空间科学技术的发展和航天工程的实施对航天航空飞行器热防护系统提出了全新的技术要求。本文针对防隔热涂层技术,采用计算流体力学(CFD)数值模拟,研究了先驱体聚碳硅烷在无纺碳纤维多孔材料表层一定深度的流动行为,为涂层工艺流程和最佳操作条件提供理论依据。本文通过三维无损CT扫描技术对碳纤维多孔材料样品进行扫描,并根据CT扫描图像重构碳纤维多孔材料孔隙模型,实现对材料样品孔隙率的统计。基于Mimics和ICEM软件,提出了碳纤维多孔介质孔隙非结构化网格模型的构建方法;基于Abaqus、Phython和ICEM软件,提出了碳纤维多孔介质孔隙结构化网格模型的构建方法,并开发了一种新的孔隙和骨架的分离方法以及孤立孔隙的去除方法。并将两种模型与基于体积平均计算的宏观模型进行对比分析。采用能反应真实孔隙结构、网格质量更高的多孔介质孔隙结构化网格模型进行模拟计算。构建了PCS在碳纤维多孔材料孔隙内输运的数学模型,分析了PCS在多孔介质孔隙内的流动规律。研究发现,PCS的粘度和入口压力分别与贯穿整个多孔介质所消耗的时间呈线性相关和指数相关,不同孔隙率的多孔材料对流体流动速度也呈现一定的数学关系。在模型中宏观阻力的评估方面,孔隙率对粘性阻力和惯性阻力起决定性的作用,粘度对惯性阻力的影响比对粘性阻力的影响大。在涂层工艺方面,采用相同的液量分一次、两次和三次进料的操作方式进行模拟计算发现,每增加一次进料都会改善复合材料的固相梯度分布,采用三次进料的方式能更好的生成缓和热失配问题的梯度结构涂层。通过模拟0.128poise和0.4poise的PCS作为先驱体的涂层工艺,对比发现小粘度的PCS作为先驱体采用3次进料的操作方式能形成梯度更为均匀的固相梯度层。