本论文针对40tLF钢包底吹氩精炼过程中钢液的流动和混合及出钢过程进行了水模型实验和数值模拟研究。水模型实验以相似原理为基础，主要考虑几何相似和动力相似。实验中用有机玻璃制成钢包，用水模拟铁水，模型与原型尺寸比例为1∶4。在几何相似的前提下，同时保证模型与原型的修正佛罗德准数相等，以保证它们的动力相似。水模型实验，一方面可得到数值模拟中所需的一些参数，另一方面可验证数值模拟结果的准确性。数值模拟中，对建立在正交网格上的40tLF钢包吹氩及出钢过程进行数值模拟。研究中探讨了吹氩参数对熔池流场和混匀效果的影响，同时模拟了钢包静置状态时的流场和钢包出钢过程的流场，以确定临界出钢高度，最大限度地防止下渣量。通过研究确定了合理的操作参数，以优化现场操作。 水模型实验和数值模拟计算的结果表明：对于钢包偏心底吹体系，Realizable κ-ε湍流模型(RKE)和Reynolds应力方程模型(RSM)能给出较好的预示结果，但是从计算过程方面考虑，Realizable κ-ε湍流模型(RKE)比较适宜；底吹氩气搅拌时，会形成一大一小两个循环流，小循环流流动比较剧烈，随着吹气量的增加，熔池搅拌会越来越剧烈，经研究发现存在吹氩最佳吹气量和卷渣临界吹气量；吹氩最佳吹气量为140～160L／min，在这一吹气量下，熔池搅拌比较剧烈，死区较小，有利于反应的快速进行和成分、温度的迅速混匀；卷渣临界吹气量为100L／min，在此临界吹气量下可以避免卷渣现象的发生，在精炼后期喷吹350s左右就可以达到混匀和驱除夹杂的效果；钢包静置过程中，温度梯度会逐渐变大，钢液呈自上而下的循环流，流速会逐渐变小，在出钢前可在卷渣临界吹气量下喷吹惰性气体3分钟以消除温度梯度；出钢过程中，钢液呈自下而上的循环流，根据临界高度的模拟结果可拟合得到一条直线，这一线性关系对实际生产中临界高度的确定具有重要的参考价值。研究中水模型实验和数值模拟结果符合较好，研究结果对优化现场操作具有指导意义。