连铸生产中,结晶器电磁搅拌技术已成为改善铸坯质量的重要手段。钢水在电磁力矩的驱使下旋转,实现对铸坯凝固组织、中心疏松、中心偏析、内部裂纹及夹杂物和皮下气泡的有效控制,从而提高铸坯质量。因此研究电磁搅拌参数对结晶器内磁场和流场分布的影响具有重要意义。本文以某钢厂160mm×160mm小方坯连铸机为研究对象,采用数值模拟和现场实验的方式,分析了在电磁搅拌作用下结晶器内磁场的分布规律以及流场流动形态的变化,同时研究了电磁搅拌参数对磁场和流场分布的影响。本文研究的核心问题是如何保证数值模拟的准确性。具体研究内容如下:（1）建立结晶器电磁搅拌磁场的数学模型并利用ANSYS求解。推导了电磁场控制方程,并给出了电磁力求解方程。利用ANSYS,采用自顶向下的建模方法及SWEEP的网格划分建立了有限元模型。制定了磁感应强度现场实测的方案,通过对比现场实测数据与数值模拟求解结果,验证了磁场数学模型的准确性。借助瞬态分析研究了磁场分布规律随时间的变化;借助谐波分析得出了时均电磁力,可把该时均电磁力作为载荷传递给流场。（2）建立磁流耦合场的数学模型。推导了基于连续方程和动量守恒方程的流场控制方程。通过对扩散项采用中心差分格式、对对流项采用改进的QUICK格式对控制方程进行了离散化处理,并采用基于同位网格的PISO算法进行求解。分析了磁流耦合模型的解耦条件,从而实现电磁场对流场进行单向耦合。研究了各种湍流模型及选取适用于本课题的湍流模型,确立了近壁面流动问题的处理方法。（3）利用CFX求解磁流耦合模型。对磁流耦合模型求解结果进行了分析,得出了电磁搅拌下流场的分布形态及电磁搅拌参数对流场的影响规律。把不同搅拌参数下的凝固前沿钢水流动速度与标准速度做比对,得出了结晶器电磁搅拌的最优工艺参数。结果表明:水平面内,磁感应强度在铸坯边部和角部较强,整体分布较均匀;中心轴向上,磁感应强度在搅拌器中心最大,往两端逐渐减小;铸坯内磁感应强度随电流增大而增大,电流强度每增大100A,磁感应强度增大30mT;随频率的增大先增大后减小;有无电磁搅拌时,钢液的流动形态差异很大,无电磁搅拌时,流速很小且轴向上仅形成了一对环流,有电磁搅拌时,流速较大且轴向上形成了上下两对环流;本课题所研究的结晶器电磁搅拌的最优工艺参数为400A、4Hz。