通过对于多孔介质中的传热传质的研究可以得出，他的换热过程包括流体区域与每个固体骨架之间的导热以及空隙间流体间的对流换热过程（对流换热可以分为强迫对流和自然对流过程，也可以分为相变换热和非相变换热）本文主要研究的换热过程为非相变换热过程 [5]；此外，如果温度较高时，他们之间还有相互的辐射换热过[6]，而大量的实验表明，当多孔介质颗粒的直径小于4~6mm时，及时，就可以忽略其空隙中流体间对流换热的影响，而辐射换热的影响一般只有在温度较高且他们之间的温差较大的情况下。

综上所述，关于对多孔介质的固体与流体间的换热有着深刻研究背景，对于多孔介质内传热传质过程的研究可以提高人们的生活质量，此外他的研究成果可以为其他领域的研究提供一些理论依据，因此对于多孔介质内部的研究有着重要的科学意义[7]。而在实验模拟的过程中建模显得尤为重要和困难，选择合理的尺度，建立哪种类型的多孔介质类型，孔隙率应该为多大才能达到所要求的效果，这些因素都需要被纳入建模的可考虑范围之中。

1。2多孔介质的研究现状和历史

1。2。1国内外研究状况

1。2。2主要研究方法

人们在研究传热性质的检测和多孔介质的渗流过程得出了多种方法，其中最主要和常见的方法是数值模拟计算和物理实验模拟这两种[18]，而我本篇论文主要采用的方法就是数值模拟的方法。

1。2。3 物理实验模拟方法

微观物理模拟实验由对二维的研究发展而来，主要是借助于显微录像技术来观察透明的二维模型内部的一般理论，并使用两、三相的微量测定仪来同时观测模型内的微流量的变化情况。在1979我国的科学院渗流流体力学研究所就早早地提出“微观身量”这一理念。同年，开始对二维模型的模拟技术、测量技术以及相关设备的研发并进行二维微观渗流的相关实验。次年成功研究出两类微观模型：网络微观模型和单层夹珠微观模型[18]。1984年发表成果。1985年，成功开发出另外两种技术：光化学刻蚀微观模拟技术和建立孔隙结构仿真模型。截止2000年，研究学者们先后建立和完善了黏土微观仿真模型、高温高压下的仿真模型以及与其配套的相关技术也得到的发展，此外还在多项流体微流量测量领域取得大量的成果，进而揭示了多孔介质内部的运动和传热规律，最后将那些理论运用于实际情况中检验，渐渐转变为三维的一些模拟，一些模拟也正在进行中，从而来研究多空介质中的三相关系[17]。

近年来，借助于计算机微层分析成像技术，虽然研究者在三维孔隙介质传热的微观物理模拟方面也取得了不少的结论。但是微观物理模拟实验有一些的不足的，比如成本较高、耗时较多、可考虑的因素较少，对于一些复杂的多孔模型的传热现象不能准确的模拟与观测等[19]。

1。2。4 数值模拟计算方法

人们在进行微观渗流数值模拟时提出了两种主要的数值模拟计算方法：格子法、网络模拟法[12]。格子法（Lattice Boltzmann法）[16]源于分子布朗运动的计算模拟过程，它的特点是模拟的尺度比较微细，但是数值计算上比较复杂。在研究过程中，一些学者利用此方法模拟了二相流，得出了相应的传热系数曲线，之后还对传热系数进的定性分析且实验结果与现实也比较相近。孔隙网络模拟（Pore·scale network·model）[12]源于人们对防毒面具内多孔炭介质的气体渗流情况的研究，其数值模型尺度虽然比较粗糙，但是与实际比较符合。起初，Fatt利用孔隙网络模型来对二维多孔介质的动、静态问题进行分析研究。格子法和孔隙网络法[18]都是现在充分发展的用计算机来计算和模拟孔隙层次间微观渗流的方法。近年来，作为网络模拟法的基础的孔隙网络建模方法有了很大的进展，由于人们追求更为真实的多孔介质的空隙网络建模方法，提出了基于二维图像（薄片分析）、基于三维图像（CT立体成像）的两种重建法[18]。迄今为止，已经有学者开始对较为模型复杂且联通区域不规则的孔隙介质中的流动与传热问题展开了研究。如：2000年，Nakayama和Kuwahara等[20]人运用流体力学理论研究了由不规则颗粒组成的多孔介质宏观渗透率与孔隙率、颗粒大小和排列方式之间关系。2006年，F。Kuwahara和T。Yamane等[20]人通过数值模拟方法探究了多孔介质中湍流的涡流问题。2007年A。Nakayama和F。Kuwahara等人运用基于多孔介质理论的有限体积法建立了血液流动及其周围器官之间传热传质模型，和其它实际介质中的对流换热过程的传热问题。文献综述