心部。而当搅拌速度过高(65r/s)时,叶片容易形成空转,在管道内形成大的漩涡,使TiH2颗粒集中在管道外缘。(2)搅拌叶片层数、叶片长度和叶片倾斜角度对TiH2颗粒浓度分布的影响：使用单层和双层搅拌叶片时,管道内铝液的循环流动主要集中在管道的下部,而三层搅拌叶片的安装可以大大提高管道液面流体的转速,有利于带动整个管道铝液的循环；搅拌叶片长度过短时,铝液只能在管道中心处循环,管道外缘铝液速度非常小,铝液未达到液面处已经转向。随着叶片长度增加,当搅拌叶片长度为30cm时,此时铝液冲击管道壁面,在管道内形成整体循环且速度分布均匀；当叶片无倾斜角度时,叶片无下压作用,管道内只能形成层流。叶片倾斜角0=30°,管道内铝熔体达到整体的轴向及径向流动,TiH2颗粒分散均匀。(3)铝熔体温度对TiH2颗粒分散性的影响：搅拌的最佳温度为978K。铝熔体温度较低时,铝液流动性差,叶片的下压力使铝液保持向下的加速度而无法向上回流,TiH2颗粒在管道底部出现团聚现象。随着温度升高,铝熔体的流动性得到很大的改善,管道内铝熔体速度分布均匀,TiH2颗粒在整个管道内无明显的浓度差。(4)TiH2颗粒浓度分布与搅拌时间息息相关。铝熔体在叶片旋转的作用下得到加速,随着时间的增加,管道内铝液的速度分布趋于均匀。TiH2颗粒由起始位置向整个管道扩散,当管道内铝熔体速度分布均匀时,TiH2颗粒的浓度差达到最小,此时刻的时间为65s。继续搅拌,TiH2颗粒分布没有发生明显变化。(5)当第二相TiH2颗粒含量发生变化时,管道内铝熔体的速度场没有发生变化,管道内TiH2颗粒浓度差也无明显变化。(6)通过模拟分析可以看出：搅拌转速、叶片数量、长度、倾斜角度以及铝熔体温度是影响TiH2颗粒分散的主要因素,它们之间的优化匹配是生产合格泡沫铝的关键。