通过铸造模拟软件，可以分析合金在充填和凝固过程中的不理想行为。在此基础上，可以进行铸造系统的相应修改，以实现理想的充填和凝固过程，从而限制铸造缺陷的出现。许多学者在研究铸造缺陷时都使用了模拟作为辅助方法。例如，Annalisa Pola等人验证了流道系统对预测锭子质量影响的重要性[1]；R. Hawranek等人使用模拟和技术测试找到了最适合滤芯位置的浇注系统[2]；P. Lan等人开发了一个3D FEM模型来预测宏观偏析和收缩气孔[3]。在分析基础上，一些论文还提出了解决铸造缺陷的相应方法[3-5]。
中国某铸造厂生产的涡轮增压器常常存在空气孔、收缩、微收缩等缺陷。其材料为2520奥氏体Cr Ni不锈钢（类似于JIS SUS 310S、ASTM 310S），采用砂型生产。为解决这些问题，我们进行了两次模拟，重点关注液态流动图案、充填绝对速度、充填和凝固过程中的温度变化等必要方面。在第一次模拟中，发现在浇注开始时出现了明显的湍流，因此整个充填过程都有很多湍流。此外，由于湍流，液态金属失去了一些动量，导致液态金属无法在短时间内填满更远的部分。因此，在分析后，我们对喉管和喉管底部的几何形状进行了修改，并缩短了浇注时间。接下来，在基于修改后铸造系统的第二次模拟中，液态金属变得更加稳定，并且整个充填过程完成时间也更短。此外，实际生产使用修改后的铸造系统还实现了不合格铸件率从20％降至10％。
