多孔泡沫材料是一类由固体骨架以及大量孔隙组成的新型功能材料，孔隙结构使泡沫材料具有高表面积、低密度等特征。随着航空航天工业、汽车工业以及通讯信息产业等迅猛发展，对材料提出更多的要求，包括优良的热性能，高机械强度、减震、电磁屏蔽等。多孔泡沫材料与常规金属材料相比，可以更好的满足这些要求，适应未来的发展，因此对其性能的研究尤为重要。与通常的连续介质相比，由于孔隙的存在，使多孔泡沫材料性能的预测变得复杂。目前大部分对泡沫材料性能的研究都是基于均质几何结构模型，但实际的多孔材料大多是非均质的，孔隙分布具有随机性、非周期性等特点。本文用数值模拟的方法对非均质泡沫材料的导热过程进行模拟，研究孔隙结构对泡沫材料导热性能的影响。本文主要研究内容包括：对多孔泡沫的热量传递形式进行分析，本文研究多孔泡沫材料的导热过程，指出泡沫材料的有效导热系数与孔隙率及孔隙结构有关。非均质多孔材料用均匀度描述其孔隙结构的随机性，均匀度越大材料结构的随机性越小，均匀度越小材料越不规则。本文用数值模拟的方法进行研究。定义适当的参数，在均质模型的基础上实现孔隙结构的随机分布。用ANSYS的APDL语言编程，实现高效的自动化批量建模，建立合适的二维、三维计算模型。模拟石墨泡沫的导热过程，计算其有效导热系数，分析模拟结果得到有效导热系数与均匀度及孔隙率的影响关系。根据理论分析及模拟结果，对非均质泡沫材料有效导热系数进行拟合。综合考虑，提出相对有效导热系数的幂函数形式。本文还测量了三种泡沫材料的有效导热系数，整理数据得到有效导热系数随着温度的升高而增大的结论。本文做大量非均质泡沫导热过程的模拟，为非均质多孔泡沫的研究提供参考经验。