多尺度流道网络结构广泛应用于工业,农业,生物学等领域中。本文对多尺度流道网络结构建立数学模型,分析影响耗功的主要因素并做出相应的优化。该研究可为工程设计、分析植物叶片流体运输等提供理论依据。主要工作和结论如下:（1）以仿生平行脉流道为例,对末级流道侧壁渗透的线-面流动过程进行了优化,得到以下主要结论:对于平行脉流道,存在最优的流道直径比和流道间距使得耗功最小。在流道间距给定时,流道体积比增大,耗功减小,优化直径比增大;流域长宽比增大,耗功增加,优化直径比增大;多孔介质区渗透率增大,耗功减小,优化直径比增大。由此拓展至三尺度流道,最小耗功低于双尺度时的优化设计。（2）以仿生网状脉流道为例,对采用流道中点渗透的点-面流动过程进行了优化,得到以下结论:存在着最优流道直径比使得流域的耗功最小,流道间距对流域总耗功影响不大。在网状脉流道中第一、四级流道对耗功的影响占据主导地位,第二、三级流道对耗功的影响较小。（3）针对网状脉流道支撑结构,建立了三维模型并进行了静力学分析。结果表明:流道体积比的大小与流域的最大形变量和最大位移量呈现负相关;在流道体积比一定的情况下,存在某个支撑区厚度比使得支撑结构形变最小。（4）流体为非牛顿流体时,对平行脉末级流道侧壁渗透的线-面流动过程进行了优化。结果表明:幂律指数越大,流体内部阻力越大,总耗功增加。