多孔介质中的流动和传热现象在自然界和工农业生产中普遍存在,与人们的生产与生活息息相关。对该问题的开展基础理论研究对于解决工程实际有着十分重要的意义。本文采用了理论分析、数值模拟和实验研究相结合的方法对多孔介质复合腔体内的流体流动和传热现象进行了探讨和分析,研究了自然对流强度Ra、多孔介质厚度、孔隙率对复合腔体内流动和传热以及交界面处的应力跳跃系数的影响规律。首先对多孔介质复合腔体内的自然对流传热现象进行了理论分析,利用一区域方法采用Navier-Stokes方程描述腔体内的流动,满足局部热平衡的能量方程描述传热,建立了数学模型。利用有限元法对模型进行了求解,并进行了网格无关性与方法有效性的验证。数值模拟研究表明：多孔介质的存在阻碍了腔体内的流动及传热,且厚度越大,阻碍效果越大；随着孔隙率和自然对流强度参数Ra的增大,腔体内的流动及传热随之增强。通过孔隙率、速度和速度梯度对交界面处的应力跳跃系数进行了计算,结果表明多孔介质厚度和Ra对应力跳跃系数影响很小,孔隙率对应力跳跃系数影响较大。随着多孔介质厚度的增加,应力跳跃系数逐渐变小,随着Ra数和孔隙率的增大,应力跳跃系数逐渐增大。搭建了多孔介质复合腔体实验台,利用三维CAD打印技术构造了三种不同结构的多孔介质模型,并利用粒子成像测速系统对多孔介质复合腔体内的自然对流流动进行了测试。通过数值模拟选取了合适的二维流场测试断面。对3个不同结构的多孔介质模型的流场的测试结果表明随着Ra的增加,流动如何变化,随着孔隙率的增加,流场如何变化,并利用测试速度、速度梯度及多孔介质孔隙率对应力跳跃系数进行了计算,结果表明随着多孔介质厚度的增加,应力跳跃系数逐渐变小,随着Ra数和孔隙率的增大,应力跳跃系数逐渐增大。对应力跳跃系数变化实验结果与数值模拟结果进行相互验证,结果表明吻合程度较好。通过理论分析、数值模拟和实验研究相结合的方式,获得了多孔介质复合腔体内自然对流流动及传热的一般规律,分析了交界面处应力跳跃系数的影响因素,为准确分析多孔介质复合腔体内自然对流流动及传热规律,尤其是交界面处的流动特性奠定了基础。