多孔介质金属泡沫由于其比表面积大、导热性能高,具有优良的传热强化功能,被广泛应用于高效换热器以及节能环保等领域。同时,对多孔介质金属泡沫的传热及流动的研究也越来越引起了众多学者的关注。多孔介质金属泡沫杂乱无序的结构,使其传热过程中的流动及传热规律错综复杂,尤其在两能量方程的数值计算中,更是无法确定网格节点与真实多孔介质对位的问题。针对多孔介质金属泡沫的这些特点以及文献资料中存在的问题,本研究拟构建一个与真实多孔介质金属泡沫形态相近的几何规则的物理模型,并基于流动与传热一致性原则,确定模型的结构参数及相关物理参数。本文建立了与金属泡沫形态相近的十四面体模型,提出了相应的代表性单元体。基于分形理论的基础和判据,用分形理论得到真实多孔介质的孔隙率和渗透率表达式。基于十四面体的结构特征,分析孔隙率和面孔隙率,并对比其他模型,讨论面孔隙率表达式的适用性,并提出十四面体模型的渗透率表达式。遵循一致性原则,使构建的十四面体模型所表征的流动和传热等相关特征物理量与真实多孔介质对应的物理量相等或基本一致,通过这些特征物理量相等的关系,建立真实多孔介质和十四面体模型的联系,从而确定模型的结构参数。同时,将十四面体模型渗透率表达式的计算结果同其他学者的实验数据的对比,讨论十四面体模型渗透率表达式的有效性。根据十四面体的结构特点,分析模型的等价热阻,由传热的热阻一致性原则,得到了金属泡沫的有效导热面积和等价导热系数。由实验测得的金属泡沫的热阻,计算金属泡沫的等价导热系数。最后对全文的分析研究进行了总结,同时提出有待研究的课题。