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C/C和C/SiC复合材料在航空航天领域有广泛的应用,如高性能发动机的热端部件（如喷管）和飞行器热防护系统等。在这些应用领域,复合材料通常暴露在高温氧化性气氛环境下,会遭遇到严重的烧蚀问题。该类复合材料在烧蚀前后表现出明显的多孔介质特性,因此,从介观尺度（多孔介质尺度）研究烧蚀对烧蚀机理的认识至关重要。本文基于孔隙尺度,采用格子Boltzmann方法（Lattice Boltzmann Method,LBM）研究了多孔介质内的流动（包括多相流）、融化及化学反应等过程。首先,比较了三种LB碰撞模型,分析了其在多孔介质内流动模拟的适用性。其次,将格子Boltzmann方法与焓方法耦合研究自然对流融化,结合Gau和Viskanta融化实验的讨论,分析了2D和3D融化模型的差别,在此基础上,对方腔内多孔介质的融化进行了模拟。然后,采用多组分伪势模型和焓方法研究了多孔介质内融化后的多相流问题,并改进了大密度比多组分伪势模型,在此基础上发展了热多相流模型。最后,采用格子Boltzmann方法建立了C/C复合材料的热化学烧蚀模型,综合考虑了流动、扩散、化学反应与传热等因素对烧蚀的影响,给出了C纤维和C/C复合材料的烧蚀过程模拟分析。研究得出:单松弛模型和熵格子模型得到了渗透率随粘性逐渐增大的现象,因此其不适合于多孔介质内的流动计算,而多松弛模型可克服该缺陷,并推荐了在本文研究的参数范围内松弛参数的最佳组合。对方腔内镓自然对流融化的模拟中发现,3D模拟呈现单涡结构,2D模拟则为多涡结构,3D结果与实验吻合更好,本文认为Gau和Viskanta融化实验的正确流动结构为单涡结构;方腔内多孔介质的自然对流融化出现不规则的固液界面形状。在对多孔介质的融化及多相流的模拟中发现,多孔介质骨架融化后,形成液膜（或液滴）覆盖于不融颗粒之上;改进了大密度比多组分伪势模型,虚假速度大幅减小,可模拟密度比为1000以上的两相流,且可独立于密度比调节表面张力。在对C/C复合材料的氧化烧蚀模拟中发现,H2O较CO2贡献了更多的烧蚀量;不考虑温度源项、增大入口温度、入口速度、入口浓度和化学反应速率等均会加快烧蚀;C/C复合材料的烧蚀型面具有粗糙度,且增大C纤维与C基体的密度比,烧蚀型面的粗糙度变得更大。通过本文的研究,表明了采用格子Boltzmann方法在介观尺度研究C基复合材料烧蚀的可行性,为进一步研究烧蚀机理提供了思路并打下基础。