岩土介质内对流传热现象普遍存在于矿业工程应用领域中,岩土介质又是典型的多孔介质,其内部结构极其复杂,研究其内部的流动与传热过程远比单一介质困难。岩土多孔介质内的流动与传热呈现出多尺度、非线性的特点,数值模拟是研究岩土多孔介质流动与传热问题的重要研究手段之一。格子Boltzmann方法（Lattice Boltzmann Method,LBM）具有并行性,碰撞算子的局部性,易于实现具有基本力学规则的复杂边界条件,以及可以避免求解不可压缩流动压力场的泊松方程等优点,可为研究岩土多孔介质内流动与传热现象提供一种高效可靠手段。目前对于岩土多孔介质单相流动的表征体元（Representative Elementary Volume,REV）尺度格子Boltzmann方法的理论体系还不完善,并且格子Boltzmann方法在REV尺度的岩土介质热对流研究还处在探索阶段。已有研究对于岩土裂隙介质流动与传热的REV尺度格子Boltzmann模型大多基于BGK模型或MRT模型建立的,具有数值稳定性差、可调参数少或者运算复杂等问题,发展稳定性好、计算精度高的REV尺度格子Boltzmann模型是非常有必要。双松弛（Two-relaxation-time,TRT）格子Boltzmann模型相比较于单松弛时间（Single-relaxation-time,SRT）格子Boltzmann模型有较高数值稳定性且比多松弛（Multiple-relaxation-time,MRT）格子Boltzmann模型运算简单。因此为了丰富单相传热REV尺度格子Boltzmann方法的理论体系,并发展可用于大尺度微观多孔介质热流动工程计算的格子Boltzmann模型,本文对REV尺度多孔介质对流和传热的TRT-LB模型开展深入的研究,本文工作主要为:（1）第二章介绍了格子Boltzmann方法的理论和相关模型。概述了格子Boltzmann方法的基本思想、发展史以及本文数值研究中所用到的边界处理格式,重点介绍了常用离散速度模型具体形式、不可压缩格子Boltzmann模型和不可压缩热格子Boltzmann模型。（2）第三章发展了不可压缩流动与传热的TRT-LB模型,该模型根据双松弛因子的思想将外力项分为了对称部分和非对称部分。通过二维平行平板通道混合对流和方腔内自然对流两个算例对流动传热特性进行了模型实验研究,结合数值模拟方法计算分析了多孔介质内部速度和温度随着Ra数的变化情况,通过速度和温度流线图揭示了对流传热相互之间的影响规律。并将数值模拟计算结果与已有相关研究进行比对,发现解析解与数值解高度吻合。通过水平中面的温度变化和定量数据的对比,进一步验证了本文不可压缩流动与传热的TRT-LB模型可行性和精确性。（3）第四章构建了REV尺度的不可压缩热TRT-LB模型,该模型基于双分布函数的框架下,结合TRT模型中具有一个松弛时间可调节的思想,在第三章的基础上考虑了含有内热源的情况。利用Chapman-Enskog分析将模型中的温度场和速度场演化方程恢复到宏观流动方程。数值模拟了平行平板通道混合对流、方腔内自然对流和含热源的多孔方腔热对流三个经典算例,揭示了数值模拟过程中涉及流动传热机制演化规律。发现本文TRT-LB模型在低粘性系数下表现出更好的稳定性,并将结果与以往研究得到的数值模拟解进行比较,发现本文构建的REV尺度多孔介质TRT-LB模型其数值结果与解析解吻合较好,模型的收敛速度具有二阶精度,说明该模型具有高效稳定的特点。此外,对比不同Da数和Ra数下流线和等温线图、水平中面的速度和温度分布图可以看出本文模拟结果的准确性,通过定量分析给出了不同工况下的热壁面平均Nusselt数以及最大无量纲温度,进一步验证了模型的可靠性。