多孔介质中的动量和能量传输机理复杂,涉及多尺度效应问题,一直是研究的热点。泡沫金属作为一种强化传热多孔介质,具有优异的高导热性和强热扩散性的特点,广泛应用于工程领域,如:热管,工业换热器,蓄热器和多孔质气体轴承等。因此,多孔泡沫金属内流动和传热的研究具有重要的工程价值和科学价值。鉴于多孔泡沫金属内动量和热量传递研究的重要性,本文构建了Weaire-Phelan泡沫结构,以及多孔复合系统的孔隙模型和宏观模型,主要研究了多孔泡沫金属与自由流体交界面的动量传递以及旋转条件下高孔隙率泡沫金属内对流换热。本文对多孔复合系统孔隙模型和宏观模型内流动进行模拟,确定了多孔层与自由流体层交界面的应力跳跃系数,并对应力跳跃系数特性进行研究。结果表明,应力跳跃系数与孔隙结构有关,但是与流动形式无关,即使旋转条件下产生了二次流,相较于非旋转情况流动变得复杂,但应力跳跃系数不变;并且,在自由流体层厚度较大时,应力跳跃系数也是与流体层厚度无关的。本文对旋转条件下高孔隙率泡沫金属内对流传热进行数值研究,基于孔隙尺度模拟,分析了泡沫单元中的流体流动及其对传热的影响。同时,获得了空气和泡沫金属系统的相间传热系数,并研究分析了相间传热系数的特性。结果表明,增大雷诺数、旋转数和旋转距离,以及降低孔隙率,都能增大相间传热系数。基于225组数据点,拟合了空气和泡沫系统的相间传热努塞尔数关联式,分析了该关联式的预测误差。另外,模拟了更大的旋转距离和通道尺寸,该关联式在一定程度上也适用。