铝电解槽是一个复杂的系统，它涉及到电、磁、热、力、流等多个物理场，这些多物理场相互作用，彼此耦合，共同影响电解槽运行的稳定性和安全性。研究铝电解槽中多物理场之间的耦合影响，不仅具有重要的学术价值，而且对铝电解槽的安全生产、节能减耗有十分重要的实际指导意义。　　本文以某大型电解槽为研究对象，采用有限元方法建立了完整的电磁场、流场、电磁热耦合模型，深入研究了影响电磁场的多种因素，气泡对电解质-铝液流速及界面波动的影响，以及电磁热场之间的相互作用。本文主要研究工作如下：　　（1）基于Maxwell仿真平台，建立电磁场全槽模型。研究了铁磁物质（槽壳、摇篮架、阴极钢棒、阳极钢爪）对全槽磁场分布的影响，尤其研究了过道母线对系列槽磁场分布的影响。计算模拟结果表明：铁磁物质会明显减弱磁场的数值和波动幅度；在仅考虑槽壳时，槽内磁场分布在数值上有所增加；磁场强度随过道母线与系列槽距离的增大而降低，当过道母线与系列槽的距离为15 m时，影响降到最低。　　（2）基于CFX分析平台，建立电解质-铝液-气泡三相流模型。应用三相流非均相模型进行稳态流场计算，考虑了不同气泡直径对流场流速及波动的影响。计算模拟结果表明：电解质-铝液的流速、波动面变形量均随着气泡直径的增大而增大，且波动面变形量的最大值出现在阳极中缝；直径较大时气泡更容易从阳极中缝溢出，导致此处流速增大，界面波动加剧。　　（3）基于Maxwell与Workbench分析平台，建立完整的电磁热耦合模型，研究了它们之间的相互影响。计算模拟结果表明：耦合前后，x（槽长）、y（槽宽）方向上的电流分布及大小变化较大，z（槽高）方向上的磁场分布及x、y、z各个方向的磁场大小变化较大，x、y、z各个方向上的电磁力大小及x、z方向上电磁力分布变化较大。在温度分布上，槽帮下边缘温度达到电解质结晶范围之内，散热量满足底部保温上部散热的设计思路，进一步验证模型的准确性。