为了深入研究冶金多孔介质传输和化学反应现象,探索模拟复杂冶金传输和反应体系的新方法,该文在分析研究格子气动机方法的原理基础上,着眼于微观粒子的运动状态及其演变过程,以微观层次上的物质不连续性和分子运动论为基础,以质量守恒、动量守恒、能量守恒和Pauli不相容原理等基本物理定律为依据,建立了多速LGA模型和多物质LGA模型,分别用于模拟和再现了多孔介质内的流体流动、传热、传质和化学反应现象.通过数值实验,详细考察了时间平均尺度、空间平均尺度、热交换几率、反应物浓度、碰撞反应周期等模型参数对模拟结果的影响.最后,对二维冶金焦炭多孔介质中的传输和化学反应现象进行了模拟.研究发现,为了获得清晰的流场特征细节,多速模型的空间平均尺度宜取为3×3,时间平均尺度不宜超过50.模型空间规模的大小基本上不影响流体的运动规律,但增大空间规模可使流场刻画得更为细致.热交换几率控制着多级模型中的传执速度,其取值越大,传热越快.多物质模型中的碰撞反应周期控制着化学反应速度,两者成反比例关系.