泡沫多孔材料独特的孔隙结构、微小的孔隙尺寸、较高的比表面积、导热、导电性和低密度等特点,让它被当作优良的换热媒介而广泛的运用于各领域中。然而也由于其复杂的几何结构和各种因素限制,目前研究中对泡沫材料内的流动和换热特性的影响机制尚不够明晰。为了充分发挥多孔材料的性能,在本文中将通过实验和数值仿真的手段,针对碳化硅泡沫陶瓷内的阻力和换热特性进行研究。首先基于单吹法原理设计搭建了高度集成的多孔介质流动换热实验台,在表观流速为0.5 m/s-5.0 m/s和温度在283 K-323 K的工况范围内,对不同物性参数的碳化硅泡沫陶瓷（孔隙率0.75-0.85、孔密度（PPI）30-60和厚度30 mm-105mm）进行压降和温度的测量。结果表明泡沫多孔材料中的阻力特性在低流速时受粘性力为主导,高流速受惯性力为主导;并分析比较了不同物性参数对流阻的影响,发现孔隙率越低,PPI越大,流阻越大;根据实验数据拟合出压降关联式,关联式与实验数据的偏差落在±30%内;从换热过程中来看有局部热平衡区域持续存在,存在的时间受到泡沫陶瓷样品厚度、PPI、孔隙率和流速等的综合影响。基于以上实验方法进一步采用了一种能不破坏泡沫材料内部几何结构的拼接填充方法,获得了泡沫陶瓷在换热过程中内部流体和固体的瞬态温度。实验结果表明泡沫陶瓷的长径比同样会对换热特性有所影响,所选择样品的长径比和流速工况越大,径向温度分布越不均匀导致对换热性能的评估过高。结合实验数据及陶瓷样品,使用UG建模和CT扫描技术分别建立了多孔材料的连续介质模型及CT模型,通过STAR-CCM+软件对两种模型进行了数值仿真计算及分析。结果表明,流体和固体的物性参数对换热的影响不可忽视,并且常物性不适用于高温换热的情况;在CT模型中实现了对复杂的多孔内部流场可视化,发现入口段长度约为胞径长度的两倍,流体在流入多孔区域之后平均速度会有50%的增幅;对比当前主流的两种湍流模型并最终选择了SST k-ω湍流模型;对流动和换热的协同作用进行了分析,发现了局部热平衡区域随着换热从后端向前端的转移现象,并总结了不同内部几何特点对流场和温度场的影响规律。通过研究不同的几何参数和工况对多孔介质的流动和换热的影响,获得了大量泡沫陶瓷强制对流换热的实验数据;建立了多孔材料不同的数值计算模型,并通过可视化的流场和温度场的演变等进一步探究了泡沫多孔材料的流动和换热机理。研究结果为多孔材料的进一步使用、设计、评估和优化提供了参考。