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RH（Rheinsahl–Heraeus）真空设备是钢水炉外处理中最重要的精炼手段之一，具有脱碳、脱氢、脱氮、脱氧和去除非金属夹杂物等作用，这些精炼功能的实现与RH内流体的流动行为密切相关。受高温限制，数值模拟成为研究RH精炼过程一种重要的方法和手段。本文运用数值模拟的方法研究了RH精炼过程的流体流动和夹杂物行为。首先，基于Eulerian模型，并考虑氩气泡膨胀影响，建立了描述RH内氩气-钢液两相流的数学模型，研究分析了相间曳力、湍流耗散力等对RH装置内气-液两相流动合理预测的影响。同时，考虑钢包和真空室顶部气相以及钢包顶渣的存在，建立了描述RH内空气-氩气-钢液-渣流动的DPM–VOF（Discrete Phase Model?Volume of Fluid）耦合模型，探讨了将空气-氩气-钢液-渣简化为氩气-钢液两相流的合理性。随后，以CFD-PBM（Computational Fluid Dynamics?Population Balance Model）耦合模型为基础，建立了描述 RH内氩气-钢液-夹杂物三相流的数学模型，采用非均匀多尺度群组法对钢液中夹杂物行为进行定量描述，并对结果进行了工业性实验验证。同时，对常用的均匀多尺度群组法在夹杂物行为模拟中的适用性进行了探讨。最后，基于上述建立的模型，考查了钢包底吹对复吹RH内流体流动和夹杂物行为的影响。 本研究主要内容包括：①气泡膨胀对RH内流体流动的影响非常明显。如果不考虑膨胀，计算得到的钢液循环流量只有实际测量值的50％左右；除了曳力，湍流耗散力对RH内气-液两相流流动也起着重要作用，该力是合理预测气液两相结构的关键。②将空气-氩气-钢液-渣简化为氩气-钢液两相流会在一定程度上改变RH内钢液的流动模式，使钢渣界面附近钢液的混匀时间缩短，但对钢液的循环流量几乎没有影响。③非均匀多尺度群法能够较好地预测RH精炼过程夹杂物质量分数、数量密度和尺寸分布的演变；由于不同尺寸的夹杂物会因为不同的动量场而发生分离，常用的均匀多尺度群法并不适用于模拟钢液中的夹杂物行为；Al2O3夹杂的簇状结构非常有利于促进夹杂物间的碰撞聚合，当用于计算碰撞的分维数在2.4~2.5时，模拟结果与实验结果比较吻合。④底吹位置在X=0.75 m、?0.35 m、0 m和1.2 m时，可以显著降低RH内钢液的混匀时间，提高夹杂物的去除效率；X=?0.35 m是夹杂物去除的最佳底吹位置，可以同时获得最低的夹杂物含量和最小的夹杂物尺寸。