连铸凝固过程中流动和传热现象涉及流场、温度场、电磁场等多个物理场的耦合作用。早期的研究多将流场的作用简化为一个增大的有效导热系数,但不能完全描述钢液流动,而通过基于多场耦合模型的研究也面临着模型求解复杂所带来的计算时间过长等问题。针对上述问题,本文研究了连铸凝固过程中电磁搅拌作用下的温度场和流场的耦合作用关系及其在CUDA平台实现的数值求解算法,完成了热流耦合模型的快速求解。本文主要研究内容如下:研究电磁搅拌作用下温度场和流场的耦合关系,建立了基于能量守恒、动量守恒和质量守恒的三维热流耦合模型,并给出基于同位网格PISO算法的数值求解算法。其中,磁场对流场为单向耦合,耦合关系通过电磁体积力与动量方程的源项相关联;温度场对流场为双向耦合,耦合关系通过热物性参数、热浮力项和Darcy衰减项关联。在CUDA平台上实现了热流耦合模型的并行求解加速,完成了PISO算法的并行程序设计,并通过优化GPU的内存存取和内核函数的线程配置实现耦合模型的快速。结果表明:在电磁搅拌的作用下,钢液做水平旋转运动,流体速度由中心向外逐渐增大,靠近凝固区域流速逐渐减小;热流耦合模型与温度场模型相比,其计算所得的中心温度较低,表面温度较高,表明对流作用带动温度由铸坯中心向铸坯表面传递,符合实际变化规律。CUDA平台下的并行计算结果与原有标准程序结果一致,热流耦合模型的求解达到2.21倍的加速比,优化效果良好。