围绕高热流密度条件下的发散冷却问题，本文展示了两部分工作。一部分是发散冷却用多孔材料通孔分布的检测技术及表征方法研究，另一部分是多孔层板冷却特性的数值模拟研究。 多孔材料是发散冷却的功能材料，其通孔担负着向高温表面输送冷却介质的重任，因此通孔在高温表面的分布对冷却效果及局部烧蚀有很大的影响。本文第一部分介绍了一种图像测量和处理技术用来检测多孔材料表面的通孔分布，并成功地将这种技术应用在了多孔平板的表面通孔检测上。然后，我们采用表面覆膜的技巧，将这种技术推广到了弧面多孔介质的检测，并最终通过Matlab的空间变换，真实地再现了多孔材料原有曲面上的通孔分布。为了描述多孔介质的孔隙分布特性，本文提出了一个新概念——最小均匀尺度(HDM)用来表征孔隙分布的均匀程度。HDM的引进，弥补了现有的多孔材料特征参数在表征其孔隙分布特性方面的不足。 层板冷却在学术界被称为准发散冷却。本文的第二部分，以航空发动机的层板冷却结构为研究对象，数值模拟了其冷却特性，并通过对比六种不同工况下的模拟结果，分析了吹风比、冷却气体流量和绕流柱对冷却效果的影响。