注塑填充过程是一个十分复杂的非牛顿塑料熔体流动过程,格子波尔兹曼方法(Lattice Boltzmann Method,LBM)作为一种新的数值模拟方法,具有边界处理简单、并行性好以及计算效率高等优势,被广泛应用于流体的数值模拟中。本文基于多相流的LBM模型HCZ-LBM(He-Chen-Zhang LBM),开发C++语言的两相流HCZ-LBM程序,模拟了注塑成型中的塑料熔体充填型腔、气辅成型气体穿透、水辅成型水穿透过程,为今后LBM广泛应用于注塑成型模拟奠定基础。本文的主要研究工作包括:(1)采用所开发的HCZ-LBM程序模拟了液滴接触角、瑞利-泰勒不稳定等经典流动问题,模拟结果和文献中的结果基本一致,表明HCZ-LBM能够准确描述这些典型的流体现象。采用所开发的HCZ-LBM程序模拟不同雷诺数下的Poiseuille流,将速度模拟结果和理论解进行对比,二者最大误差不超过1%。通过对这些经典流动问题的模拟,验证了所开发的HCZ-LBM程序的正确性和准确性。(2)引入表征塑料熔体非牛顿特征的Cross-WLF粘度模型到LBM中,开发HCZ-LBM多松弛格式程序模拟塑料熔体在平板之间的Poiseuille流动,模拟结果展示了熔体在平板间流动的压力、速度、粘度以及剪切应变速率等的分布,模拟的速度、剪切应变速率与其解析解基本一致,表明所开发的HCZ-LBM程序能够准确模拟非牛顿的塑料熔体流动。(3)开发HCZ-LBM程序模拟注塑成型熔体充填过程,比较了不同边界处理方式对模拟结果的影响。同时,采用该HCZ-LBM程序模拟气辅成型的气体穿透和水辅成型的水穿透过程,模拟结果揭示了气道、水道的演化过程以及型腔中的压力、速度分布等。研究了气体注射压力或水注射压力对气道、水道的厚度及其均匀性的影响:气体注射压力越大,气道厚度越小,气道厚度在穿透方向上分布越不均匀;水注射压力越小,水道厚度在穿透方向上分布越均匀。