连铸坯凝固过程是钢水变成钢坯的过程,其本质是多物理场耦合过程。其包含的物理场有温度场、流场以及电磁场等,这些物理场共同作用决定了连铸坯的内部质量,其中包括连铸坯的宏观偏析。因此研究连铸坯内温度场、流场和电磁场间相互耦合作用,对明确连铸坯宏观偏析形成机理,进而优化连铸工艺参数而言具有重要意义。本文以65#钢小方坯为研究对象,建立并求解其热-磁-流多场耦合模型。本文主要的研究内容如下:（1）建立了连铸电磁搅拌的数学模型并使用有限元法进行求解。针对连铸电磁搅拌的环境以及工艺特点对麦克斯韦方程组进行简化进而得到其时谐场下的表达式;选择A-φ作为电磁位函数并推导了连铸电磁搅拌的控制方程组及不同介质交界处的边界条件;应用伽辽金法推导了连铸电磁场的有限元方程组及其矩阵形式,同时给出了不同形状单元下刚度矩阵参数的求解方法。（2）建立了连铸坯热-流耦合模型。分析了连铸坯内钢水的流动状态并选择了雷诺时均法求解流场模型,从不可压缩流体的纳维-斯托克斯方程出发推导了低雷诺数k-ε模型下连铸坯流场的控制方程组。加入了传热方程模拟连铸坯的凝固现象并建立了连铸坯热-流耦合模型,针对因凝固引起的流场计算域不确定以及存在固液相混合的两相区问题,引入了连续介质模型和多孔介质模型修正流场的控制方程组。（3）完成了热-磁-流耦合模型的求解。应用APDL语言完成结晶器电磁搅拌及凝固末端电磁搅拌的有限元求解,将计算得到的电磁力和焦耳热以控制方程源项的形式导入FLUENT中,并完成了热-磁-流耦合模型的求解。对其计算结果进行分析并研究了电搅参数对流场的影响,钢水在电磁搅拌下运动的速度随搅拌电流大小和频率的增加而增加。（4）验证了连铸坯热-磁-流耦合模型准确性。通过在连铸生产现场测量结晶器及凝固末端处的磁感应强度分布,并将其与数值模拟结果对比验证了电磁场模型的准确性;通过与已有凝固传热模型的计算结果对比验证了温度场计算的准确性;通过与已有的连铸坯流场的研究对比验证了流场计算结果的准确性并分析了网格密度对流场计算结果的影响,数值实验结果表明0.16m×0.16m的铸坯截面需达到30720个节点才能保证计算结果的准确性。结果表明:与连铸电磁场现场测量结果相比,数值模拟结果的平均绝对误差为2.2mT,平均相对误差为8.1%;与经过表面测温校验的凝固传热模型相比较,温度场计算结果的平均绝对误差为18℃,平均相对误差为2.0%;流场的流形以及速度变化趋势与已有的研究结果相比相符合,速度大小相近,但由于研究的钢种及其对应连铸工艺参数不同,具体数值无法比较。综上所述,可以认为本文建立的连铸小方坯热-磁-流多场耦合模型是准确的。