部分填充多孔介质复合系统具有很好的换热性能,具有非常广泛的工业应用。鉴于多孔/流体交界面处的热量动量传递一直是研究的难点,本文主要采用过渡层模型研究了多孔复合系统中交界面处热量动量耦合问题。本文研究了两种流动方式(Couette流动和自由边界流动)下部分填充n层多孔复合系统内的流动与传热性能。其中,流动模型采用的是Darcy-Brinkman模型,热量模型采用的是LTNE模型,边界条件的选取上,除了多孔/流体交界面外,所有的中间界面均采用了应力连续边界条件。通过理论推导的方法得到了两种流动方式下(Couette流动和自由边界流动)多孔复合系统中相关物理场的解析式。另外,利用上述研究结果,针对部分填充3层多孔介质的复合系统的相关物理场进行了系统分析。基于在Couette流动和自由边界流动下对复合系统的理论研究结果,本文对过渡层模型进行了研究。首先推导得到了过渡层模型下多孔复合系统的速度分布解析解,在与矩形刷结构的微观模型数值解进行对比分析中,确定出了无量纲过渡层厚度的值,并依次研究了相关参数对无量纲过渡层厚度的影响,然后采用已获得的相关参数对多孔复合系统的物理场进行预测和误差分析。此外,将过渡层模型理论与Beavers和Joseph速度滑移模型中对多孔复合系统实验过程中的实验数据进行结合,拟合得到了不同实验工况下的最佳无量纲过渡层厚度_L,并且进一步对无量纲过渡层厚度的影响因素作了相应的分析。结果表明,过渡层模型得到的速度解析解与微观模型的速度数值解之间偏差很小;针对Beavers和Joseph所做的实验,过渡层模型在特定过渡层厚度下可以很好的拟合实验数据点,并且无量纲过渡层厚度与多孔区厚度无关。