多孔介质与我们的生活息息相关并且随处可见,例如土壤、砂石,木材等,亦或是生活中的面包、海绵、衣服、陶瓷等。多孔介质流动问题的研究对化工领域、改善土壤渗透率、航空材料的研发都有重要的意义。但是由于多孔介质内部的孔隙结构具有很强的随机性和各向异性,以此给多孔介质内部流动问题的研究带来了很大的困扰。本文尝试以多种模型对多孔介质内部的流动特性做出研究。首先,流动特性方面,笔者依据单球绕流圆球为模型推导了阻力公式,但是初始的阻力公式与实验值以及传统的阻力公式差距较大,这说明绕流来解释多孔介质内部的流动特性是不合理的。因此,笔者提出了干扰系数E_r,并通过分析E_r的变化规律分析了绕流在整体流动中的影响。修正后的公式与实验数据以及传统公式计算值几乎吻合,甚至在特定的雷诺数范围内比Ergun方程更贴近实际。同时,在分析修正后的阻力公式时发现多孔介质内部的压降在不同的雷诺数下与速度的关系是不同的,在雷诺数小于1时,压降与速度的一次方成线性关系;雷诺数在1到50之间,压降与速度的1.1次方成线性关系;雷诺数在50到300之间时,压降与速度的1.5次方的吻合很好;雷诺数在300到1000的范围内,压降与速度的1.8次方成线性关系;雷诺数大于1000时,压降与流速的平方成线性关系,此时多孔介质内部的压降只与粗糙度有关。另一方面,笔者以管流模型为基础对多孔介质的压降进行了公式推导,但是推导出的公式与Ergun方程差别巨大,原因为在管流中流体层流的流动状态可以保持到雷诺数2000,但是从绕流中推导得出的结论来看,雷诺数小于1000时,多孔介质内部的流态已经发生了很大变化。为此笔者修正了雷诺数小于50的管流关系式,雷诺数大于50时,管流模型已经无法在对应的雷诺数下描述多孔介质内部流动压降。但是根据管流模型的公式与绕流模型公式中的压降与速度的关系看,多孔介质内部类似管流也存在几个不同的阻力区,笔者类比管流对多孔介质内部的阻力区进行了划分:雷诺数小于1属于层流区;雷诺数在1到50之间属于类层流区;雷诺数在50到300属于速度1.5次幂区;雷诺数在300到1000属于速度1.8次幂区;雷诺数大于1000属于湍流粗糙区,并对几个阻力分区进行了流态分析。从分区的状况看,多孔介质内雷诺数分区范围比圆管流动分区要小,因此,在多孔介质中粘性力的影响要远远比我们想象的大。此外,笔者运用分形的方法对绕流模型的多孔介质阻力关系式进行了推导,得到了雷诺数50以下适用的阻力关系式,此公式不含有经验参数,且适用性极好。对于雷诺数大于50的分形关系式,虽然不能描述多孔介质内部的压降损失,但是可间接的描述各雷诺数下的流体流态。