二维多孔材料(又称蜂窝材料)作为一种新颖的多功能材料备受关注。通过改变二维多孔材料的内部结构形式，可以同时满足力学、热学、声学以及能量吸收等多功能需求。由于其存在一个易于流动的方向并具有较大的面密度，二维多孔材料在具有良好的比刚度和比强度的同时也具有良好的热性能，研究强迫对流下的散热性能对其多功能化设计具有重要意义。随着电子设备趋向集成化、小型化和功率密度的不断增加，散热问题成为制约其发展的主要瓶颈之一。合理的设计电子设备散热结构，提高其散热性能，从而降低关键元器件的温度，成为电子设备设计人员广泛关注的课题。本文采用数值计算的方法，对二维多孔材料和电子设备的热设计的相关问题进行了探讨，主要的研究内容如下：1．考虑二维多孔材料的多功能设计问题，提出了以需要满足的散热性能为约束，以满足需求的设计参数的可调范围(设计参数的允许变化范围)为设计目标的设计理念；针对给定几何空间上布置具有典型周期性微结构的二维多孔材料的问题，研究了微结构尺寸和多孔率对散热性能的影响，并对其原因进行了分析；通过优化微结构尺寸和多孔率使得材料的散热性能达到最优，对具有不同微结构形式的二维多孔材料可能达到的最优散热性能进行了对比；对各种微结构形式在特定散热性能要求下的设计空间进行了对比。研究的结果表明，与其它微结构形式相比，具有Hexagon微结构的二维多孔材料可以达到最大的散热率；同时在满足一定的散热性能的要求下，Hexagon的材料用量最省，具有更大的设计空间，更便于二维多孔材料的轻质多功能设计，而且这种轻质多功能性随着材料散热性能要求的提高更为明显。2．针对电子设备热设计中，器件的热功耗获取较为困难的现象，本文提出了一种基于实验测试得到的器件操作温度，利用反演技术来确定器件工作时热功耗值的方法，并建立了热功耗反演问题的优化模型。以某电子设备器件热功耗的获取为例，对反演过程中的实验测试、电子设备数值建模、流固耦合数值计算等问题进行了探讨。对所给算例的器件热功耗的反演实施充分表明了该方法的可行性。3．以某电子设备的热结构设计为例，探讨了系统级的强迫风冷散热问题。在内部结构一定的条件下，通过设计通风口和风扇的位置，优化设备内部流场，从而提高设备的散热性能。比较了两种不同风扇功率下设备的散热性能，讨论了风扇配置与设备散热效率之间的关系。结果表明，合理的通风口和风扇的布局可以显著的提高电子设备的散热性能；风扇数目的增加只有在对设备内部流场进行优化的条件下才能提高设备的散热性能；增大风扇功率可以提高电子设备的散热效果，但其散热效率并不一定理想。