现有研究表明，一个好的钢液流场对钢液成分以及钢液温度的均匀起到了关键作用。许多研究人员通过数值模拟的方法对如何得到最优的流场进行了研究。

上海宝钢的任三兵对宝钢新建的300t单孔底吹氩气搅拌LF炉进行了数值模拟研究。采用了N-S方程、k-ε双方程模型及气泡率模型对实验结果进行分析。得出以下结论：在相同的氩气喷吹量情况下，透气砖采用偏心布置能够促进反应进行。透气砖布置在1/3R到1/2R范围内时效果最好。结合实际情况，氩气喷吹量在200L/min的氩气喷出量是适宜的。83551

J．Szekely[14]是最早使用数学模拟方法的，他以数学模型和物理实验相结合的方法，以双模型理论计算流场的变化，并设定上升气泡的直径是包含在给定直径的柱形筒内，而模型的边界条件则是以分析气液界面上的速度来确定。之后Debroy和Majumdar[15]及Grevet等也在浮力是钢液流动的主要动力理论的基础上建立了均相流动模型；Cross和Markatos[16]则是首先采用两相流体模型研究钢包内流动现象的学者，但是，由于忽视了气泡直径变化，以及气泡的分裂等各种因素，最后得出的结果与物理实验结论发生严重分歧[17]。

Turkoglu和Farouk[18]发展了两相流体模型，在模拟试验中他们引进弥散普朗特数去解释气液相间的质量交换的过程，在调整弥散普朗特数的基础上，他们的气相分率的计算值与实际情况相符合。在之后的试验中，他们将液面上的一定高度的区域纳入到计算中，进而预测出自由表面形状。

CASTILLEJOS等研究了混合过程中的各项数据分布。用体积控制法对湍流动能方程进行了数值求解，用两个k-ε方程求解模型的湍动能。以稳态，瞬态相结合的方法进行流场模拟，最终结果与实际情况相似。

东北大学的罗志国等通过编制用户自定义函数额方法用于FLUENT软件对某厂100t钢包的流场进行了数值模拟。结合生产应用的经验表明，当喷嘴处于距钢包圆心2/3R位置时，中等搅拌时采用500L/min最适合。200~300L/min的流量适用于成分与温度的均匀化，采用100L/min的流量可以有效地去除夹杂。上海大学魏季和摒弃了旧模式，基于气-液双流体模型和湍流修正k-ε模型，提出了新的三维数学模型,并且应用该模型于120tVOD的真空底吹氩的精炼过程的数值模拟，对单孔及多孔底吹氩条件下钢包内流体的流动作了模拟和估计。论文网

河北理工大学冯聚和教授使用专业流体软件FLUENT对某个50tLF炉钢包采用了三种不同透气砖布置方式对钢包氩气搅拌的过程进行了模拟。在物理模拟的验证下，模拟及实验结果均表明当相氩气喷吹量相同时，透气砖采用轴对称双孔布置可以达到混匀时间的最优化，并且弱流区面积最小。使钢包冶炼效果优化。

刘诗薇在研究钢包吹氩过程时分别采用了数值模拟方法以及水模拟实验方法，避免了数值模拟因软件原因而产生的误差，通过对数值模拟与水模拟实验结果得比较，最终得出了以下结论[19]：1）氩气喷吹量较小时，透气砖附近产生的气泡为弥散形,气泡所作的功主要用于钢液的流动,使钢液形成循环流场。所以，在一定范围内,增加氩气喷吹量，可以相使氩气泡具有更好的搅拌动能,将会令混匀时间明显的缩短。

2）当喷吹量超过一定范围时，过高的气泡动能将使钢液表面产生搅动，严重时会产生喷溅，并且大部分动能将因此损耗，所以不利于钢液混匀

3）过高的氩气喷吹量还会是气泡流变为连续的氩气泡柱流，这将会减少钢液与气泡的接触面积，不利于钢液的搅动。

武汉科技大学的马骏等利用商业软件Phoenics对230t钢包进行了数值模拟，以流场分布以及湍动能的角度对在不同喷吹量下，不同透气砖对钢液混匀时间的影响。在经过一系列对实验结果得比较下，他们得出以下结论：