多孔复合系统由多孔区及与之相邻的自由流体区构成,其具有广泛的工业应用,如多孔质气体轴承、发散冷却系统、物料干燥和热管等。因此,关于多孔复合系统内流动与传热的研究具有重要的工程应用价值和学术意义。鉴于多孔/自由流体交界面条件对多孔复合系统的性能有显著影响,本文主要研究多孔/自由流体交界面处动量与热量传输。本文研究了速度滑移边界条件和应力跳跃边界条件中速度滑移系数和应力跳跃系数的影响因素,分析了由速度滑移系数和应力跳跃系数分别预测的交界面速度的误差。其中,本文将弧形刷系统等效处理为多孔复合系统的微观模型;多孔复合系统内速度分布的微观解和宏观解分别通过共形映射法和双区域法获得。鉴于映射函数特性的限制,上述研究仅考虑大流体层厚度的工况。当自由流体层厚度较小时,本文采用数值法研究交界面参数的相关问题。通过建立多孔复合系统的微观模型和宏观模型,本文在局部非热平衡条件下研究了流动形式(Poiseuille流动、Couette流动和自由边界流动)、自由流体层厚度、孔隙直径及孔隙率对应力跳跃边界条件和热通量跳跃边界条件中应力跳跃系数和交界面毕渥数、多孔材料内部毕渥数及整体努塞尔特数的影响,提出了热流分歧现象下多孔材料内对流传热系数的求解方式,并分析了多孔复合系统内交界面速度和交界面温度的预测误差。本文推导了部分填充n层多孔材料的平行平板通道的速度场、温度场、摩擦因子、熵产率、整体努塞尔特数的解析式。其中,多孔区流动采用Darcy-Brinkman方程,而传热采用局部非热平衡模型。多孔材料与自由流体交界面采用应力跳跃及热通量跳跃边界条件,而多孔材料与多孔材料交界面采用应力连续和热通量连续边界条件。基于上述解析式,本文研究了部分填充3层多孔材料的复合系统的相关物理场及相关性能参数。