双扩散自然对流现象在自然界和工业生产中普遍存在,如大洋环流、软流层在地壳中的运动、晶体材料生长等。为了探究实际应用背景下不同因素的作用机理,本文基于格子Boltzmann方法（LBM）对水平温度梯度和浓度梯度作用下方腔内热溶质自然对流进行数值模拟,首先,我们分析了基本特征准则数对方腔传热传质和熵产的影响,并探究了纳米流体对正弦边界条件下壁面传热传质效率和熵产的影响。其次,研究了考虑Soret和Dufour效应下流体在方腔中传热传质效率以及熵产的变化规律。最后,我们探究了外部磁场的磁滞力对流体热质运输和熵产的影响。其中主要包括多孔介质孔隙率?、多孔介质达西数Da、瑞利数Ra、浮力比数Br、路易斯数Le、方腔倾斜角γ、角频率比N、纳米流体体积分数?、Soret效应准则数Sr、Dufour效应准则数Df、哈德曼数Ha、磁场角度ζ等,具体研究内容如下:首先,研究了?、Ra数、Br数、Le数和γ对均匀边界条件多孔介质方腔内流体双扩散自然对流的影响。结果表明,壁面Nuave数随?的增大而增大,在高孔隙率时增幅减缓在?=0.7时达到峰值;流体传热传质效率和总熵产随Ra数的增加呈指数型增长趋势;随着Br数的增大,方腔内对流传热传值速率以及熵产大小呈现先减小后增大的趋势;随着Le数的增大,传热速率缓慢减小而传质速率大幅增长,方腔内总熵产随Le数的增大缓慢减小;当方腔施加40°倾斜角时壁面Nuave数、Shave数和总熵产增长明显,当倾斜角80°时传热传质被削弱,而系统内不可逆程度增加。与此同时,我们研究了?、Ra数、?和N对正弦边界条件下纳米流体传热传质效率和熵产的影响。结果表明,与均匀边界条件所得结论近似,采用正弦边界条件下壁面Nuave数随?增大呈现先增后减趋势,在?=0.7时达到峰值,而壁面Shave数随?增大而逐渐减小,方腔内总熵产增长明显;该模型下方腔内传热传质效率和不可逆熵产同时随Ra数增大呈指数行增长;对于给定Ra数,当N>1时壁面Nuave数随N增大逐渐增大,而Shave数在N=2时达到最小值;当N<1时壁面Shave数随N增大逐渐减小,而Nuave数在N=1/2时达到最小值;当N=1时时传热传质能力综合效率最高,在低Ra数时方腔内总熵产最小,而在高Ra数达到峰值。其次,在考虑Soret和Dufour效应时对部分填充多孔介质方腔内纳米流体双扩散自然对流进行数值模拟。结果表明,壁面Shave数、Nuave数和Stot随?增大逐渐减小,Stot在低孔隙率时减小幅度更加明显;壁面Shave数、Nuave数和Stot随着Da数的增大而增长,在高Da数时,多孔介质渗透率对流体传热传质效率影响较小,而对方腔内由于流动摩擦产生的粘性耗散SF增长显著;随Sr数增大,壁面Shave数增长明显,而Nuave数呈现微弱增长趋势,方腔内Stot主要受到SF作用呈现微弱增长趋势。随Df数增大,壁面Nuave数增长明显方腔内传热能力增强,而Shave数呈现微弱增长趋势,方腔内Stot主要受到SF作用呈现微弱增长趋势。最后,我们探究了外部磁场对局部多孔介质方腔内纳米流体双扩散自然对流进行数值模拟。结果表明,不同Ha数下当ξ=90°时,壁面Shave数和Nuave数达到最大值,并且其总熵产存在最小值;但是当ξ=0°或180°时壁面传热传质效率较为低下方腔内不可逆程度较高;当ξ=90°时,壁面Shave数和Nuave数随Ha数增加而减小,随Ra数的增大而显著增大;当Ra=10~4时,流体受磁场抑制作用而产生的不可逆程度较小,方腔总熵产在Ha=100时达到最小值。随着Ra数的增加,方腔内环流强度增大,磁场对导电流体产生的洛伦兹力作用更加明显,总熵产将主要受到SM作用在Ha=100时达到峰值。