有机绝热材料是现今最常用的绝热材料之一,在实际使用时由于环境变化及施工工艺的影响,材料中会积聚水分,导致系统绝热性能大幅衰减,造成经济损失与能源浪费。有机绝热材料的热湿性能主要由其细微观结构决定,而目前对细微观结构影响机理的研究尚不多见。为探究这一点,本文进行了从介观尺度到宏观尺度的多尺度模拟研究,深入探寻有机绝热材料细微观结构在不同尺度下对其热湿特性的影响,为绝热系统性能稳定性的预测、维护和优化提供一定的理论依据和参考。为重现有机绝热材料孔隙率高、闭孔离散度高的结构特点,本文提出了一种结合Voronoi图划分与四参数随机生长法的高效随机重构方法,经过测试发现,这一方法可以较真实的反映模拟对象的结构特征,并且具有很高的重构效率。为应对研究对象复杂的内部边界,本文采用格子Boltzmann方法进行介观尺度的模拟计算。本文基于介观尺度的模拟结果训练人工神经网络,并通过训练好的人工神经网络获取宏观尺度网格的导热系数,从而实现在宏观尺度下对细微观结构的影响机理进行较高精度模拟研究。与实验数据相比,所提出的多尺度传热模型在饱和度低于0.3时相对误差不超过10%,模拟结果随饱和度的变化趋势与实验一致。经过一系列数值研究,本文发现细微观结构参数在不同尺度下对材料的热湿性能均有显著影响且不同尺度下的影响趋势一致。总孔隙率与闭开孔体积比会影响各组分体积占比,导致其对导热系数的影响强度随饱和度的变化并不单调;而各组分导热系数以及相对偏移比均不改变各组分体积占比,其对导热系数的影响强度随饱和度呈现单调变化。总体来看,材料的导热系数与总孔隙率、闭开孔体积比以及相对偏移比负相关,而与组分导热系数正相关。通过敏感性分析发现,细微观结构参数对材料热湿性能的影响在介观尺度下更强,影响由强到弱的参数依次为总孔隙率、闭开孔体积比、闭孔内气相导热系数、相对偏移比、固相导热系数,其敏感性分析曲线斜率最大绝对值依次为3.4、0.54、0.52、0.24、0.23。为改善有机绝热材料的热湿性能,应尽可能增大总孔隙率与相对偏移比,使闭开孔体积比约等于8,尽可能减小各组分导热系数并使用疏水性材料作为基材。