随着微纳尺度导热材料的出现,在超短脉冲的热冲击环境下,脉冲宽度短到与材料热弛豫时间相当,热扰动后需要一定的延迟时间才会产生热响应,这种偏离经典傅里叶传热定律的效应,需要用非傅里叶传热定律来描述。因此建立超常规热环境下的非傅里叶传热模型,以满足实际工程需要具有重要意义。本文针对激光辐照材料表面引起的非傅里叶传热问题,基于双曲型方程分别建立面吸收和体吸收条件下的非傅里叶传热模型。基于有限元方法,研究模型的数值求解方法,得到瞬态温度场的数值解。数值模拟激光辐照单层各向同性材料引起的傅里叶传热和非傅里叶传热问题,通过比较两者轴向、径向、时间温度场分布,总结出非傅里叶传热和傅里叶传热引起的温度分布的不同,获得非傅里叶热波的传播与界面反射的规律。数值模拟激光辐照各向异性层状材料引起的非傅里叶传热问题,通过改变底层材料的轴向和径向导热系数,总结出各向异性层状材料轴向和径向导热系数对非傅里叶传热温度场的影响。数值结果表明:与传统傅里叶传热的扩散作用不同,非傅里叶传热呈现出明显的波动特性,并且非傅里叶热波在传播到径向边界或轴向边界时会发生反射现象。改变底层材料的轴向导热系数会使非傅里叶热波在双层材料交界面处发生明显的透射和反射现象,且对温度场的影响较大,改变底层材料的径向导热系数只会使非傅里叶热波在双层材料交界面处发生明显的透射现象,不会发生明显的反射现象,对温度场的影响较小。体吸收相比面吸收的温度曲线更加的平滑,面吸收条件下对应的非傅里叶热波效应更加明显。本文的研究结果可为非傅里叶传热的相关实验研究提供必要的理论指导,对相关实验研究有一定的积极作用;获得非傅里叶热波的传播与在界面处反射的特征与规律,可为揭示非傅里叶热波与物质相互作用机理提供必要的理论基础;在实际的工程应用中,可为金属的快速熔化和凝固、材料表面热处理、激光加工技术等提供一定的参考依据。