1、鋁電解槽內電場、磁場分布狀況直接影響鋁電解生產過程的穩(wěn)定性、電流效率、直流電耗和槽壽命。而且，在生產過程中，鋁電解槽的電場和磁場分布難以直接測量。因此，鋁電解槽電磁場分布計算仿真研究對電解槽的優(yōu)化設計和開發(fā)新型電解槽具有重要的實際指導意義。本文以320kA預焙鋁電解槽為研究對象，著重研究了電解槽的電場和磁場分布規(guī)律，并以優(yōu)化電磁場分布為目標，從電解槽結構設計與優(yōu)化出發(fā)，研究可實現低極距運行，降低槽電壓，改善電磁場分布的鋁電解槽模型。

2、r>　　 首先，利用ANSYS電磁場有限元法，建立了320kA預焙鋁電解槽三維電磁場有限元模型，計算了鋁電解槽內的電場分布和磁場分布，計算結果與實測結果相吻合，驗證了該計算模型的正確性，同時得到了320kA鋁電解槽的電場、磁場和電磁力分布規(guī)律。
　　 其次，以改善電磁場分布，降低能耗為目的，設計了一種新型底部出電陰極結構的鋁電解槽。應用參數化設計語言(APDL)，建立了該結構的電磁場計算模型，并對該結構鋁電解槽進行了整體優(yōu)化設

3、計。采用非對稱性補償母線設計優(yōu)化電磁場分布，通過與普通槽的電磁場分布情況進行對比，該結構鋁電解槽能減小鋁液層水平電流，磁場分布對稱性好，且垂直磁場Bz有所降低，鋁液層所受電磁力也相對減小，有利于改善槽內鋁液的流動狀態(tài)，具備較大的節(jié)能潛力。
　　 最后，研究了不同極距和鋁水平的電場、磁場和電磁力場分布規(guī)律，以及對電解槽生產過程穩(wěn)定性的影響。研究結果表明：對于該槽型的320kA鋁電解槽，在其它技術參數不變的條件下，極距為4.2cm-