本文主要研究隔热纤维结构在高温情况下的绝热特性。建立了纤维结构内部固体导热,气体导热,对流换热以及辐射换热四种效应耦合作用的数理模型；对纤维结构等效导热系数进行了数值研究,得到了各种状态参数,物性参数以及结构几何参数对等效导热系数的影响规律；实验测量了高温情况下常用隔热纤维材料的比热,等效导热系数,热扩散系数等物性,将测量得到的等效导热系数与数值模拟结果进行对比,并进行了相应的误差分析；结合实验与数值模拟结果,对各种隔热纤维复合结构的优化手段进行分析,以进一步指导工程应用。　　 本文所建立的二维无搭接全平行模型的计算结果较测量结果,在较低温度时会偏小,这主要是由于低温情况下,导热对于传热的贡献较大,而无搭接全平行的结构正是人为的弱化了导热；在较高温度时会偏大,这是由于高温情况下,辐射对于传热的贡献较大,而无搭接全平行的结构过大的间隙人为强化了辐射传热。三维模型则在这些方面对二维模型进行了修正,综合考虑二维模型和三维模型的计算结果可以得到更为接近实验测量的结果；在结构密度以及压力一定的条件下,纤维结构的等效导热系数随着结构平均温度的升高而增大,且在高温区域呈现明显的非线性变化趋势；纤维结构等效导热系数随着结构内部气体压力的增大而增大,且增大的程度不均匀,低压时增大的幅度更大;在结构表观密度,气体压力条件,平均温度一定的情况下,一定厚度纤维结构的等效导热系数随着温差的增大而增大；在纤维结构极为疏松的情况下(纤维结构固体比小于0.07),纤维结构的等效导热系数随着结构表观密度的增大而减小；纤维结构的等效导热系数会随着纤维母材导热率的增大而增大,而且这种影响在低温区更为显著,高温区的影响则很微弱；随着温度的升高,辐射换热在整个传热效应中贡献逐渐增大,当温度大于1100K时,辐射换热成为纤维结构中最主要的传热方式。　　 激光闪射测法所要求的样品尺寸较小,测量温度范围宽广,可测量绝大部分材料的导热系数,而且,测量时间大大缩短,能够得到确定温度点的热物性参数,并实现不直接接触实验样品测量,这样,避免了实验器件对测量结果的干扰,减小了实验误差,较传统测量方法提高了实验的精度。本文运用激光闪射导热仪直接测量了隔热纤维结构热扩散系数、比热随温度的变化特性,从而间接得到隔热纤维结构的等效导热系数随温度、表观密度变化及压力的变化情况。结果如下:纤维材料等效导热系数随温度的升高而逐渐变大,且呈现明显的非线性；纤维结构极为疏松的情况下(纤维结构固体比小于0.07),纤维样品的等效导热系数随着结构表观密度的增大而减小；纤维样品的等效导热系数随着其所处环境压力的增大而增大,而且增大的程度并不均匀,在800℃时,气压由0.067Pa增大到0.5atm时,等效导热系数增大了约30％,气压由0.5atm增大到1atm时,等效导热系数仅增大了约4％；实验测量值与数值计算值具有较好的吻合性,偏差小于6％,进一步验证了本文数值方法的合理性。　　 在数值分析和实验的基础上,分别就改善隔热纤维内部几何结构,纳米复合材料涂层技术,多层纤维结构及层间隔热屏技术对隔热纤维结构高温绝热特性的优化效果进行了分析,研究发现:纤维结构等效导热系数会随着空间夹角的增大而减小。大空间夹角加强了纤维间的相互遮挡从而弱化了纤维与纤维之间的辐射传热,阻止了热辐射由高温区向低温区的透射,而高温下辐射传热是主要的传热途径,从而弱化传热；一定表观密度的纤维结构,等效导热系数随着纤维平均直径增大而增大,在隔热纤维的生产当中,通过纯化纤维,进一步减小纤维的平均直径可有效提高隔热纤维在高温情况下的绝热性能；纤维结构的等效导热系数随着纤维表面发射率的增大而增大,而且这种趋势随着温度的升高而更为明显,由此纳米涂层技术也能提高高温隔热纤维的绝热性能,而且在整个纤维隔热结构重量限制的前提下,对高温区的纤维进行纳米涂层则更具可行性；加入隔热屏之后,整个纤维结构的绝热性能显著提高,而且在高温区域,隔热屏对隔热纤维隔热结构的绝热性能效果的提高作用更为突出,但是,尽管隔热屏的优化效果随着温度升高而逐渐增大,却随着压力的增大而逐渐减小,所以,低发射率隔热屏推荐使用于较低压高温区中。