激光诱导荧光（LIF）技术是一种主动式的遥感光学探测技术。土壤是常见的天然多孔介质，与石油混合后油滴会进入其孔隙内部，其独特的结构可以使光线发生多次反射和吸收，这种现象导致LIF探测土壤石油污染物获得的荧光分布具有差异性。笔者根据土壤含油量的多少以及分布特点，将土壤石油污染物分为油泥与含油土壤，基于蒙特卡罗方法和多孔介质的隐函数表示法，分别建立油泥和含油土壤的荧光仿真模型，采用荧光转换效率（接收荧光功率与发射激光功率的比值）表征荧光强度，从不同出射方向分析发射出土壤的荧光分布情况。通过模拟不同油品污染的油泥和含油土壤在不同入射天顶角、孔隙率、孔隙密度下的荧光转换效率，分析不同油品、LIF系统参数和土壤因素对荧光分布的影响。仿真结果表明：对于同种石油污染的油泥和含油土壤，油泥因较高的含油量导致荧光信号强于含油土壤；当激光垂直入射时，LIF系统收集的荧光信号强度最高，入射角度增大会导致荧光信号强度逐渐减弱；土壤石油污染物的荧光强度会随着孔隙率的增大而增大，随着孔隙密度的增大而减小；在激光照射下，轻质原油污染的土壤由于吸收系数较低，产生的荧光信号要弱于重质石油污染的土壤。本研究为LIF探测陆地溢油污染提供了理论和技术支持。

针对多孔介质高温燃烧用碳化硅多孔陶瓷因高温氧化导致抗热震性能以及辐射效率衰减等问题，首先采用有机泡沫浸渍法制备碳化硅素坯，经低温预烧、真空浸渍含Mg(OH)2、单质Si和α-Al2O3浆料，经过原位反应烧结在碳化硅骨架表面构筑含堇青石红外辐射涂层的碳化硅多孔陶瓷。结果表明：真空浸渍浆料能在碳化硅骨架表面涂覆连续涂层的同时，能完全填充骨架的三角孔洞，经1 350 ℃烧结成功制备了具有堇青石涂层、碳化硅骨架中间层、堇青石填充层的3层结构碳化硅多孔陶瓷。3层结构的形成显著提高了碳化硅多孔陶瓷力学性能及抗热震性能以及高温抗湿氧化能力，碳化硅多孔陶瓷在1?350 ℃热处理后耐压强度达到1.18 MPa、残余强度保持率达67%；碳化硅多孔陶瓷中3层结构孔筋表面堇青石红外辐射涂层的形成，强化了碳化硅多孔介质燃烧器辐射换热过程和燃烧效率，将燃烧器表面温度提高约140 ℃，并显著降低了燃烧器中CO、NOx等污染物的排放量。

为研究回热器中填充结构的微观结构特征，基于多孔介质分形理论，使用压汞法对回热器孔隙分布情况及分形维数进行研究。回热器是微型斯特林制冷机的关键部件，使用不锈钢网片或不锈钢毡填充制备的回热器是一种典型的多孔介质。采用压汞法对回热器进行微观结构测试，得出回热器内部孔隙分布范围。结合多孔介质分形分析的基础理论，计算得出回热器分形维数，说明了回热器具有分形特征，得出回热器的分形维数区间。

细胞培养是进行细胞研究的基础, 为了在细胞体外培养时提供一种近似于体内的微环境, 设计了一种可供细胞三维动态培养的微器件。首先设计了用于输运流体的微通道网络, 培养池对称布置于微通道网络中, 通过一系列“多进多出”型微通道分别与进样口和出样口相连。利用Comsol软件中的层流物理场和多孔介质物理场耦合对培养池内的流场进行仿真, 通过比较流场的均一性和稳定性优化微通道网络结构。然后, 采用静电直写技术在培养池内集成聚己内酯(PCL)三维支架, 构建细胞三维培养空间。最后, 封合微器件, 检测微器件培养池内的流体流动情况, 并进行细胞实验。实验结果表明, “2×2”型微器件培养池内的流体稳定性和均一性较好; PCL三维支架的纤维间距400 μm, 纤维直径80 μm, 孔隙率64%, 细胞存活率达到90%以上。该细胞三维动态培养微器件更好地模拟了生物体内细胞生存所需的微环境, 培养池内的细胞生长良好, 满足设计要求。

伪装遮障大都有复杂的表面结构, 直接建模计算对计算能力要求极高。表面结构对周围流场产生扰动影响对流传热, 进而影响伪装表面温度。文中通过不断调整参数得到对表面有相似影响的多孔介质, 实现伪装遮障表面结构到多孔介质的简化。采用局部建模的方法, 分析三种典型伪装遮障表面结构对周围流场以及其温度场的影响, 进而将其简化为对应的多孔介质。结果表明: 将伪装遮障表面结构类比为多孔介质, 大大减少了计算量, 能够模拟大表面覆盖伪装遮障之后的表面温度, 评估其伪装效果。将该简化模型用于室外平房这一具体情境中, 分别模拟平房不加表面伪装和外加不同伪装遮障情况下, 其表面温度和表观温度在全天不同时段的变化。

介绍了用He-Ne激光测试多孔介质中CO2的露点的技术，并给出实验结果。