纤维过滤器的压力损失、捕集效率和渗透率都是纤维过滤器非常重要的性能参数。国内外学者对纤维过滤器的性能研究已经好多年了。虽然有几个二维三维分析模型用于预测过滤器的压力损失和渗透率,但由于部分研究是将实际的纤维过滤器的纤维简化为规则排列的结构,而且大多模拟研究都是在二维水平上的,而实际上纤维过滤器内部的气固两相流是发生在三维空间的,所以用这些模型预测真实介质实际结果还有些差距。纤维分布方式和不同直径纤维的组合方式对纤维过滤器的过滤性能起着重要作用。研究纤维过滤器三维空间内的流场对对深化过滤机理的研究、优化过滤器的设计参数及运行参数有重要意义。为获得更真实纤维过滤器的微观结构,本文基于随机算法产生三维的纤维过滤介质,创建了一系列不同结构参数的虚拟三维纤维过滤器模型。并以计算流体力学(CFD)软件FLUENT6.1为平台,对其内部的气相流场在不同运行参数条件下进行了数值模拟研究。主要的研究工作及研究结论包括：(1)通过计算机程序建立了多种过滤器模型,主要包括单峰纤维过滤器(组成过滤器的纤维直径是均一相等的),双峰纤维过滤器(过滤器是由两种不同的直径纤维按一定比例组成的)和多分散纤维过滤器(组成过滤器的纤维直径分布呈多分散状态,本文只考虑了正态分布状态。)。建立的三维纤维过滤器模型与真实的过滤介质微观结构十分相似。(2)本文主要研究了三种不同排列方式下的单峰纤维过滤器：纤维等间距平行排列模型,纤维交错排列模型和纤维随机排列模型。研究结果表明：过滤风速对这三种过滤器模型的压力损失影响是一致的,随着过滤风速的增大,压力损失线性增加。随着过滤器填充密度的增大,过滤器渗透率非线性减小。但是纤维随机排列模型更接近于真实无纺布微观结构,随机模型的研究结果最接近于Davies实验结果。另外,本文也得出了三种纤维过滤器模型的无因次压力损失计算式,其中纤维随机排列模型计算式与Davice计算结果误差为小于5%,其他两种计算式与经典模型的计算结果误差均小于10%。(3)创建了两种直径纤维的双峰纤维过滤器,并利用数值模拟的研究方法计算了不同工况下过滤器两端的压力损失。并给出了过滤器内部流场分布。过滤器两端的压力损失随着迎面风速的增大而线性增加的；增大SVF的值,过滤器压力损失非线性显著增大。压力损失随着粗纤维分数的增大而减少。(4)创建了纤维直径正态分布的多分散纤维过滤器模型,并利用数值模拟的研究方法计算了不同工况下过滤器两端的压力损失。并给出了过滤器内部流场分布。过滤器两端的压力损失还是随着迎面风速的增大而线性增加的；过滤器压力损失随着SVF增大非线性增大。考虑了纤维直径分布分散度对慢性压力损失的影响,但影响并不太明显。通过对正交实验数据进行多元回归,得出稳态洁净过滤条件下压力降与过滤速度、滤层厚度、空隙率和分散度三个影响因素的关系式。多分散纤维过滤器压力损失可以描述为过滤介质的局部压力损失,其局部阻力系数与雷诺数、孔隙率及纤维直径成反比,与分散度成正比。