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基于局部热非平衡条件下，构建了表征泡沫金属内自然对流传热的热格子-Boltzmann模型，采用速度分布函数演化方程来表征温度场，通过选择合适的平衡态分布函数及源项形式构建了两温度分布函数演化方程来表征骨架与流体的各自的温度场。应用该模型数值模拟了二维方腔填充开孔泡沫金属的自然对流传热过程，给出了金属骨架与流体介质的温度分布、流线等，模拟结果与文献结果吻合较好。模拟结果也展示了局部热非平衡效应在自然对流传热过程中的演化特征，及骨架与流体温度分布特点等。