多孔介质内流体流动和传热传质现象普遍存在于工农业生产及环境工程中，如热管、燃料电池、太阳能集热管、干燥过程及石油开采工艺等。鉴于多孔介质有如此广泛的实际应用价值，无论是从科学研究还是从各类工程应用来看，研究多孔介质中的流体流动和能量传递现象都具有极其重要的意义。　　由于多孔介质的孔隙结构十分复杂，并且孔隙内流体流动传热的控制方程高度的非线性，选用何种方式精确求解多孔介质内的流动传热规律至关重要。基于此，本文选用对计算机断层成像技术(X-CT)获得的多孔介质图像进行处理的方法，精确构建多孔介质孔隙结构并用格子Boltzmann方法对其进行了数值模拟。这种方法可以精确的求解出多孔介质内的流动传热细节。　　针对不同孔隙结构的多孔介质，通过X-CT得到特定典型切面的多孔介质图像。对得到的多孔介质图像进行处理，通过不同的处理方法的对比选取了最为恰当的图像处理方法，主要包括高斯滤波、边缘增强、边缘提取、Otsu方法阈值分割等操作，得到了几种多孔介质不同二维孔隙结构图。对多孔介质X-CT的序列图像进行预处理，主要有滤波去噪、图像增强等操作，在图像序列处理的基础上利用移动立方体算法(marchingcubes，MC)，对几种多孔介质进行了可视化的表面三维建模，获得了形象直观的三维多孔介质内部孔隙结构图，为精确求解真实多孔介质内的传热流动规律奠定了坚实的基础。这种三维表面建模方法对工业中零件的制造、复杂物体三维打印、生物医学图像处理等具有借鉴意义。　　在Palapos平台的基础上，采用具有介观特性的LBM模拟方法，结合多孔介质X-CT图像处理得到的多孔介质二维及三维孔隙结构，模拟计算了二维方形腔体、二维多孔介质复合腔体和三维多孔介质腔体的自然对流。分别对多孔介质内的流体和固体应用相应的演化分布函数，实现了流固共轭传热，得到了介观尺度上多孔介质内部的流动传热模拟结果。依据LBM计算结果，从而能够准确把握孔隙尺度实际多孔介质的流动和传热机理及其影响规律，并能够获取多孔介质内部的温度场和速度场，以更深层次揭示介观多孔介质内部流体及能量的输运特性，从而建立并发展了测试介观多孔介质内部构造特征和研究其内部流动传热规律的有效方法，同时证明了通过对多孔介质X-CT图像的处理，利用三维重建技术建立的多孔介质模型真实有效，有助于进一步准确研究真实多孔介质的流动和传热机理。