铸造数值模拟在铸件的生产过程中应用越来越广泛，数值模拟结果可以为铸造工艺的优化提供科学的数据支持。铸件的宏观模拟诸如温度场、流动场、应力场的研究已经日趋成熟，应用也得到了一定的成果。但究其本质，铸件的使用性能是由铸件的微观组织所决定的，据此，本文基于华铸CAE系统，利用网格细化和距离插值方法将宏观温度映射到微观元胞，并采用元胞自动机方法对铝合金铸件的晶粒组织演化进行了研究，主要工作内容如下：　　首先，建立了基于有限差分方法的温度场数值求解模型，讨论温度场中的潜热处理方法以及边界条件的类型；探讨晶粒组织模拟过程中的瞬时形核模型及连续形核模型，着重分析基于高斯分布的连续形核模型，同时，探究基于溶质守恒的枝晶尖端生长的KGT模型。　　其次，综合讨论几种捕获算法对晶粒生长过程中的取向的影响，并提出基于边界元胞集合的直接捕获方法，该方法在处理晶粒碰撞的问题时可以避免晶粒的区域重叠等问题。此外，分析对比各种方法下的晶粒模拟结果，结果表明，进行尖端修正和直接捕获两种方法可以保持晶粒生长中的取向，同时分析了直接捕获方法在均匀和非均匀温度场下的模拟结果。　　然后，通过对宏观网格的细化剖分以及温度的距离插值将宏观温度场映射到微观的元胞之中，结合微观组织的形核及生长模型实现了铝合金铸件凝固中的晶粒演化过程的模拟。另外，设计浇注实验，通过热电偶测温及金相组织对比，验证耦合程序的正确性。　　最后，利用得到的耦合程序对某铸造公司的铸件进行了模拟分析，分析该铝合金铸件在凝固过程中的温度分布，不同壁厚处的温度曲线和不同壁厚处的晶粒模拟组织，薄壁处的晶粒组织比厚壁处的细小其晶粒密度大。　　研究所得到的耦合程序可以对铝合金铸件晶粒组织进行定性和一定程度的定量分析，进一步根据所得到的铸件组织的相关信息对铸件的铸造工艺进行优化和改进。