在当今的生产生活中,冷冻干燥技术占据着极其重要的地位,在食品、药品、生物制品等领域中应用极其广泛。在现有各种各样的干燥技术中,经过冷冻干燥过程所处理的样品质量最好。但是,冷冻干燥技术高能耗的弊端一直制约着其更深层次的发展。因此,如何提高过程的经济性,降低过程能耗就成了研究的重中之重。本文主要对具有订制孔隙的物料的冷冻干燥过程进行模拟计算,建立了二维冷冻干燥过程的数学模型,并将其嵌入到多物理场仿真软件COMSOL Multiphysics 4.3a中进行数值求解。提出了两种新的吸附-解吸平衡关系,并分析了其适用条件。在保证与实验过程操作条件以及物料量一致的条件下,对比了不同订制孔隙物料的模拟数据和实验数据。分析了多孔介质物质内部的质量、热量的传递机理。探究了环境辐射温度、操作室压力以及物料的预冷冻温度对冷冻干燥过程的影响。结果表明：具有订制孔隙的物料可以显著缩短干燥时间,模拟结果与实验数据吻合良好；在低初始饱和度条件下,Kelvin形式的吸附关系优于Readhead吸附关系。在高初始饱和度的条件下,Readhead吸附关系优于Kelvin形式的吸附关系。通过分析物料温度、饱和度的分布得知：升华界面也随着干燥过程的进行逐渐向物料内部转移。升华过程不只是发生在物料表面,同时也发生在物料内部的冰冻区域。考察操作条件发现：适当升高环境辐射温度,降低干燥室内的压力可以提高冷冻干燥速率,缩短冷冻干燥时间,降低过程能耗,提高整个冻干过程经济性。