在处理和净化柴油发动机尾气中的碳烟过程中,柴油机颗粒捕集器（Diesel Particle Filter）起到了非常重要的作用。柴油机颗粒捕集器主要是利用内部的多孔介质层对碳烟颗粒进行拦截并且对其进行沉降。所以为了更好的设计和改善柴油机颗粒捕集器,有必要对多孔介质层内的流动与传热特性进行研究分析。本文便是通过格子Boltzmann方法（LBM）对孔隙尺度的多种DPF仿真模型进行对比研究,主要进行的工作如下:（1）首先对格子Boltzmann方法的可行性进行验证。通过格子Boltzmann方法模拟几种典型的流动与传热实验,如顶盖驱动流、封闭方腔对流、泊肃叶流动等进行对比研究,证明了格子Boltzmann方法的可行性与正确性。（2）构造二维DPF仿真模型,分别构建了平行分布、交错分布、随机分布的圆形结构,多孔介质分型结构Sierpinski carpets,四参数随机生成法生成的随机结构,还有基于DPF的断层扫描图构建的仿真结构,并且对比研究了六种结构的流动与传热特性。其结果显示,多孔介质结构的分布对流动与传热特性影响较大;对于圆形结构,纤维结构直径的增加使得结构间空隙增加,压降随着纤维结构直径的增加而降低;压力梯度随着雷诺数的增加而增加,温度梯度随着雷诺数的增加而减小;图像处理方法（IPM）生成的结构与其它结构的压力梯度存在较大差异,IPM结构分布更加复杂所以其流动阻力更大,结构中流动所受的压力与温度更高。（3）以二维模拟为基础,运用LBM研究三维多孔介质结构的流动与传热特性。首先,对DPF进行连续切片扫描,通过切片重构DPF多孔介质结构。然后,通过不同方法构造其它三种结构进行对比研究,如平行分布的球型结构、三维四参数随机生成结构和统计结构。本文的统计结构是对DPF断层扫描图进行分区统计孔隙率,利用四参数随机生成法生成相应孔隙率的结构并进行组合,构建出多孔介质结构。结果显示,结构的通道变窄或者是流动堵塞,使得流动阻力较大,使得结构显示处高压区域;球型结构的压力梯度最低,其他三种结构的压力梯度差异明显;球形结构的温度梯度最小,其他三种结构的温度梯度较为接近;通过改变四参数随机生成法的参数,可以生成与切片重构结构的压力梯度较为接近的多孔介质结构。