多孔介质中的流体流动及传热在自然现象、生命现象及工农业生产的各个领域普遍存在,其中流体区域含有多孔介质的问题具有广泛的应用背景和重要的研究价值,其应用的领域包括：干燥和凝固过程、太阳能集热器、建筑节能、热管、核能、原油提取、燃料电池和电子元件冷却等。由于多孔介质复合区域的广泛应用以及机理的复杂性,对于多孔介质薄层与流体组成的复合腔体的研究相对较少,但在实际应用中,涉及到多孔介质复合腔体内流动及传热问题较多,因此,对于多孔介质复合腔体内的流体流动及传热要进行更加深入的研究,为工程实际提供相应的理论依据。本文采用理论分析、数值计算和实验相结合的研究方法,考察并分析了多孔介质区域与纯流体区域交界面处的应力滑移条件对自然对流和传热的影响,讨论多孔介质的厚度、位置和瑞利数对腔体内的自然对流和传热的影响规律。在左右壁面有温度差的情况下,对不同工况下的复合腔体进行模拟和分析,得出了复合腔体自然对流的基本规律,根据不同工况展示了流场、温度场随多孔介质层厚度、位置及分布、瑞利数Ra、达西数Da、交界面应力滑移系数β1和β2等特征参数的变化情况,并分析了这些特征参数对腔体流动及壁面传热系数的影响规律。通过对复合腔体内流体流动及传热的研究,发现达西数Da和瑞利数Ra对腔体内流体流动及传热有着重要的影响；应力滑移系数β1和β2对交界面处的速度有影响,但对腔体内整场速度分布影响不大,对温度场分布影响较小。采用二维粒子图像测速PIV技术对多孔介质复合腔体进行实验测试,实验结果与数值模拟结果吻合较好。影响部分填充多孔介质复合腔体内自然对流的因素较多,本文重点分析了多孔介质参数(多孔介质层厚度、位置及分布、达西数Da)、瑞利数Ra和多孔介质区域与流体交界面处应力滑移系数(第一应力滑移系数β1与第二应力滑移系数β2)的影响,总结各参数对流动及传热的影响规律,为研究复合腔体内流体流动及传热奠定了理论基础。