“十四五”规划发布以来,储能技术发展受到广泛关注,其中相变蓄热技术不仅应用领域广,还可以节约能源、保护环境。符合目前我国的能源发展要求。石蜡凭借其易于获得、成本低、无毒害等优势,常作为相变材料进行相变蓄热,但其导热性差、蓄热能力有限等缺点严重限制了石蜡在蓄热领域的发展。为解决这一难题,往往将导热系数高的泡沫金属与石蜡结合制作复合相变材料,来增强石蜡的蓄/放热性能。本文主要探究梯度孔隙泡沫铜改善泡沫金属/石蜡的蓄放热性能的规律及其导热强化效果,考虑平行和回型摆放方式及三种不同梯度孔隙率布置方式下,分析比较添加不同孔隙率分布的泡沫铜对石蜡的性能影响规律,以确定最佳泡沫铜布置方案。本文研究工作主要包括两部分,首先开展梯度孔隙泡沫铜/石蜡的蓄放热特性实验研究,其次开展梯度孔隙泡沫铜/石蜡的蓄放热过程模拟研究。搭建梯度孔隙泡沫铜/石蜡复合材料相变蓄热性能测试实验台,进行蓄放热实验,通过比较测点温度变化规律和温度均匀性,来分析添加泡沫铜对石蜡热性能的影响情况,从而得到最佳泡沫铜布置方案。在实验基础上开展仿真模拟分析,建立添加梯度泡沫铜和均质泡沫铜的复合材料蓄/放热数学物理模型,模拟其在蓄/放热过程中温度场分布情况,得出梯度孔隙率对泡沫铜/石蜡性能的影响规律。研究结果总结如下:（1）开展梯度孔隙泡沫铜/石蜡的蓄热特性实验研究,结果显示,添加泡沫铜的复合相变材料可以提高温升速率和温度均匀性。当泡沫铜平行摆放时,94-96-98的孔隙率布置能够明显缩短融化时间,蓄热速率最快;当泡沫铜回型摆放时,在98-96-94孔隙率布置下温升最快,效果最好。综合比较六组复合相变材料的温升速率和温度均匀性,泡沫铜平行摆放且孔隙分布为94-96-98的复合相变材料温度更加均匀,且温升速率提高35.9%,能够提前15min融化,为蓄热过程中蓄热性能最好的泡沫铜布置方式。（2）开展梯度孔隙泡沫铜/石蜡的放热特性实验研究,结果显示,添加泡沫铜可以有效提高放热速率。泡沫铜平行摆放下,94-96-98的孔隙率分布能够大幅提高温降速率;当泡沫铜回型摆放时,94-96-98放热速率最快。综合比较温降速率和温度均匀性,平行摆放、孔隙率布置为94-96-98的泡沫铜能使温降速率提高25%以上,凝固时间缩短30-35min,且具有良好的温度均匀性,为放热过程中蓄热性能最好的泡沫铜布置方式。（3）开展梯度孔隙泡沫铜/石蜡的蓄/放热特性模拟研究,得到蓄放热过程中石蜡水平截面的温度分布和各测点温度规律。结果表明,在蓄热和放热过程,泡沫铜平行分布、孔隙率为94-96-98的复合相变材料能够明显优化温度均匀性,加速热量传递,提高蓄（放）热速率,与实验结果一致,且模拟值与实验值的最大偏差均不超过20%,模拟结果可信。