本文运用LBM研究了流体流经多孔介质的复杂流动及相关规律。第一部分工作,运用LB模型模拟了三个多孔介质生物过滤器模型中流体的非均匀流动。模拟结果表明:达西数、雷诺数和孔隙度对生物过滤器模型中流体的非均匀性流动有明显的影响,流动的非均匀性可以通过设计最优的达西数和孔隙度来降低,但不能通过设计雷诺数来实现。第二部分工作,运用热LB模型研究了温度场对三个多孔介质生物过滤器模型性能的影响。通过在左右壁面设计非等温边界条件,论证了临界瑞利数的存在,模拟结果表明:多孔介质的性质和进口流动条件对临界瑞利数有显著的影响。临界瑞利数随着多孔介质的达西数和孔隙度的增大而逐渐变小,随着进口雷诺数的增大而逐渐变大。这两部分的研究有助于为生物过滤器的优化设计提供一个合理的理论依据。第三部分工作,运用热LB模型研究了多孔介质方腔中流体的自然对流传热过程,分析了稳态与非稳态漩涡的演变过程。模拟结果表明:在小瑞利数下,多孔介质方腔内呈现稳态漩涡,而大瑞利数将引起非稳态漩涡的产生。此外,达西数、多孔介质孔隙度也会影响漩涡的形态,且达西数和孔隙度越大,稳态漩涡的临界瑞利数越小。