در این تز دو زمینه اصلی شبیه سازی ریخته گری یعنی ماکرومدلینگ و میکرومدلینگ پوشش داده شده است. در زمینه ماکرومدلینگ: با استفاده از الگوریتم اختلاف محدود سه بعدی یک مدل انتقال حرارت پایه ایجاد شد و با استفاده از آن روشهای مختلف در نظر گرفتن ازاد شدن حرارت ذوب مورد بررسی و مقایسه قرار گرفتند. همچنین مدلی ایجاد شد که نواقص ناشی از انقباض قطعه در هنگام انجماد را پیش بینی می کرد. مدل انتقال حرارت با استفاده از محاسبات آنالیتیک تایید شد.در زمینه میکرومدلینگ: دو مدل با دو روش عمده میکرومدلینگ، یعنی ‏‎probabilistic‎‏ و ‏‎deterministic‎‏ ایجاد شدند. مدل ‏‎deterministic‎‏ براساس فرض جوانه زنی ناگهانی بوده و مدل ‏‎probabilistic‎‏ با استفاده از یک الگوریتم ‏‎cellular automata‎‏ ایجاد شد. از این دو مدل برای بررسی اثر پارامترهای مختلف ریخته گری روی ریز ساختار استفاده شد، و به علاوه مدل ‏‎probabilistic‎‏ برای پیش بینی ریز ساختار یک نمونه جوش مقاومتی به کار برده شد. مدلهای ‏‎probabilistic‎‏ و ‏‎deterministic‎‏ با داده های آزمایشگاهی تست شده و مورد تایید قرار گرفتند.