本文通过物理实验和计算机模拟相结合，研究铝电解过程中气泡在炭阳极上的析出行为。研究以实验室的石英透明槽模拟工业铝电解槽，以高纯石墨模拟工业阳极，以钨板模拟阴极，进行物理实验。实验所得的结果用Matlab进行了图像处理，得到气泡的特征参数。对结果进行了适当的简化，建立了透明槽内气泡行为的物理模型和数学模型。然后用流场模拟软件Fluent对电解质中阳极气泡的行为进行了数值模拟研究，准确地描述了冰晶石—氧化铝熔盐铝电解过程阳极的析出行为。　　本文的主要研究内容及结果如下:　　(1)对实验采集所得的难以提取气泡特征参数的气泡图像采用Matlab软件进行图像处理，经过预处理、图像增强、图像二值化等步骤后获得单个气泡特征参数，最后确定了灰度转化、直方图规定化、二值化、气泡特征参数提取的技术路线，获得了各实验条件下气泡在侧壁运动的速度以及气泡的体积量化数据，为以后的研究打下基础。　　(2)研究了CO2气泡脱离阳极底面之后，在不同润湿性材料阳极侧壁的运动情况，并通过CFD数值模拟技术结合物理实验结果进行了比较分析。实验室透明槽观测得到的现象和数值模拟的结果吻合度很好。研究发现:阳极与电解质的润湿性对气泡的运动情况有明显影响。当气体对侧壁材料润湿时，阳极气泡脱离底掌后沿阳极侧壁向上爬动，但是当气体对侧壁润湿不好时，气泡沿阳极爬动一段距离后脱离阳极做气泡自由上浮运动。　　(3)研究了在水平阳极，有倾角阳极，无氧化铝三种情况下阳极的气泡行为。研究发现，水平阳极底面的气泡不断长大，最后形成一个大气泡层逸出;在倾斜阳极电解过程中，形成的大气泡陆续逸出，到一定时间后，较大的单个气泡逸出，其他气泡在不断长大，直至最后逸出;倾角有利于阳极气泡的排出;无氧化铝的时候，在整个电解过程中，阳极底面形成的气泡非常小，像啤酒沫一样的气泡源源不断的形成，逸出，没有形成气泡层，气泡行为无明显周期性。