导热与流动是多孔介质内热质传递中的两个重要过程。已有的研究表明，不仅是多孔介质各组份的物性参数，孔隙的结构形态(孔隙尺寸、形状、分布、连通性等)对多孔介质内的各种传递过程也有着重要的影响。传统上，由于多孔介质结构的复杂性，欧几里德几何很难对其进行精确描述，研究者不得不采用连续介质假设和体积平均的概念，也就很难考查孔隙的微观结构对其内部导热和流体流动的具体影响，使得传统的研究结果有很多的局限性。本文抓住多孔介质内热质传递研究中结构因素这一关键与难点，建立了多孔介质分形结构模型，利用有限容积法和格子—Boltzmann方法，分别对分形多孔介质内的导热和流动问题进行了详细的数值模拟分析，得出了一些具有一定普遍性的规律。在对多孔介质结构特性简要介绍的基础上，综述分析了四种多孔介质结构模型，总结了前人在多孔介质结构建模方面的研究，分析了已有模型的优势与不足，阐述了引进分形模型的缘由和必要性。然后，简要介绍了分形几何的概念和基本原理，阐明多孔介质结构的分形特性。最后基于分形几何原理，构造了几种分形结构用以模拟多孔介质孔隙结构。基于多孔介质分形结构模型，建立了分形多孔介质内的导热模型，利用有限容积法对其导热问题进行了数值模拟计算，详细分析了基质导热系数、孔隙流体导热系数、孔隙率、孔隙结构形态等因素对有效导热系数的影响规律；并将数值计算结果与文献中的公式进行了对比分析，为其提供了数值验证。结果分析表明：(1)对于规则分形多孔介质来说，有效导热系数与基质导热系数、孔隙流体导热系数大致成幂函数关系，与孔隙率大致成指数函数关系。(2)孔隙率的大小是影响其有效导热系数的主要因素，但孔隙本身的大小和分布也有影响，有时不同的孔隙分布特别是大孔隙的分布引起的差别会很大。(3)分形多孔介质结构上的周期性并不等同于其内部热传导规律的周期性，这种区别很值得我们在多孔介质结构建模和实验取样方面注意。把分形理论和LBM相结合来研究多孔介质内的流体流动问题，针对不同孔隙率和不同流场进出口压差的情况进行了模拟计算，结果表明：(1)分形多孔介质内流体流动的某些流场结构也具有分形特征。(2)体积流量与流场进出口压差大致成线性关系，说明Darcy定律也适用于分形多孔介质内的流体流动。进出口压差一定的条件下，体积流量随孔隙率的增加而增加，体积流量与孔隙率成指数函数关系。(3)LBM适合于研究分形多孔介质内的流体流动，将分形理论和LBM相结合来研究多孔介质内的流体流动问题，有可能更深刻地揭示多孔介质复杂结构内流体流动的内在规律。最后对全文工作进行总结，并对今后的研究工作进行了展望。