铝合金铸件在凝固过程中，高温液态金属所含有的热量通过各种途径向铸型和周围环境传递，逐步冷却并进行凝固。铸件凝固过程数值模拟的任务是建立铸件凝固过程汇总传热的数学模型，并通过数值方法进行求解，从而铸件凝固过程的规律，预测铸件缺陷(缩孔、缩松)产生的可能性及位置。
凝固过程中传热的基本方式通常是热传导、对流及辐射三种方式综合进行。这三种传热方式的处理通常分别采用傅立叶(Fourier)定律，牛顿冷却定律和黑体辐射法。对于铸件凝固过程的数值技术一般有三种方法：有限差分法(FDM)，有限元法(FEM)和边界元法(BEM)。有限差分法是早的用于凝固模拟的，它是通过把铸件和模具离散化为很小的均等的单元来实现的；使用有限元法通过离散化产生不同类型的网格单元，在凝固过程中劲度矩阵被发展用来预测固液相接触而的移动速度、温度分布和在合成物铸件情形下的质点分布情况等；边界元素法被工程技术人员和家认为是的技术，运用于获得的结果输出。对于铝合金铸件凝固过程缺陷的预测和判断所采用的方法，基本上都是基于比较成熟的铸钢件和铸铁件等缩松缩孔的预测判据法。从初的定性温度场热节法，发展到E.Niyama提出的G/R法，以及到后而的疏导法、固相率梯度法等定量预测方法。
1997年，清华大学的对低压铸造铝合金轮毅的凝固过程进行了模拟。通过建立导热和传热方程和相关边界传热系数的设定，充分考虑了复杂的边界传热现象，合理地考虑了凝固过程中的气隙，终获得了循环模拟的凝固冷却曲线，并与实际生产结果进行比较验证，获得了吻合的结果。2000年，采用有限元数值模拟的方法对铝合金活塞凝固过程进行了数值模拟。对数学模型的非线性偏微分方程利用有限元分析法，将所求解的系统剖分为有限个单元，通过单元节点温度再插值求出整体温度分布，终将非线性偏微分方程化为非线性代数方程组，然后用增量法或mN-R法求解。通过对数值模拟结果分析，为活塞铸造实现化控制、提高活塞铸件质量奠定了基础。2004年A.Venkatesan和V.M.Gopinath等人采用有限元法(FEM)了一种对铸件凝固过程进行数值模拟的数值模型。通过热烩方法和一致性节点技术分别对潜热和气隙进行合并，通过温度来处理非线性瞬时热传导，对模具、铸件的有限(FM)网格单元进行离散化，采用C++语言编写程序和高斯排除法解答矩阵。通过该程序获得在不同时间间隔时的温度分布，从而计算出凝固速率、温度梯度和dT/dt。在对Al-6wt%Si合金分别在砂型和金属型模具中进行凝固模拟时，获得相应的冷却曲线。2005年，张宏伟、徐建辉在对大型铝合金铸件进行凝固模拟时，应用有限差分法进行模拟计算，并用等温曲线法预测可能产生的收缩性缺陷。通过建立两种不同浇冒口工艺设计方案对ZL104铝合金铸件进行凝固模拟，并与实际浇注结果进行比较，获得与生产实际较吻合的结果，节约了试制时间和成本[26]02007年，兰州理工大学建立了铝合金压铸件的有限元模型，确定了温度场模拟的初始条件和边界条件，结合材料的热物性，利用ANSYS软件对A380.0铝合金压铸件凝固过程中的温度场进行了模拟，了铸件各点温度随时间变化的规律，模拟结果和实测温度值基本吻合。同年，江苏大学对某铝合金轮毅新产品的多种工艺方案进行了模拟分析。采用的传热学数学方程主要是传质连续方程，采用的Navier-Stokes公式以及瞬变非线性的能量方程。通过凝固模拟结果显示，对在轮毅与轮辐的肋部交界部位易出现“孤立熔池”现象进行了分析，并设计了相应的冷却系统和工艺参数，实现了顺序凝固，并了“孤立熔池”现象。沈阳工业学院在对铝合金铸件凝固过程数值模拟时，采用了热传导模型，利用伽辽金加权余量法建立有限元格式.凝固潜热的处理采用假想热流法(FictitiousHeatFlowMethod)，然后使用I-DEAS中相应模块对程序进行处理，终了铸件凝固过程中温度分布，并用多种判据对该条件下铸件是否会出现缩松(孔)缺陷进行了预测。
