从呼吸生理学的角度来看，肺是身体的一部分，是维持生命所需气体的交换场所；从流体力学的角度来看肺体又是一个复杂的流场。气体在肺内传输和扩散的研究属于呼吸生理学和流体力学二者的边缘学科。本文介绍了肺体的生理结构以及气体在肺内的传输和扩散过程，通过对现有几种数学模型的分析后，在Weible肺解剖模型的基础上简化得到肺的一维喇叭口数学模型，把气体在三维空间传输和扩散问题转化为一维问题。论文以一次深呼吸氮清洗实验为研究基础，根据Fick定律和扩散对流定律得出一维一层喇叭口模型内气体传输和扩散方程，计算得出的模拟结果肺泡高坡区(即第Ⅲ区域)为一条水平直线，也没有明显的第Ⅳ区域。 本文依据J.C.Cruz提出的一维七层肺模型结构，模拟出肺泡高坡区的梯度，第Ⅳ区域的一段曲线，并对其影响因素作了详细分析，得出影响第Ⅲ、第Ⅳ区域的七个主要因素，并对其中的气道闭合和生理无效腔做了详细的计算，得出的一次深呼吸氮清洗的模拟曲线，较好的与实验曲线相吻合，尤其在第Ⅳ区域有了明显的梯度变化。 论文同时提出了气体多次呼吸时传输与扩散方程中涉及到气体和血液中气体的交换过程的源项，此外本文还提出了更接近人体的真实肺体结构三维肺模型结构，并初步得出了其树状系统结构模拟图，为气体在三维肺模型中的传输与扩散的研究奠定了基础，也为进一步研究气体在肺内的传输和扩散和肺疾病的临床诊断提供了重要的参考依据。