由松散颗粒填充的堆积型多孔介质是重要的建筑保温材料,其内部的流体传热通常被假设为纯粹的导热。然而实际中流体形成的自然对流,会降低材料的保温性能。因此堆积型多孔介质中自然对流的传热规律,以及孔隙参数对传热特性的影响机理,成为重要的研究课题。本文以堆积型多孔介质材料为对象,采用理论分析、数值模拟和实验验证相结合的方法,对多孔介质中RBC对流进行研究,并从脉动效应的角度重点研究了孔隙参数对系统传热的影响机理。RBC系统的热脉动效应,是指流体的脉动运动与系统传热能力的关系。通过研究热脉动的频率特征,建立微观流动结构运动规律与系统宏观时均传热参数的联系,是本文分析多孔介质RBC系统传热变化机理的基本思路。研究时,根据标准空腔RBC系统的数值模拟和试验研究,建立热脉动效应理论,然后使用相关理论分析多孔介质RBC系统传热特性的变化机理。空腔RBC模拟采用LBM方法和改进的网格设置方法,研究了层流至强湍流时RBC系统的热脉动现象。模拟结果显示,层流与强湍流RBC系统热脉动由大尺度环流脉动主导,无量纲特征频率满足Ra-1/6标度律;弱湍流状态热脉动由羽流运动主导,无量纲特征频率满足具有双阶段特征的Ra2/7标度律。以标度律为核心,根据特征频率的转变,可以解释空腔RBC系统中大尺度环流反转等特殊现像的发生机理,从而有效分析系统传热特性的复杂变化。空腔RBC实验则使用与仿真相同的参数与数据处理方法,研究了准二维空腔RBC系统中的温度脉动现象。实验所得温度信号的特征频率标度律,与模拟结果一致,验证了模拟研究所得结论的合理性,并证明了LBM方法在RBC热脉动问题研究中的有效性。最后本文以空腔RBC系统热脉动效应理论为基础,使用统计的方式分析了Ra=10~6～1.5×10~8时不同孔隙率和填料颗粒直径的多孔介质中,RBC系统的数值模拟结果。数据证明,多孔介质RBC系统热脉动效应满足理想状态RBC系统热脉动效应的基本标度律规律,但是孔隙参数对低Ra数系统的传热特性具有更大的影响。根据热脉动效应随孔隙参数变化的基本规律,本文预测了颗粒尺寸过小或孔隙率过低时,多孔介质RBC系统可能在较低Ra范围内发生传热特性的突变,并分析了突变发生的机理与条件。本文提出的研究方法与相关结论,不仅为多孔介质保温材料的结构设计与优化提供了依据,也为其它多孔介质传热问题研究提供了新的研究思路。