针叶材是国民经济建设中的重要原材料。为了调控针叶树材采伐量与供需的矛盾,我国正逐步发展以针叶人工林速生材为主的木材供应链。但由于速生材轮伐期短,材质较为疏松、天然耐腐性较差、多项物理力学性能较低,导致其在应用上受到了一些限制,需要对其进行功能性改良。加压浸渍作为现阶段木材功能性改良的重要手段,广泛应用于针叶材防腐、增强等领域,倍受木材制造业的关注。然而,以往的浸渍加工工艺是利用固定范围的经验参数或是通过实验的方式进行多因素反复推演,没有根据浸渍基材的结构特性进行设计,导致浸渍质量难以保证,浸渍设备的工艺参数获取过程复杂,成为当下木材加工制造业急需攻克的技术难题。本文结合宏观浸渍理论和微观渗流力学方法,全面分析针叶材内部复杂结构下流体运移的影响因素和流动机理,定性和定量地完整描述针叶材流体渗透机制。通过流体建模和数值模拟的方法对浸渍过程中的重要工艺参数进行计算和预判,并通过实验验证的方式分析模型计算参数的有效性。本研究内容可为针叶林速生材的功能性改良和加压浸渍设备的工艺研究提供理论基础,具体研究内容如下:通过研究植物内液体在水势梯度下流动的动力及传输路径,分析针叶材木质部结构特性及输水方式,揭示流体在针叶材内部的传导路径和作用机理。以此为基,分析针叶材浸渍过程中制约流体流动的影响因素,为木质部多孔网络结构的渗透性研究提供理论基础。然后通过染色剂渗透效果的宏观表征,结合针叶材流体渗透性理论及纵向流动模型,分析和描述针叶材木质部结构与渗透性的对应关系以及对浸渍效果的影响程度,进而指导针叶材加压浸渍处理的工艺方案。为了更全面的分析针叶材木质部结构与液体渗流特性的关系,本文基于电传导类比模型将木质部内液体在压力作用下的水流与电流进行类比,将以往研究中没有考虑的连通管胞和木射线的交叉场纹孔的传导作用纳入模型计算,构建更合理、准确的针叶材流体结构渗流模型,完整描述针叶材木质部流体渗透机制。本研究提出的模型仅通过测量更容易得到的管胞横切面上的结构参数,就可以定量评估木质部各组成部分的微结构尺寸、数量等因素对木质部水力传导的影响,最后通过将模型计算输出结果与文献结果进行交叉验证的方式证明本文提出的木质部液流传导模型的有效性。针对木质部管胞间传导起决定作用的具缘纹孔,提出将介观动理学模型格子-Boltzman方法结合曲边界处理格式应用于纹孔结构与流动特性关系的分析,建立具缘纹孔各组成部分结构特征对流速、压降及阻力的关系。分别单独讨论纹孔某个单一部分尺寸修改对流经纹孔的总压降和流量的影响情况,包括纹孔外径、纹孔口直径、纹孔深度、塞径、塞缘厚度单一因素变化对整体流量和压降的影响机制,并进一步定量分析塞缘孔隙大小和孔隙位置分布对流量、压降的影响,实现基于个体化真实具缘纹孔内流场模型的数值研究。通过采用传统流体力学方法和本研究方法对具缘纹孔各部分产生的流阻数据进行对比分析,验证此方法的准确性和有效性。在上述研究基础上,结合针叶材渗透性影响因素研究及宏观浸渍相关理论对浸渍工艺进行计算和分析,并通过浸渍实验对提出方法的有效性进行验证。本文选择两种不同功用的浸渍剂来浸渍两种针叶材,根据不同针叶材的结构特性量化和制定浸渍工艺参数,并对浸渍效果从宏观的增重率、力学性能到微观的形貌分析、EDXA成分定量分析等方面进行综合评价,证明通过模型计算获得的工艺参数合理有效,从而证明本文研究内容在改善针叶材浸渍工艺方面的应用价值。