熔模铸造是制造大型薄壁复杂铸件的重要方法之一,具有尺寸精确、表面质量好、材料利用率高等优势,蜡模充型过程作为蜡模制备的首要阶段,对最终蜡模质量具有重要影响。蜡模充型过程十分复杂,仅通过传统的“试错法”难以深刻认识其内在机理,为了实现蜡模充型工艺方案的合理设计和快速优化,有必要对蜡模充型过程进行数值模拟研究。国内外目前关于蜡模充型过程的数值模拟研究较少,且现有方法往往存在大量简化,结果参考性有所不足,本文综合考虑了流动场和温度场对蜡料物理性能的影响,使用数值模拟方法深入研究了蜡模充型过程蜡料流动和传热行为。对蜡模充型过程进行了合理假设与简化,对比分析不同非牛顿流体粘度模型之后,选取Cross-WLF本构模型描述蜡料的流变特性,结合蜡模充型的实际工艺过程确立了蜡料粘性流体三维非等温流动模型,并使用Projection VOF方法完成蜡料流动场控制方程和自由表面的计算。开发了基于Projection VOF方法的蜡模充型过程数值模拟求解器,实现了速度场和压力场的分离计算以及求解程序的并行化,并通过典型扳机件蜡模进行了准确性验证,模拟结果和实验结果吻合较好。与传统的SOLA-VOF方法相比,该方法大大提高了计算效率。针对实际复杂薄壁骨架蜡模,通过试验对K512型蜡料的流变特性和热性能进行测量表征,获取了准确的蜡料参数。结合蜡模结构特点和工艺经验,使用数值模拟方法完成了蜡模浇注方案设计,同时进行了合理性验证。最后对不同工艺参数下的蜡模充型过程进行数值模拟研究,分析总结了注蜡压力、注蜡温度以及模具温度对蜡模充型质量的影响规律。本文自主开发了蜡模充型过程数值模拟软件,应用数值模拟方法研究了浇注方案及各工艺参数对蜡模充型质量的影响规律,能够为实际生产中蜡模充型工艺方案的确定和优化提供科学指导。